INGENIERÍA INDUSTRIAL
PLANEACION Y DISTRIBUCION DE INSTALACIONES
PLANEACION Y DISEÑO DE INSTALACIONES
.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 3
PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN .................................................................................... 4
ANTECEDENTES DEL PROBLEMA .................................................................................... 4
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................... 4
OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................. 5
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................................... 5
JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................................... 6
Justificación tecnológica: ..................................................................................................... 7
Justificación económica: ...................................................................................................... 7
Justificación ambiental: ........................................................................................................ 7
Viabilidad de la investigación: ............................................................................................. 8
DISEÑO DEL MARCO TEORICO.......................................................................................... 8
FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS .................................................................................. 10
BOSQUEJO DEL MÉTODO ................................................................................................. 10
DETERMINACIÓN DEL UNIVERSO Y OBTENCIÓN DE LA MUESTRA ..................... 11
DETERMINACIÓN DEL TIPO DE ESTUDIO (TIPO DE INVESTIGACIÓN) ............... 11
SELECCIÓN, DISEÑO Y PRUEBA DEL INSTRUMENTO DE RECOLECCIÓN DE
LA INFORMACIÓN ................................................................................................................ 12
PLAN DE RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN PARA EL TRABAJO DE
CAMPO. ................................................................................................................................... 12
PLAN DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN. ................................ 12
PLAN DE PRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS. ................................ 12
CRONOGRAMA. .................................................................................................................... 13
PRESUPUESTO ..................................................................................................................... 14
FUENTES CONSULTADAS. ................................................................................................ 14
INTRODUCCIÓN
Aunque existen muchas variedades de separadores de dos fases, la mayoría de las
unidades utilizadas en campos petrolíferos son diseños convencionales, construidos
en configuraciones horizontales o verticales.
Los separadores horizontales son más eficientes en tamaño que los tipos verticales,
pero tienen una capacidad limitada de oleada y algunas veces no entran fácilmente
en las plataformas petrolíferas. Los separadores verticales frecuentemente son
especificados para aplicaciones GOR altos o bajos. Ambas configuraciones emplean
hardware similar, incluyendo desviadores de ingreso, extractores de neblina, e
interruptores de vórtice. Los autores proveen fórmulas para la velocidad de caída de
líquidos, el diámetro de caída, y el tiempo de retención de líquidos, así como también
procedimientos, paso a paso para la selección de unidades horizontales y verticales.
Los fluidos producidos en el cabezal del pozo son mezclas complejas de compuestos
de hidrógeno y carbono con densidades y presiones de vapor diferentes, y otras
características. La corriente del pozo experimenta reducciones continuas de presión
y temperatura cuando salen del yacimiento gases se forman los líquidos.
El vapor del agua se condensa, y parte de la corriente del pozo se cambia de líquido
a burbujas, neblina y gas libre, el gas lleva burbujas líquidas y el líquido lleva
burbujas de gas. La separación física de estas fases en una de las operaciones
básicas de la producción, el procesamiento, y el tratamiento de petróleo y gas.
Los separadores de petróleo y gas separan los componentes líquidos y de gas que
existen
en
una
temperatura
y
presión
específica
mecánicamente,
para
eventualmente procesarlos en productos vendibles. Un recipiente de separación
normalmente es el recipiente inicial de procesamiento en cualquier instalación, y el
diseño inapropiado de este componente puede embotellar y reducir la capacidad de
la instalación completa.
PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN
ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
En el trascurso del año 2017 fue notorio el crecimiento de paros de emergencia por
falla de quipo mecánico (bombas, motores y turbinas de proceso). Estos paros no
programados han ocasionado pérdidas económicas debido a que la planta deja de
producir y es necesario pagar horas extras a los trabajadores para hacer las
reparaciones. Otro problema es el impacto ambiental que esto ocasiona.
Investigando se encontró una tesis llamada “implementación de un programa de
mantenimiento predictivo mecánico a los quipos dinámicos de la empresa AGRRACKEND” en donde se mencionan dos técnicas básicas del mantenimiento
predictivo
En la tesis “implementación de un programa de mantenimiento predictivo en la
empresa AGR-RACKEND” se menciona dos técnicas básicas del mantenimiento
predictivo
•
Análisis de vibraciones mecánicas.
•
Mantenimiento predictivo, técnica de inspección visual (técnica VOTO).
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la planta U-100 se ha observado con frecuencia que la planta sale de operación
con motivos no deseados lo que ocasiona problemas de rentabilidad, daños al medio
ambiente y riesgo a los trabajadores.
La planta actualmente cuenta con un mantenimiento preventivo que ha probado no
ser suficiente para resolver el problema.
El mantenimiento preventivo con que cuenta actualmente la planta no ha sido
suficiente para poder solucionar el problema.
El mantenimiento preventivo que se le practica a los equipos mecánicos consiste en:
•
Inspeccionar los coples de los equipos en busca de partes averiadas, para
eventualmente sustituirlas.
•
Revisar el empaque de las válvulas de succión y descarga en busca de fugas
y de ser posible, empacar.
•
Revisión de la válvula de retención con la finalidad de observar si existe
recirculación del fluido.
•
En esta planta, las máquinas tienen sistema de lubricación por niebla, el cual
se tiene que revisar verificando que exista buen flujo de niebla.
OBJETIVO GENERAL
Lo que se pretende realizar con esta investigación, es implantar un sistema de
mantenimiento predictivo, que junto con el mantenimiento preventivo que ya se tiene,
reducir al mínimo los paros no programados de la planta con los problemas que esto
acarrea.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Proponer la compra de los aparatos analizadores de vibración necesarios para
poder monitorear la planta.
•
Seleccionar el personal necesario con la categoría, para desempeñar el
trabajo.
•
Capacitar al personal.
•
Elaboración en papel de la ruta de toma de lecturas de vibración.
•
Vaciar las rutas elaboradas en papel, al programa previamente comprado al
fabricante de los aparatos analizadores de vibración.
•
Calendarizar los días en que se realizará la actividad.
JUSTIFICACIÓN
El presente trabajo es una propuesta para abatir a nivel mínimos las pérdidas por
fallos no programados en esta planta mediante este tipo de mantenimiento.
El análisis de vibraciones, permite diagnosticar el estado de las máquinas y sus
componentes mientras funcionan normalmente dentro de una planta de producción,
es una de las tecnologías más utilizadas en el mantenimiento predictivo de las
máquinas rotativas.
El mantenimiento predictivo aplica técnicas no destructivas en las máquinas para
predecir cuándo requieren operaciones de reparación o cambio de piezas. Una de
ellas, y quizás la más utilizada es el análisis de vibraciones, que sirve para
determinar el estado de cada uno de los componentes de los equipos con el fin de
programar las actividades de mantenimiento respectivas, sin afectar al desarrollo
normal de la planta de producción.
Con el desarrollo de esta tecnología, se consiguen equipos analizadores de vibración
y paquetes informáticos que agilizan y facilitan el análisis de vibraciones, porque
entregan al usuario las gráficas de las señales de las vibraciones ya sea en el
dominio del tiempo o en la frecuencia para que se pueda realizar su interpretación y
emitir un diagnóstico acertado.
Todas las máquinas generan vibraciones como parte normal de la actividad, sin
embargo, cuando falla alguno de sus componentes, las características de estas
vibraciones cambian, permitiendo bajo un estudio detallado identificar el lugar y el
tipo de falla que se está presentando, su rápida reparación y mantenimiento.
El análisis de vibraciones está basado en la interpretación de las señales de
vibración tomando como referencia los niveles de tolerancia indicados por el
fabricante o por las normas técnicas.
Las fallas que se pueden detectar en las máquinas por medio de sus vibraciones son
las siguientes:
•
Desbalanceo
•
Desalineamiento
•
Defecto de rodamientos
•
Ejes torcidos
•
Desajuste mecánico
•
Defecto de transmisiones por correa
•
Defectos de engranajes
•
Problemas eléctricos
El mantenimiento predictivo, ha demostrado ser una herramienta muy útil que bien
administrada puede ayudar de manera significativa, a la operación eficiente de una
planta industrial.
Justificación tecnológica:
El análisis de vibración es tecnología de punta, que permite hacer un diagnóstico
bastante acertado anticipándose a la aparición de la falla en la máquina.
Justificación económica:
Como ya se mencionó en la justificación tecnológica, el análisis predictivo de
vibración, se anticipa a la aparición grave de la falla en la máquina, pudiendo
anticiparse y de esta forma programar el paro del equipo afectado, minimizando de
esta manera, los costos.
Justificación ambiental:
Los paros no programados, provocan que las algunas corrientes de alimentación
(materia prima) a la planta tenga que ser desviada al quemador de campo,
generando contaminación al ambiente.
Viabilidad de la investigación:
El poder anticiparse a una falla, da la ventaja de programar actividades y así
minimizar pérdidas económicas, daño al medio ambiente, riesgo a la seguridad del
personal y a las instalaciones, lo cual hace viable este proyecto.
DISEÑO DEL MARCO TEORICO
En esta sección se pasos para levar a cabo la recolección de datos con el aparato
analizador de vibración y la técnica VOTO.
¿Qué es Vibración?
En su forma más sencilla, una vibración se puede considerar como la oscilación o el
movimiento repetitivo de un objeto alrededor de una posición de equilibrio. La
posición de equilibrio es la a la que llegará cuando la fuerza que actúa sobre él sea
cero. Este tipo de vibración se llama vibración de cuerpo entero, lo que quiere decir
que todas las partes del cuerpo se mueven juntas en la misma dirección en cualquier
momento.
Movimiento Armónico Sencillo
El movimiento más sencillo que pueda existir es el movimiento en una dirección, de
una masa controlada por un resorte único. Este sistema mecánico se llama sistema
resorte-masa, con un grado único de libertad. Si se desplaza la masa, hasta una
cierta distancia del punto de equilibrio, y después se suelta, el resorte la regresará al
equilibrio. Para entonces, la masa tendrá algo de energía cinética y rebasará la
posición de descanso y desviará el resorte en la
dirección opuesta. Perderá velocidad hasta pararse en el otro extremo de su
desplazamiento donde el resorte volverá a empezar el regreso hacia su punto de
equilibrio. El mismo proceso se volverá a repetir con la energía transfiriéndose entre
la masa y el resorte, desde energía cinética en la masa hasta energía potencial en el
resorte, y regresando. La ilustración siguiente enseña una gráfica de la masa contra
el tiempo.
Pasos previos para llevar a cabo la recolección programada de datos:
1. Escribir en papel el inventario y el orden en que se encuentran los equipos en
el área.
2. El analista de vibración subirá los datos recaudados, al software previamente
instalado con los 24 puntos de toma, en la computadora.
Procedimiento para la toma programada de vibraciones en la planta U-100,
hidrodesulfuradora de destilados intermedios.
1. Con el personal capacitado, la recolección de datos de vibración, se realizará
tres veces por semana.
2. El aparato analizador de vibraciones, se cargará en la computadora con la ruta
que se encuentra en la computadora que tiene el software.
3. El operario, con la ruta cargada, tomará la lectura de vibración, en los apoyos
de la máquina en donde se encuentran los rodamientos. Los puntos a
considerar serán 4: lado libre del motor o turbina, lado cople del motor o
turbina, lado cople bomba, lado libre bomba. Las posiciones por cada punto
son tres: vertical horizontal y axial.
4. Una vez recabado los datos, se vaciarán del aparato al software para su
posterior análisis.
5. Los equipos que sean reportados con altos valores de vibración, se procederá
al análisis correspondiente del espectro de vibración previamente.
6. El diagnóstico será turnado al departamento de mantenimiento mecánico, para
programar su reparación programada.
¿Qué es la técnica VOTO en el mantenimiento predictivo?
La técnica VOTO es una herramienta muy valiosa y necesaria para la detección
de fallas, usando los sentidos de la Vista, Oído, Tacto y Olfato. Y se describe a
continuación:
Ver. - Cualquier fuga de aceite o fluido de proceso en la motobomba o
turbobomba y anotar.
Oír. - Cualquier ruido anormal en la máquina.
Tocar. - temperaturas (que no causen quemaduras al operario) en el motor o la
bomba que puedan considerarse anormales.
Oler. - cualquier olor anormal que provenga del equipo.
Esta técnica ha probado ser eficaz en la detección por simple inspección de los
posibles daños que pueda tener un equipo para poder reportarlo y proceder a su
posterior reparación.
FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
Al implementar este tipo de mantenimiento, se logrará anticiparse a la falla de la
maquinaria haciendo posible programar el paro del equipo. Esto redundará en la
rentabilidad y eficiencia de la planta.
BOSQUEJO DEL MÉTODO
Este trabajo se realizará como herramienta el trabajo de campo, ya que con la
técnica voto se dará marcha a la revisión de los equipos principales en este trabajo,
para poder dar el correcto mantenimiento predictivo que se dispone a hacer.
Se pondrá en marcha las labores en la planta durante el mantenimiento, será
investigación cuantitativa ya que existen investigaciones ya hechas para este tipo de
equipo, se mejorarán esas hipótesis hechas con la técnica empleada llamada voto,
que como lo indica se trata de sentir, oler y observar la situación en la que se
encuentran los equipos para aprovechar su máximo funcionamiento y prevenir los
errores en un futuro.
DETERMINACIÓN DEL UNIVERSO Y OBTENCIÓN DE LA MUESTRA
Refinería “Lázaro Cárdenas del Río”, específicamente en la planta U-100
DETERMINACIÓN DEL TIPO DE ESTUDIO (TIPO DE
INVESTIGACIÓN)
Esta investigación es de conocimiento de intervención, la cual está destinada a la
transformación de la realidad a través de la intervención en los procesos de
producción, para mejorar su efectividad, eficiencia y productividad con base a la
aplicación de conocimientos básicos y tecnológicos.
Igualmente es cuantitativa, ya que hay estudios e investigaciones hechas sobre
estos equipos.
Es descriptiva porque se mide, evalúan y recolectan datos sobre aspectos,
dimensiones o componentes de los equipos.
La investigación de igual manera es documental y de campo, ya que se recopila
información en libros, internet y otras investigaciones anteriores, pero de igual
manera se centra en el campo ya que es ahí donde se elabora todo ya con la
información obtenida. Esto da pie a que sea una investigación experimental ya que
después de realizar las acciones de predictivas obtendremos las consecuencias para
bien de la empresa.
La investigación se llevará a cabo en un tiempo de 5 meses, posteriormente se harán
las observaciones.
SELECCIÓN, DISEÑO Y PRUEBA DEL INSTRUMENTO DE
RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN
Para la recolección de información se utilizarán las técnicas de observación y
bitácoras.
PLAN DE RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN PARA EL TRABAJO
DE CAMPO.
Se harán bitácoras con información recolectada en el campo, mediante el avance
que se tiene al trabajar en los equipos, después se dará paso a la observación para
ver de qué manera funcionan, una vez hecho el mantenimiento predictivo.
PLAN DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN.
Se pretende hacer en la planta, observando el funcionamiento después del
mantenimiento predictivo hecho al equipo, esto para que en un futuro se mejoren los
tiempos y maximicen las horas de trabajo del equipo sin sufrir ningún daño.
PLAN DE PRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS RESULTADOS.
Se demostrarán a partir de entrevistas y fotografías hechas al personal que maneja y
tiene relación el en trabajo con estos equipos.
CRONOGRAMA.
TEMA: IMPLEMENTACION DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO DE VIBRACIONES Y
TECNICA VOTO A LOS EQUIPOS DINAMICOS DE LA PLANTA U-100 (
HIDRODESULFATADORA DE DESTILADOS INTERMEDIOS) DE LA REFINERIA
GENERAL “LAZARO CARDENAS DEL RIO”
N° DE
ACTIVIDAD
DESCRIPCION DE LAS ACTIVIDADES
AÑO: 2018
SEMANAS
ABRIL
MAYO
1 2 3 4 1 2 3 4 5
1
Selección del tema para el protocolo (primera vez)
2
Regreso del tema
3
Selección del tema para el protocolo (segunda vez)
4
Regreso del tema
5
Selección del tema para el protocolo (Tema actual)
6
Análisis del tema y búsqueda de material de apoyo
7
Recopilación de la información
8
Unir información recopilada
9
Correcciones de protocolo
10
Imprimir protocolo
11
Entregar protocolo impreso
Elaboró: Jiménez Vázquez Iván Omar y Castro Torres Jesús Antonio
PRESUPUESTO
No.
1
2
3
Descripción del artículo
Boletos de camión a refinería “Lázaro
Cárdenas” (Ida y vuelta)
Gastos en impresión de información
Gastos de impresiones (Protocolo)
(Incluye trabajos mal hechos y
correcciones
Cantidad
4
Precio
$5.00
Total
$20.00
1
65
$15.00
$1.00
$15.00
$65.00
Total
$100.00
FUENTES CONSULTADAS.
Castellanos Torres, M. E., & Sanchez Miranda, M. F. (Mayo de 2005). Universidad
Centroamericana. Recuperado el 21 de Mayo de 2018, de
http://cef.uca.edu.sv/descargables/tesis_descargables/analisis_de_vibraciones_en_e
quipos_criticos_de_la_industria_azucarera.pdf
Gonzalez, N. A. (13 de Noviembre de 2011). Repositorio Digital. Recuperado el 23 de Mayo
de 2018, de
http://www.repositoriodigital.ipn.mx/bitstream/123456789/9227/1/TESIS%20V30.pd
f
Mide bien. (21 de Julio de 2015). Mide bien. Recuperado el 23 de Mayo de 2018, de
https://www.midebien.com/consejos-practicos-para-medir-bien/que-es-una-pruebade-vibracion-y-que-equipos-se-requieren-para-llevarla-a-cabo
Ruiz Acevedo, A. M. (18 de Noviembre de 2011). Universidad Industrial de Santander.
Recuperado el 21 de Mayo de 2018, de
http://tangara.uis.edu.co/biblioweb/tesis/2012/143006.pdf