Plan Especial de Cuidado de Activos

| 6 agosto 2017 | 8 Respuestas

Autor: Luis Daniel Khalil.

Ingeniero Especialista de Confiabilidad, CMRP

ldkhalilbittar@gmail.com

El monitoreo de condición puede ayudar a prevenir fallas y anticiparse a ellas, sin embargo, no siempre funciona para ello, en el mejor de los casos podríamos ser capaces de identificar las etapas tempranas de fallas o el inicio de mecanismos de falla, pero si lo utilizamos de forma incorrecta será reactivo.

En la industria de la aviación civil (turbinas, instrumentos, componentes eléctricos) se muestra en los patrones de falla presentados por John Moubray en su libro, donde se muestra (tal y como la primera figura del articulo) que los patrones de falla F y E (los dos últimos de la figura) presentan más del 82% de los casos estadísticos, siendo de ellos el 95% fallas con patrones aleatorios, lo que hace un estimado de 80% de fallas aleatorias del total de los patrones posibles presentados por este tipo de industria según está muy pero muy respetable y comprobada bibliografía de John Moubray en su libro RCM II Segunda Edición. Aunque la condición de funcionamiento, vibraciones, temperatura o aceite lubricante sean monitoreados todavía muchas de las fallas no son directamente predichas sólo por estas condiciones. Es bueno resaltar que modos de falla y mecanismos de degradación durante la fase de desgaste, son muy predecibles e identificables “a tiempo” o en etapa muy temprana, con el objetivo de aislar la falla para monitorearla y hacerle seguimiento mediante herramientas de inspección para tal fin y contando con personal calificado.

Para ver el articulo completo, ingresar al link:

http://www.ernestoprimera.com/documents/Plan%20de%20Cuidado%20de%20Activos.pdf

Referencias:

  1. Reliability Centered Maintenance, RCM II, John Moubray, Second Edition, Pages 12-14.
  2. Gas Turbine Handbook, Third Edition, Anthony Giampaolo. Chapter 12 – Detectable Problems and Chapter 13 – Boroscope Inspection
  3. Experiencia Practica en Equipos Dinámicos en Refinerias y Generadores Eléctricos por Turbinas a Gas en Plantas de Servicios Industriales para Refinerias y Plantas de Proceso.
  4. https://maintenancebasics.wordpress.com/tag/john-moubray/

Categoría: Artículo técnico

Comentarios (8)

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  1. Estimados veo este excelente debate y lamento unirme a él con tanto retraso. Leyendo los comentarios interpreto que el autor (Luis) quiere resaltar la importancia de los fallos aleatorios en los sistemas del Oil&Gas, basado en las experiencias personales que menciona y calzadas con referencias de la bibliografía. Por su parte Carlos, insiste en la necesidad del análisis caso a caso y del necesario cuidado con el uso de las referecias no contextualizadas.
    En mi opinión, me da la impresión, tal y como se mencionan los ejemplos (cambios bruscos en el proceso, incremento en la concentración de CO2 en el agua y muchos otros casos como indica el autor), que se esta tomando como ‘fallo aleatorio’, lo que es un ‘fallo inducido’ por cambios en las condiciones ‘normales’ de operación.
    Por definición, si el fallo es inducido no puede ser casual o aleatorio. El caso de fallos aleatorios es cuando ocurren, en condiciones normales de operación (uso previsto), de manera casual y en relación con la tasa de fallos establecida por diseño para el período de vida útil.
    Pero si nosotros, cambiamos parámetros de operación que impactan negativamente, si cometemos errores de operación, si saltamos procedimientos, si ‘inducimos’ la pérdida de funcionalidad, entonces no sería correcto clasificar los fallos como aleatorios.
    Lo anterior no quita la necesaria atención que debemos tener con los fallos aleatorios, pero para los casos mencionados ¿son realmente aleatorios?
    Un cordial saludo amigos y colegas!

    • Luis Daniel Khalil dice:

      Hola Luis Felipe, gracias por tu comentario, hace poco más de un mes no entro a PlanetsRam, lo hice hoy por lo tanto deseo responder lo que aquí escribes para aclarar algunos puntos.
      Lo que deseo resaltar con el artículo es la necesidad de emplear un sistema especial de monitoreo de la condición de los activos para implementar estrategias proactivas en busca de minimizar la probabilidad de falla, anticipando a ellas y evitando que ocurran las mismas, mediante el seguimiento de variables operaciones y factores que activan mecanismos de falla y modos de falla, por lo tanto es un concepto de ir más allá del clásico mantenimiento y del clásico monitoreo de condición o inspección de equipo a frecuencias fijas; en cambio hacerle seguimiento a estos factores (causas) para activar el plan especial de monitoreo o inspección. Sin embargo, el tema de las “fallas aleatoria” tomó protagonismo debido a los comentarios y respuestas (debate) sobre el artículo.
      Respecto al punto que Usted trae sobre las fallas aleatorias, puedo asegurar que los ejemplos (cambios bruscos en el proceso, incremento en la concentración de CO2 en el agua y muchos otros casos) SI ENTRAN como causales de fallas aleatorias en equipos de la industria oil and gas. Si vamos al concepto de “falla aleatoria” se refiere a un “Patrón de falla” que muestra una probabilidad constante de falla en todas las edades (falla aleatoria), es decir, no existe ninguna relación entre la edad de los equipos y la probabilidad de que fallen. Con base en la Curva de la Bañera se puede explicar los tres periodos de falla, los cuales definen los patrones de fallo: “mortalidad infantil”, que se presenta en el primer periodo de operación del activo debido a problemas durante el diseño, construcción, manejo inicial, preservación, transporte, commissioning, puesta en marcha después de comisionamiento o mantenimiento mayor, entre otros. El segundo periodo es el que caracteriza “la vida útil” del activo, se refiere a un patrón de “fallas aleatorias” con la característica de aleatoriedad en la ocurrencia, no asociado al desgaste o deterioro por envejecimiento, puede ocurrir en cualquier instante, no depende de la causa, la misma puede ser una causa inducida o no, puede provenir por sobrecargas, por errores humanos, por fallos en los sistemas industriales que le sirven al activo en estudio, por fallo en sistemas upstream o agua arriba de nuestro activo, por entrada de producto fuera de especificación, etc, etc… todos estos elementos son causales o activadores de fallas aleatorias, siempre y cuando ocurran durante el periodo de vida útil del activo. Por ultimo está el periodo de falla por desgaste, o fallas por envejecimiento, el cual se presenta de manera gradual y predecible al final de la vida del activo o del modo de falla, en este periodo se presenta un desgaste o deterioro que avanza con el tiempo, de aquí podemos predecir curvas “P-F”, los sistemas de monitoreo de condición son ideales en estos casos, aunque no es la única estrategia que aplique a ello.
      Es necesario destacar para ampliar aún más la explicación que existen modos de falla que se presentan en mortalidad infantil, durante fallas aleatorias y en el periodo de desgaste, siendo el mismo modo de falla, sin embargo, la manera como se activa es diferente, es decir, la causa que lo genera es distinta. Voy a colocar un ejemplo:
      Perdida de material en alabes de turbinas a gas. Puede ocurrir durante el periodo de mortalidad infantil, causado a una pobre preservación de la turbina y sus internos antes del comisionamiento, debido a condiciones ambientales (marinas, ambiente salino) por presentar prolongado periodo de espera para comisionar y puesta en marcha, aunado a la ausencia de preservación. También es probable durante el proceso de arranque la entrada de objeto no deseado por medio los ductos de admisión y ensuciamiento de los filtros, lo cual sigue en el periodo de mortalidad infantil. Este mismo modo de falla puede ocurrir durante la vida operacional de la turbina y de forma aleatoria, es decir la entrada de solidos a la turbina es probable, es algo súbito en muchos casos y va generar el mismo modo de falla el cual será aleatorio para el alabe de la turbina; el mismo modo de fallo puede ocurrir por fractura del material ocasionado por cambios bruscos en temperatura y por ende gradientes no soportables por el mismo (puede ocurrir también en las boquillas de la turbina). Por último, este mismo modo de falla se puede presentar durante el periodo de desgaste o envejecimiento del alabe de la turbina, por erosión / corrosión debido al ambiente y otros agentes se estaría desgastando de manera gradual, monitoreable y predecible en muchos casos.

      • Estimado Luis, muchas gracias por los ejemplos y la amplia argumentación. El punto que insisto es el relacionado con lo que significa falla aleatoria y falla inducida. El hecho que una falla ocurra en el período de vida útil no la coloca inmediatamente en una clasificación de falla casual o aleatoria. Esto se verifica si los activos trabajan en sus condiciones previstas de operación. Por eso existe una tasa de fallas diferente de cero determinada por el diseño. En el período de vida útil además de esas fallas aleatorias inherentes al equipo por diseño, tenemos también aquellas provocadas o inducidas (por cualquiera de las causas mencionadas en operación). Estas últimas si las podemos evitar si se eliminan las causas provocadas que las generan. No así para las fallas aleatorias que están determinadas por las características intrínsecas del diseño del activo. De este modo, tenemos una tasa de fallas intrínseca (que determina las fallas aleatorias durante la vida útil, que como bien mencionas no depende del desgaste sino de las características intrínsecas del equipo) y tenemos una tasa de fallas real (que considera a la tasa de fallas aleatoria de diseño más la tasa de fallas inducidas en operación. Está última muy bien podrían evitarse perfeccionando los procedimientos de operación y mantenimiento, mejorando la confiabilidad humana, utilizando repuestos de calidad, respetando el uso previsto sin sobrecargas o vicios de operación.). Si no existieran las fallas inducidas o provocadas, entonces el equipo fallaría unicamente de modo aleatorio, según su tasa de fallas establecida por diseño. Por eso, estoy también muy de acuerdo con lo que planteas de perfeccionar el mantenimiento preventivo cíclico y el mantenimiento basado en condición. Evaluando también la condición según los parámetros de operación. Y paralelamente mejorar siempre e insistentemente la operación y evitar los errores. Todo esto va a combatir las fallas provocadas, dejando en buena medida unicamnete la probabilidad de fallas aleatorias que dependen de como fue diseñado el activo. Un cordial saludo

  2. Carlos; gracias por las observaciones y sugerencias relacionadas a la inclusión de referencias, es una práctica obligatoria para la autoría de artículos. Las referencias fueron incluidas, las mismas fueron suministradas por el autor.
    Luis; gracias por la nota nutriendo y explicando las afirmaciones de tu artículo.
    Para ambos; gracias por impulsar este intercambio.

  3. Carlos Parra dice:

    Saludos Ernesto

    Excelente inciativa la de proponer que se publiquen temas relacionados con el área de Confiabilidad.

    A continuación emito algunas recomendaciones a mejorar con respecto al whitepaper publicado:

    -Antes que nada es recomendable dentro de estas publicaciones, incluir las referencias del artículo y sobre todo, es importante referenciar, indicadores o valores específicos: por ejemplo, la siguiente afirmación, realizada en el paper propuesta no es correcta:

    “Más del 80% de los modos de falla presentan un patrón aleatorio (random)”.

    Hay que tener mucho cuidado con este tipo de afirmaciones y sobre todo desde el punto de vista estadístico, ya que lo correcto es referenciar los siguientes aspectos:
    ¿cuál es el origen de esta afirmación?…¿de dónde han salido los datos, en que tipo de industria se realizo el survey, que periodo de evaluación se utilizo?…..

    Propongo este tipo de interrogantes, ya que se puede asumir el error de que en todo tipo de industria el 80% de las fallas son aleatorias, lo cual es una afirmación falsa….. debe comprobarse el origen de este valor colocado en el paper.

    Espero que se tome mi argumento, como una recomendación constructiva (no estoy atacando el artículo), para que el Ing. Luis Khallil, por favor realice las correcciones y por favor nos incluya la fuente de las afirmaciones realizadas en su paper.

    Adicionalmente aprovecho de saludar al Ing. Luis, con quién tuve la oportunidad de compartir en mis años de trabajo en la industria petrolera.

    Carlos Parra

    • Luis Daniel Khalil dice:

      Hola Carlos Parra, un cordial saludo, gracias por tus comentarios. Respecto a las citas bibliográficas las mismas son:

      1. Reliability Centered Maintenance, RCM II, John Moubray, Second Edition, Pages 12-14
      2. Gas Turbine Handbook, Third Edition, Anthony Giampaolo. Chapter 12 – Detectable Problems and Chapter 13 – Boroscope Inspection
      3. Experiencia Practica en Equipos Dinamicos en Refinerias y Generadores Electricos por Turbinas a Gas en Plantas de Servicios Industriales para Refinerias y Plantas de Proceso.

      Respecto a tus dudas te explico lo siguiente:

      La Antigua y obsoleta forma de ver el mantenimiento pensaba que los patrones de falla son simples como los mostrados en la curva de la bañera, donde la distribución entre patrones de falla por mortalidad infantil, aleatorio y por desgaste se encontraban equivalente. Sin embargo, se ha demostrado que los equipos de industria del petróleo y gas, así como industria de la aviación civil (especialmente maquinarias o equipos dinámicos) presentan mayor complejidad que los equipos que se usaron para modelar los patrones de falla simples pensados en la Antigua escuela del mantenimiento, donde los modos de falla con patrones de desgaste eran considerados en alto porcentaje. La realidad en la industria de la aviación civil (turbinas, instrumentos, componentes eléctricos) se muestra en los patrones de falla presentados por John Moubray en su libro, donde se muestra (tal y como la primera figura del articulo) que los patrones de falla F y E (los dos últimos de la figura) presentan más del 82% de los casos estadísticos, siendo de ellos el 95% fallas con patrones aleatorios, lo que hace un estimado de 80% de fallas aleatorias del total de los patrones posibles presentados por este tipo de industria según está muy pero muy respetable y comprobada bibliografía de John Moubray en su libro RCM II Segunda Edición. En nuestro caso podemos extrapolar este argumento a la industria del petróleo y el gas especialmente en las maquinarias de alta complejidad como las Turbinas a Gas, Compresores Centrífugos y Turbinas de Vapor.
      Si aún cabe dudas que esto aplica a la industria, leer la página 13 del Libro de John Moubray donde refiere que los equipos a medida que se han hecho más complejos tienden a comportarse sus fallas como los patrones E y F, en nuestros días la complejidad de los equipos de planta no es un cuento, tampoco es oculto, más aún con el incremento de la instrumentación, sensores y digitalización (para muestra un botón con el IIoT).
      Adicionalmente, hemos trabajado en diversos casos de la industria donde se han experimentado fallas aleatorias NO SOLO en maquinarias, sino también en equipos estáticos, intercambiadores de calor, líneas de proceso, líneas de flujo, incluso en recipientes (principalmente en internos de los recipientes), muchos casos donde se puede demostrar con hechos como cambios bruscos en el proceso han afectado líneas de procesos e intercambiadores de calor de forma aleatoria y no bajo desgaste ni mortalidad infantil. Por ejemplo, en una refinería (por confidencialidad no coloco el nombre) se presentó una falla en condensadores de tope de la unidad destiladora atmosférica, la misma no fue por desgaste sino aleatoria, esta ocurrió por un incremento en la concentración de CO2 en el agua afectando de manera considerable la velocidad de corrosión, disparando la misma a niveles no aceptables. En muchos otros casos se han detectado cambios en condiciones operacionales y procesos con tiempo suficiente de actuar activando un plan especial de inspección y se detectó incremento a niveles no aceptables en velocidad de corrosión de líneas de proceso, pero al atacar el problema a tiempo se evitó millones de dólares en pérdidas de producción e impacto en seguridad / ambiente. También, se han detectado fallas en internos de torres despojadoras de plantas FCC por el cambio en el pH de las Corrientes de proceso, lo cual sino se ataca a tiempo es una falla que proviene por esta causa externa y se convierte en un patrón aleatorio.
      Carlos, está abierto el debate, te invito a seguirlo… hay mucho que aprender de esto. Adelante.
      No olviden abrir el articulo complete en el link adjunto.

      Saludos muy cordiales,

      Luis Daniel Khalil

      • Carlos Parra dice:

        Saludos Luis

        Sigo insistiendo, hay que tener mucho cuidado con las afirmaciones en cuanto a patrones aleatorios, yo mismo te podría rebatir lo que comentas, tomando como referencias de turbinas en el sector eléctrico, por ejemplo en México, en dónde se hemos encontrado procesos de deterioro en álabes de turbina asociados a desgaste por gas contaminado, ahora a pesar de que existen evidencias de 5 años de datos reales generando procesos de desgaste en estas turbinas en particular, yo no puedo afirmar que todos las fallas de envejecimiento tienen un patrón definido de desgaste por tiempo y mucho menos extrapolar el porcentaje probabilístico que nosotros estimamos en ese caso de estudio al resto de las turbinas que presenten problemas similares.

        Por eso es que hay que tener mucho cuidado al generar ese tipo de comentarios en dónde agregamos valores de indicadores probabilísticos, es más la referencia que comentas de Moubray, es para un sector muy particular que es el sector aeronáutico y en un periodo de tiempo muy específico, sigo insistiendo lo mejor es simplemente referenciar la información y colocar el origen de la industria y no tomar esa referencia del 80% de problemas aleatorios como la única referencia a seguir para todos los patrones de fallas. Lo ideal es realizar el estudio para cada caso particular, referenciarlo e indicar el área de trabajo, el periodo de evaluación, el tipo de equipos evaluados y el contexto operacional de referencia (este comentario no sólo aplica para las referencias presentadas en el libro de RCM II de J. Moubray, aplica para cualquier referencia a nivel de análisis probabilístico de cualquier libro y de cualquier base de datos).

        En esta última área, que es el manejo de bases de datos de confiabilidad, todavía es más complicado, ya que la mayoría de las bases de datos internacionales, tienden a ser muy genéricas y muchas veces las tomamos como referencia para estimar patrones de fallas, sin tener en cuenta aspectos como el origen de los datos y el tipo de industria de las que se están tomando los tiempos de fallas….

        Excelente.. discusión…

        Saludos a todos….

        • Luis Daniel Khalil dice:

          Carlos, gracias por el comentario.
          Cuando empleamos valores referenciales como este se realiza de una manera resaltante, NO concluyente, debido a que cada caso y cada contexto va tener valores especificos en la distribución de sus patrones de fallas. Sin embargo, el tema no es hacer referencia a un caso particular, sino resaltar una carencia durante el proceso de toma de decisiones en la estrategia a definir para el cuidado de activos, por lo tanto es suficiente emplear esta referencia con base repito en casos practicos que he vivido y soportado en la referencia bibliográfica referida. El punto está en dar a entender que debemos darle importancia a esta realidad en el proceso de toma de decisiones y no hacernos ciegos o sordos sobre la existencia de la aleatoriedad en los patrones de falla de equipos y activos complejos de toda industria. A partir de ello, se centra el tema principal del artículo el cual es presentar una propuesta para cuidar nuestros activos y evitar la falla de los mismos, actuando a tiempo, de manera oportuna y eficiente, identificando situaciones que pueden afectar la confiabilidad e integridad de nuestros equipos, identificar estas situaciones en su estado inicial y actuar de manera oportuna. Hemos tenido grandes beneficios cuando se aplica este método de cuidado de activos, por ello proponemos propagarlo y estudiarlo. Como vez el diagrama final, se debe efectuar los estudios pernitentes para cada caso con el objeto de definir las tareas específicas que apliquen en cada contexto operativo y técnico.
          Gracias Ernesto por esta oportunidad. Gracias Carlos por tus valiosos aportes.

          Luis Khalil

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