análisis de las fallas más frecuentes de los
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Análisis de las fallas más frecuentes de los grupos electrógenos del emplazamiento de Regla.
Autor: Vladimyr Romeny Armando Vera CruzTutor: Dr. Alberto E. Calvo González Consultante: Mario Troncoso Boladeres
Ciudad de La Habana, CubaJunio, 2009
Trabajo de diploma para optar por el título de Ingeniero Mecánico
Problema de estudioLos ingenieros y operarios de mantenimientos se han encontrado con diversas averías, pasados 3 años de explotación de los grupos electrógenos instalados en Cuba, con la finalidad de resolver el problema energético desencadenado durante el periodo especial con la degradación de las termoeléctricas, a causa de las dificultades que enfrentaban el país.
Estas averías han provocado la salida de servicio de estos equipos en muchas ocasiones, haciendo bajar la disponibilidad del emplazamiento y manteniéndola por debajo de los valores propuestos por la EMGEFO durante todo el año de 2008.
Objetivos:
Los objetivos del proyecto son:
Determinar las averías más frecuentes en el
emplazamiento de Regla.
Determinar la causa raíz de un grupo de estas
averías.
Estado real: Los equipos usados son de tecnología coreana,
son motores de marca Hyundai-Himsen 9H21/32, con una capacidad de 1.7 MW cada uno, son motores nuevos de los cuales existe muy poca experiencia en su manejo y el conocimiento de su desempeño a nivel nacional e internacional.
Por ser tan nuevos los equipos, desde su montaje hasta el momento se han hecho algunas modificaciones a su diseño, por haberse detectado problemas en el mismo.
Hasta el momento se han formulado muchas hipótesis, pero no se ha llegado a determinar las verdaderas causas de las averías y su respectiva demostración.
Estado deseado:Tener un documento que reporte
informaciones de las averías existentes y el estudio desarrollado en base a ellas.
Conocer la razón de estas averías.Tener una herramienta con la cual se
podrá contar como apoyo en la búsqueda de soluciones para las averías estudiadas.
Etapas de investigaciónEstudio de los catálogos de los grupo
electrógenos Hyundai - Himsen y MAN B&W.Búsqueda en internet, entrevista a
profesionales cubanos y coreanos en busca de antecedentes semejantes a los problemas encontrados.
Análisis de informes y reportes presentes en el emplazamiento.
Elaboración de un informe con los resultados encontrados.
Si es posible, proponer un mantenimiento específico para este emplazamiento.
Análisis de averías.
Antes de proceder al análisis de averías hay que delimitar el alcance del mismo. Esto se consigue definiendo los límites del sistema.
El análisis de averías debe contemplar una fase en que se defina el sistema, sus funciones y las condiciones de funcionamiento.
El análisis debe centrarse primero en el problema, segundo en la causa y tercero en la solución.
Análisis Causa Raíz (ACR)Es una metodología disciplinada que permite identificar las causas físicas, humanas y latentes de cualquier tipo de falla o incidente que ocurren una o varias veces permitiendo adoptar las acciones correctivas que reducen los costos del ciclo de vida útil del proceso, mejora la seguridad y la confiabilidad del negocio.
Factores limitantesTiempo y personal Desconocimiento de la aplicación y alcance de esta metodología.
Resumen de los pasos del método Análisis Causa Raíz(ACR)
FASES ETAPASFASE A: CONCRETAR EL PROBLEMA 1. SELECCIONAR EL SISTEMA
2. SELECCIONAR EL PROBLEMA
3. CUANTIFICAR EL PROBLEMA
FASE B: DETERMINAR LAS CAUSAS 4. ENUMERAR LAS CAUSAS
5. CLASIFICAR Y JERARQUIZAR LAS CAUSAS
6. CUANTIFICAR LAS CAUSAS
7. SELECCIONAR UNA CAUSA
FASE C: ELABORAR LA SOLUCIÓN 8. PROPONER Y CUANTIFICAR SOLUCIONES
9. SELECCIONAR Y ELABORAR UNA SOLUCIÓN
FASE D: PRESENTAR LA PROPUESTA 10. FORMULAR Y PRESENTAR UNA PROPUESTA DE
SOLUCIÓN
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Deciembre0
5
10
15
20
25
30
35
13
1921
15
19
15
29
16
32
2017
9
Cantidades de Averias
Análisis del informe de averías del año 2008
Ener
o
Febr
ero
Mar
zoAb
ril
May
oJu
nio
Julio
Agos
to
Sept
iem
bre
Octub
re
Novie
mbr
e
Decie
mbr
e0
0.5
10.9360.911
0.765000000000
003
0.780.9 0.901
0.677000000000
003
0.8230.7940.7850.8870.929
Disponibilidad
Averías mas frecuentes.Salidero de combustible.Alta temperatura de los gases de escape del
motor.Presión diferencial de aceite.Baja presión de aceite. Atascamiento del mecanismo de embrague
del motor de arranque.Pase de agua al interior de los cilindros y
depósitos de aceite.Averías con los inyectores.Válvulas partidas o quemadas.Averías en el turbo cargador.
Árbol Lógico de avería en el inyector
Mala atomización
Deterioro y perdida de
hermeticidad
Tupición de la tobera
Mala calibración del injector
Presencia de partículas
mecánicas y lodos en el combustible
Mala calidad del material de la
tobera
- corrosión por formación de ácidos - erosion por presencia de partículas mecánicas
Temperatura de trabajo altas
Mala calidad del fuel
A
Árbol Lógico de avería en las válvulas
Válvulas averiadas
quemadas partidas
erosionado
Altas temperaturas de gases de
escape
Deficiente refrigeración
de las válvulas
Calidad del material
Chock entre cabeza y asiento
Chock térmico
Sedimentación de depósitos en cabeza y
asiento
Mala calibración de
la válvula
Mala calidad del fuel oil
Mala calibración
Paradas y arranquesA
Averia en turbos
Altas RPM Averias en los cojinetes
Alabes averiados
Suciedad en los conductos de
escape y turbo
Mal lavado
Preparacion deficiente del
lavado
Programacion deficiente del
lavado
Perdidas de propriedades
del aceite
Aceite inadecuado
Mala purificacion del
mismo
Trabajo en temperaturas
extremas
incrustaciones corrosionParticulas mecanicas
Mala calidad del fuel
Formacion de acidos
Impurezas del fuel
Partes de componentes
rotos
Mal lavado
A
Árbol Lógico de avería en el turbocompresor
Árbol Lógico de altas temperaturas en los cilindros y gases de escape.
Altas temperaturas de los gases de escape
Angulo de encendido incorrecto
Mala atomizaciónObstrucción de la
salida de los gases de escape Poco aire de
carga
Temperatura ambiente alta en
la sala de maquinas
Mala calibraciónMal
funcionamento de las Compuertas
Incrustación de productos de
combustion en los conductos y turbo
Problemas en el enfriador de aire
de carga
Filtro de aire tupido
Baja rpm del turbo cargador
Refrigeración deficiente de la
sala de maquinas
Mala combustionCantidades grandes de Cenizas, particulas mecanicas en el combustible
Mala calidad del combustible
A
Calidad del Combustible Pesado
Las 3 averías estudiadas indican como posible causa.
Verificación del estado del HFO
Proceso de tratamiento del Combustible.
Comparación entre la calidad requerida
por el MCI según las regulaciones de la
CIMAC y los certificados de calidad del
CUPET.
Proceso de tratamiento del combustible pesado (HFO)
Decantación y sedimentación
Filtración
Purificación por separación
Tanques de almacenamiento de HFO
Recomendado por la Hyundai , CIMAC , API
Purificación por separación
Proceso elaborado por purificadoras de marca
SAMGONG MITSUBISHI SELFJECTOR.
Instaladas en paralelo.
Operan a 2/3 de su capacidad (valor reportado
por el operador de las purificadoras)
Por falta de piezas de repuesto, no se le hace el
mantenimiento recomendado de las 200 horas.
Comparación entre los certificados de calidad de la CUPET y los requisitos
mínimos del combustible.
Se detectó que: El % de agua dentro de requisitos
mínimos.Bajo valor calórico.Bajo valor de asfáltenos.Relación vanadio – sodio
relativamente alta
Conclusiones
Se llego a la conclusión que:
Todo indica que la calidad del combustible es la causa
fundamental de las averías en el emplazamiento de
Regla.
El problema no solo reside en la calidad del
combustible suministrado, sino también en el
tratamiento a que es sometido.
Recomendaciones Se recomienda:
Un análisis de una muestra de combustible al ser
suministrado al emplazamiento y a la salida de la
purificadora, con el objetivo de conocer la calidad del
mismo y calificar científicamente el proceso de
tratamiento del combustible.
Un estudio para determinar de qué forma se podría
mejorar la calidad del combustible en el emplazamiento
de Regla y tomar en consideración el uso o no de
aditivos.
Recomendaciones (cont.)
• Un estudio semejante al efectuado en el emplazamiento de Regla en otros emplazamientos con los mismos objetivos del presente trabajo de modo a poder compararlos.
MUCHAS GRACIAS!!!!
Preguntas del oponente.
1. En el trabajo se menciona que como método de control se utilizó la inspección visual. ¿Pudiera explicar de qué modo y cuando fue utilizada por el autor para arribar a las conclusiones planteadas?
R./ Hoy en día existen varios métodos de control e inspección de piezas averiadas, el uso de estos métodos varía de acuerdo con el tipo de investigación que se requiere hacer. Dentro todos, los más difundidos por la cantidad de información que pueden aportar son: El examen Metalográfico.
Inspección visual. Ultrasonido. Ensayos no destructivos de laboratorio y de
campo. Entre otros.
Para la realización de este proyecto se tuvo que adaptar a las posibilidades de empresa, por esta razón se escogió un método que no requiriera grandes gastos monetarios y que al mismo tiempo permitiría una gran fiabilidad en los resultados.
El método de inspección visual fue el escogido y utilizado para obtener informaciones del estado de las piezas averiadas y comparar con las bibliografías existentes.
Este tipo de análisis fue hecho de dos formas: De forma directa, a partir de observación directa a las piezas averiadas. De forma indirecta, a partir de observación de fotos, encuestas a especialistas y técnicos de mantenimiento con el fin de obtener información precisa de lo que vieron en las piezas averiadas.
2. En la etapa de investigación Pág. 3 se plantea y cito en la última viñeta.”Si es posible, proponer un mantenimiento especifico para este emplazamiento”. ¿Está etapa fue cumplida en el trabajo? Explique por qué.
Esta etapa no fue cumplida en el trabajo dado que las dificultades encontradas en la elaboración del proyecto, hicieron con que el volumen final de información recogida no reuniera criterio para la elaboración de una propuesta de esta envergadura. Para la elaboración de una propuesta de un mantenimiento específico hace falta datos como:• El intervalo de tiempo de ocurrencia de cada falla en específico.• Causa raíz de cada avería (determinada y avalada).• Calculo económico que demuestre la factibilidad de la implementación de una nuevo plan. Informaciones como estas no se pudieron obtener en el emplazamiento.
3. En los Análisis Causa Raíz generalmente se elige a causas que tienen a ver con la acción humana. En este caso no fue así y como resumen de averías y fallos diversos se llega a la conclusión que es la calidad del combustible la causa raíz de los mismos. Explique su respuesta como llego a esta conclusión.
R./ La acción del hombre siempre esta presente en cualquier avería, pero no es la única razón para la ocurrencia de un fallo. De acuerdo a lo descripto en los pasos para el uso del método ACR PROAT@, se afirma que en muchas ocasiones cuando se relaciona el hombre con el surgimiento de una falla, se pierde información valiosa sobre la participación de otras causas. Por esta razón en este proyecto en ningún momento se relaciona el hombre con la ocurrencia de los fallos presentes. Se llego a la conclusión del trabajo a través de un estudio bibliográfico profundo recogiendo opiniones de especialistas, revistas y informes de averías de otras empresas que por estudios hechos han demostrado lo mismo, y se comparó con los factos presenciados y de allí se arribo a las conclusiones del proyecto.