Mantenimiento Predictivo de La Planta Cementera
Universidad Estatal de Milagro Unidad Académica Ciencias de la Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial Programa de
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Universidad Estatal de Milagro
Unidad Académica Ciencias de la Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial Programa de mantenimiento predictivo-proactivo. Vicente Gabriel García Granizo Mantenimiento predictivo-proactivo Ing. Ítalo Mendoza. Trabajo final Septiembre del 2012
Noveno Semestre
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INDICE. 1. INTRODUCCIÓN. .................................................................................................. 1 2. ANTECEDENTES. ................................................................................................. 1 3. OBJETIVO GENERAL............................................................................................ 2 3.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. ...................................................................................... 2 4. HIPÓTESIS. ........................................................................................................... 2 5. ALCANCE. ............................................................................................................. 3 6. JUSTIFICACIÓN. ................................................................................................... 3 7. DESCRIPCIÓN Y BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LA EMPRESA. .................... 4 7.1. MISIÓN. ................................................................................................................ 4 7.2. VISIÓN. ................................................................................................................. 4 7.3. VALORES. ............................................................................................................. 4 7.4. ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA. ............................................................................ 6 7.5. ORGANIGRAMA DEL DEPARTAMENTO DE MANTENIMIENTO MECÁNICO. ....................... 7 8. METODOLOGÍA TEÓRICA. ................................................................................... 8 8.1. PROCESO DE PRODUCCIÓN DE CEMENTO PORTLAND. .............................................. 8 8.2. MANTENIMIENTO PREDICTIVO- PROACTIVO. ............................................................. 9 8.3. TAREAS “A CONDICIÓN”. .................................................................................. 10 8.3.1. TAREAS BASADAS EN CONDICIÓN (MANTENIMIENTO PREDICTIVO). ...................... 10 8.3.2. TAREAS DE REACONDICIONAMIENTO CÍCLICO Y SUSTITUCIÓN CÍCLICA. ............... 11 8.4. PARÁMETROS PARA CONTROL DE ESTADO. ........................................................... 12 8.5. ESTABLECIMIENTO DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO. ...................... 14 8.5.1. PREPARACIÓN INICIAL....................................................................................... 14 8.5.2. SELECCIÓN DE EQUIPOS. .................................................................................. 15 8.5.3. ELABORACIÓN DE LA MATRIZ DE CRITICIDAD. ...................................................... 16 8.5.4. CÁLCULO PARA LA FRECUENCIA DE INSPECCIÓN DE MANT. PREDICTIVO................ 17
8.6. MANTENIMIENTO PREDICTIVO-PROACTIVO EN CEMENTERAS. .................................. 20 8.6.1. EXTRACCIÓN, CARGUÍO Y ACARREO DE PIEDRA CALIZA. ...................................... 22 8.6.2. REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE LA CALIZA Y SU HOMOGENIZACIÓN. ......................... 26 8.6.3. OBTENCIÓN DEL CLINKER. ................................................................................ 30 9. MARCO TÉCNICO. .............................................................................................. 35 9.1. DETERMINACIÓN DE LA CRITICIDAD DE LAS MÁQUINAS QUE ACTÚAN EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE CEMENTO. ...................................................................................... 35
9.2. DATOS DE PLACA DE LOS EQUIPOS. ...................................................................... 38 9.3. MATRIZ DE CRITICIDAD PARA LOS EQUIPOS DEL PROCESO. ..................................... 40 9.4. SELECCIÓN DE TÉCNICA PREDICTIVA PARA CADA EQUIPO DE LA PLANTA. ................. 64 9.4.1. RESUMEN DE TÉCNICAS PREDICTIVAS A UTILIZAR EN LOS EQUIPOS QUE INTERVIENEN EL PROCESO PRODUCTIVO. ....................................................................... 70
10. EVALUACIÓN ECONÓMICA. ............................................................................ 72 10.1. COSTOS POR MANTENIMIENTO CORRECTIVO Y PREVENTIVO. ................................ 72 10.2.1. DETERMINACIÓN DE LA FRECUENCIA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO. .............. 80 11. CONCLUSIÓN. .................................................................................................. 87 12. RECOMENDACIONES. ..................................................................................... 88 13. BIBLIOGRAFÍA. ................................................................................................. 88
1. Introducción. La producción de cemento constituye uno de los procesos industriales con mayor exposición a condiciones adversas de trabajo (presencia de polvo, sílice, partículas de gran dureza), por lo tanto son sus maquinarias y equipos un punto importante que se debe tomar en cuenta para evitar que sean afectados por los factores que caracterizan al proceso como generador de condiciones adversas, por tal motivo se procede al desarrollo de un programa de mantenimiento predictivo- proactivo con el que se buscará disminuir la probabilidad de fallo de las maquinarias y equipos aumentando su vida útil, con el fin de mitigar paradas por fallas inesperadas. El mantenimiento predictivo-proactivo es una combinación muy poderosa para la eficiente gestión del mantenimiento en una organización, ya que sigue los parámetros más representativos de las máquinas para poder predecir su estado mediante la proyección de su tendencia en el tiempo, eliminando las causas por la cual estos parámetros se desvían de sus valores normales.
2. Antecedentes. La empresa Clinkerar S.A. sufre de varias paradas por fallos en sus maquinarias en el año, afectando gravemente en el cumplimiento del plan de producción. Esto se da porque se cuenta con maquinarias que tienden a deteriorarse rápidamente, sobre todo sus pares tribológicos debido a la presencia en un alto grado de partículas abrasivas, producto del ambiente en que las máquinas laboran. Entonces se procedió a implantar un plan de mantenimiento preventivo que tenía como objetivo evitar que se llegue a la para de la producción por fallas catastróficos, pero los costos de este mantenimiento no encajaban en el presupuesto de la empresa, teniendo en aquel entonces ganancias poco significativas. Debido al interés de obtener mas ganancias en el periodo, se optó por considerar la implementación de un plan de mantenimiento predictivo-proactivo el cual trataría de eliminar las causas de fallo en los pares tribológicos principalmente en aquellas máquinas que están en contacto directo con la 1
transformación de la materia prima (piedra caliza) y permitir que la planta labore ininterrumpidamente durante el periodo de producción y cada año se trataría de ir mejorando en la planeación de este mantenimiento con el fin de cumplir con los requisitos del ciclo de Deming.
3. Objetivo general. Generar un programa de mantenimiento predictivo-proactivo que permita a la organización Clinkerar S.A. ampliar la vida útil de sus maquinarias más influyentes en sus procesos productivos. 3.1.
Objetivos específicos.
El objetivo general será alcanzado con el cumplimiento de los siguientes fines:
Determinar las máquinas críticas del proceso productivo.
Elegir la o las técnicas adecuadas de mantenimiento predictivo para cada máquina crítica.
Disminuir los costos debido al mantenimiento preventivo y correctivo.
Disminuir la probabilidad de fallo de las maquinarias.
4. Hipótesis. Las fallas en las maquinarias se originan por la cantidad de materiales abrasivos en el ambiente de trabajo, el desconocimiento sobre el estado de los equipos no va a permitir efectuar una buena gestión del mantenimiento del mismo, esto lleva al descuido de la maquinaria y su pronto deterioro. Es posible que con la implementación de un programa de mantenimiento predictivoproactivo generar datos acerca del estado de la maquinaria en el tiempo y poder tomar decisiones acertadas para el aumento de la vida útil del bien (máquina) disminuyendo la probabilidad de fallo y por ende disminuir el número de horas de tiempo perdido en producción.
2
5. Alcance. El plan de mantenimiento predictivo-proactivo, constará con la debida selección de las máquinas críticas para poder incluirlas en el programa, máquinas que se encuentran situadas en todas las partes constitutivas del proceso de elaboración de cemento, determinando que tipo de técnica predictiva se elegirá para ser realizada en dichas maquinarias, además incluirá las viabilidad económica de dicho programa en base a la comparación de los costos que se incurren por no predecir las fallas, los costos de las inspecciones predictivas y por último se darán recomendaciones de mejora según el análisis de los datos históricos de fallo de las máquinas. Se buscará con este trabajo disminuir un 4 % de tiempo perdido en mantenimiento por medio de la eliminación de las causas que ocasionan los fallos en las maquinarias, el cual se traduce en disminución de horas de mantenimiento tradicional (correctivo, preventivo)
6. Justificación. El mantenimiento predictivo permitirá la disminución de las paradas inesperadas de las máquinas, ya que sigue la tendencia del estado de las mismas, permitiendo con el mantenimiento proactivo eliminar las causas de las fallas. Estas fallas generan perdidas de producción impidiendo la correcta ejecución
del
plan
productivo.
El
mantenimiento
predictivo-proactivo
disminuirán los hechos imprevistos que solo conducen a mantenimientos de emergencia el cual es muy costoso, y con esto aumentar la disponibilidad de la máquina, la cual se refleja en la disminución en un cierto porcentaje de las horas en que las máquinas se encuentran paradas. En este mantenimiento se utilizarán técnicas, cuyos costos son bajos en comparación con los costos de mantenimiento correctivo y preventivo, el cual podría llegar a un 10 % del costo por el mantenimiento tradicional (preventivo, correctivo).
3
7. Descripción y breve reseña histórica de la empresa. Clinkerar S.A fue fundada el 17 de mayo del 2006, en la ciudad de Guayaquil, teniendo en cuenta el elevado requerimiento de viviendas y obras públicas efecto del crecimiento de la población en los últimos tiempos, el mismos que hicieron del sector de la construcción un ente de desarrollo por su gran demanda de productos relacionados con este sector, entre los cuales está el cemento que es uno de los materiales más importante para la construcción. Actualmente Clinkerar S.A. produce cemento portland el cual está dirigido hacia el sector de la construcción, esta empresa cuenta con equipos y maquinarias de última tecnología, necesarios para la producción. Sus procesos se encuentran gobernados por un sistema de gestión por procesos (transversal) encaminado a la mejora continua, el mismo que le ayudó a alcanzar la certificación de la norma ISO 9001, actualmente se encuentra en proceso de implementación del sistema de gestión de seguridad y salud en el trabajo para la certificación OHSAS 18001.
7.1.
Misión.
Producir cemento portland con las características necesarias para satisfacer las necesidades de nuestros clientes, con un sistema de producción eficiente y ecológico. 7.2.
Visión.
Ser una empresa que lidere en la producción de cemento portland a través de la ventaja competitiva creada por la mejora continua de sus sistemas. 7.3.
Valores.
Los valores de Clinker S.A. son la integridad, perseverancia y liderazgo, estos son los principios básicos que rigen en el desempeño de nuestros empleados y en el desarrollo de sus actividades para así alcanzar tanto la misión como la visión de la empresa.
4
Integridad, en todos los procesos para demostrar que cumplimos con lo que nos proponemos. Perseverancia, para alcanzar todas nuestras metas. Liderazgo, en todas nuestras líneas, involucrando de manera directa a todos los empleados en el desarrollo de la organización.
5
7.4.
Organigrama de la empresa.
6
7.5.
Organigrama del departamento de mantenimiento mecánico.
7
8. Metodología teórica.
8.1.
Proceso de producción de cemento portland.
Para la elaboración del cemento portland se emplea una serie de procesos (figura. 1) donde la piedra caliza es triturada y mezclada con distintos componentes para lograr su conversión en producto final. El proceso inicia con la extracción de la piedra caliza que se encuentra en la cantera con la ayuda de máquinas perforadoras, las perforaciones realizadas son cargadas con explosivos para su respectiva voladura, con esto se tiene material estéril y piedra caliza esta última adecuada para el proceso, luego se realiza la operación de carguío y acarreo. Una ves extraída la piedra caliza continúa hacia el proceso de molienda y homogenización en el que la piedra caliza es convertida en un fino polvo que es denominado crudo para después ser homogeniza con respecto a su calidad y ser pasada al horno, todo esto para la obtención del clinker que es un producto intermedio entre la piedra caliza y el cemento. En la etapa de transformación de caliza a clinker, esta se mezcla con cal y se traslada hacia una etapa de cocción mediante precalentadores, hornos y enfriadores. Con la obtención del clinker este es llevado hacia una cancha de almacenamiento donde es enfriado para luego ser transportado hacia los molinos en el que es mezclado con yeso aproximadamente 3.8 % y así constituir el cemento portland que es el producto final.
8
Figura 1. Proceso de producción de cemento portland.
8.2.
Mantenimiento predictivo- proactivo.
El mantenimiento predictivo también denominado mantenimiento según estado o según condición. Se trata de un conjunto de técnicas que, debidamente seleccionadas, permiten el seguimiento y examen de ciertos parámetros característicos del equipo en estudio, que manifiestan algún tipo de modificación al aparecer una anomalía en el mismo. El mantenimiento proactivo toma los datos recogidos del diagnostico predictivo, los analiza e intenta eliminar las causa por las cuales los parámetros característicos de un sistema varían, con el fin de mejorar las condiciones de funcionamiento de las maquinas y asegurar su correcto desempeño. Objetivos: 1. Minimizar el mantenimiento correctivo 2. Detectar fallas primarias. 9
3. Evitar fallas secundarias. 4. Prolongar la vida útil de los equipos 5. Aumentar disponibilidad de los equipos 6. Establecer fechas de intervenciones
La aplicación del mantenimiento predictivo se apoya en dos pilares fundamentales:
La existencia de parámetros funcionales.
La vigilancia continua de los equipos.
Los equipos a los que actualmente se les puede aplicar distintas técnicas de control de estado con probada eficacia son básicamente los siguientes:
Máquinas rotativas
Motores eléctricos
Equipos estáticos
Aparamenta eléctrica
Instrumentación
8.3.
Tareas “A CONDICIÓN”.
Técnica que se basa en el hecho de que la mayoría de las fallas dan alguna advertencia. Estas advertencias se conocen como fallas potenciales. Son condiciones físicas identificables que dicen que va a ocurrir una falla. Los elementos se dejan funcionar “A CONDICIÓN” que continúen satisfaciendo los estándares de funcionamiento deseado. 8.3.1. Tareas Basadas en Condición (Mantenimiento Predictivo).
Son tareas programadas usadas para detectar fallas potenciales. Estas deben satisfacer los siguientes criterios.
Debe existir una falla potencial claramente definida.
10
Debe existir un intervalo P-F identificable (o periodo para el desarrollo para la falla). Figura 2. Curva P-F.
El tiempo mas corto entre la detección de una falla potencial y la ocurrencia de una falla funcional (el intervalo P-F menos el intervalo de una tarea) debe ser suficientemente largo para determinar la acción a ser tomada a fin de evitar, eliminar o minimizar las consecuencias del modo de falla.
8.3.2. Tareas de Reacondicionamiento Cíclico y Sustitución Cíclica. Los equipos son revisados o sus componentes reparados a frecuencias determinadas, independiente de su estado en ese momento. Si la falla no es detectable con suficiente tiempo para evitarla, RCM pregunta si es posible reparar el modo de falla para reducir la frecuencia de falla. Si ninguna de los dos puntos anteriores es práctica, entonces hay que considerar el cambio del equipo Al establecer las frecuencias de mantenimiento, considerar: 11
Historia de esa falla es lo más importante.
Las fallas no sucederán exactamente con esa frecuencia.
La información que tiene puede ser errónea o incompleta.
Escoja las frecuencias en base a: tiempo, unidades producidas, distancias recorridas, ciclos, etc
8.4.
Parámetros para control de estado.
Los parámetros utilizados para el control de estado de los equipos son aquellas magnitudes físicas susceptibles de experimentar algún tipo de modificación repetitiva en su valor, cuando varía el estado funcional de la máquina. Existen muchos parámetros que se pueden utilizar con este fin, siempre que se cumplan las condiciones expresadas:
que sea sensible a un defecto concreto.
que se modifica como consecuencia de la aparición de alguna anomalía.
que se repite siempre de la misma forma.
Así las distintas técnicas utilizadas para el mantenimiento preventivo se pueden clasificar en dos grupos básicos: Técnicas directas. En las que se inspeccionan directamente los elementos sujetos a fallo:
Inspección visual (la más usada),
Inspección por líquidos penetrantes, por partículas magnéticas,
Ultrasonidos,
Análisis de materiales,
Inspección radiográfica, etc.
Técnicas indirectas. Mediante la medida y análisis de algún parámetro con significación funcional relevante, estas son:
Análisis de vibraciones (mas usado),
Análisis de lubricantes, de ruidos, de impulsos de choque, 12
Medida de presión, de temperatura, etc.
En las tablas siguientes se resumen las técnicas y parámetros utilizados actualmente para el control de estados para distintos tipos de equipos. Equipos dinámicos. Parámetro indicador.
Técnicas.
Inspección visual
Uso de endoscopios, mirillas, videos
Vibraciones
Análisis espectral y de tendencias
Presión, caudal, temperatura
Seguimiento de evolución
Ruido
Análisis de espectro
Degradación
y
contaminación
de Análisis físico-químicos, ferrografía
lubricantes Estado de rodamientos
Impulsos de choque
Estado de alineación
Laser de monitorización
Control de esfuerzos, par y potencia
Extensometría, torsiómetros
Velocidades críticas
Amortiguación dinámica
Equipos estáticos. Parámetro indicador.
Técnicas.
Observación Visual
Testigos, Endoscopios
Corrosión
Testigos, Rayos X, Ultrasonidos
Fisuración
Líquidos Penetrantes, Partículas Magnéticas, Rayos X, Ultrasonidos, Corrientes Parásitas.
Estado de Carga
Entensometría, Células De Carga 13
Desgaste
Ultrasonidos, Corrientes Inducidas, Flujo magnético
Fugas
Ultrasonidos, Ruidos, Control Atmósfera por medida de gases
8.5.
Establecimiento de un sistema de mantenimiento predictivo.
El fundamento del mantenimiento predictivo es la medida y valoración periódica de una serie de variables de estado (parámetros de control) lo que implica el manejo de una ingente cantidad de datos que requieren medios:
Físicos (hardware)
De gestión (software)
Humanos
Los medios físicos son los instrumentos de medida y los de captura y registro de datos. Los programas de gestión informáticos manejan los datos captados elaborando informes y gráficos de evolución. Finalmente los medios humanos incluyen el personal que hace las medidas rutinarias, que deben ser profesionales cualificados y con conocimientos específicos del tipo de equipos a tratar y, además, el personal técnico altamente cualificado capaz de desarrollar análisis y diagnóstico de averías. La implantación requiere unos pasos sucesivos:
Preparación inicial
Implantación propiamente dicha
Revisión de resultados
8.5.1. Preparación inicial
14
La preparación inicial supone desarrollar las siguientes tareas:
Definición de las máquinas: Identificación, estudio, de sus características y calificación de su importancia en el proceso productivo.
Determinar los parámetros y técnicas de medidas Para cada máquina crítica en particular y para cada familia de máquinas genéricas se determinan los parámetros y técnicas más adecuados a utilizar para llevar a cabo el control.
Estructurar la base de datos Para cada máquina se decide y cargan los siguientes datos: Frecuencia de chequeo o medida Alcance de las medidas de cada parámetro Definición de rutas Definición de alarmas, para cada parámetro Formación del personal.
8.5.2. Selección de equipos. Una ves determinada la viabilidad económica del programa de mantenimiento, se procederá a decidir que equipo se incluirá en el programa clasificándolos en función de su funcionalidad y su repercusión económica. Esto se debe realizar teniendo en cuenta el criterio de seleccionar aquellos cuyo fallo supone una parada de la producción, disminución de su capacidad productiva, una merma de calidad o un peligro inminente. La criticidad de los equipos se la puede determinar a través de una matriz de criticidad en la cual se usa la clasificación ABC. Clase A. Equipo cuya parada interrumpe el proceso (o servicio), llevando a la facturación cesante; Clase B. Equipo que participa del proceso (o servicio) pero que su parada por algún tiempo no interrumpe la producción; Clase C. Equipo que no participa del proceso (o servicio). 15
La criticidad de los sistemas ayuda a tomar decisiones más acertadas sobre el nivel de equipos y piezas de repuesto que deben existir en el almacén central, así como los requerimientos de partes, materiales y herramientas que deben estar disponibles en los almacenes de planta, es decir, podemos sincerar el stock de materiales y repuestos de cada sistema y/o equipo logrando un costo optimo de inventario. 8.5.3. Elaboración de la matriz de criticidad. Para realizar la matriz de criticidad se deben tener en cuenta varios factores los mismos que son representación directa del grado de importancia o incidencia del proceso de producción estos son:
Impacto en la calidad.
Frecuencia de fallas.
Costos de reparación.
Tiempo de ubicación de repuestos en el mercado.
Importancia con respecto a la continuidad del proceso.
Tiempo de mantenimiento. Figura 3. Matriz de criticidad.
16
8.5.4. Cálculo para la frecuencia de inspección de mantenimiento predictivo. Hoy en día, resulta relativamente fácil encontrar las estrategias a seguir en cuanto al escogencia del tipo de mantenimiento adecuado para cada falla, sin embargo, a la hora de calcular la frecuencia de inspección del mantenimiento predictivo, la literatura actual nos ofrece una manera que se basa en la curva P-F, donde el tiempo entre inspecciones para algunos, debe ser la mitad del tiempo entre falla potencial y la falla funcional (intervalo P-F) y para otros, el tiempo entre inspecciones debe ser menor que el intervalo P-F asegurando que la diferencia entre ambos sea mayor al tiempo de reparación. Pero esta forma de determinar la frecuencia de mantenimiento predictivo tiene sus inconvenientes. 1. No se posee suficiente data para construir una curva para cada modo de falla. 2. La curva varía si es afectada por factores externos tales como variaciones en el contexto operativo, fallas operacionales y deficiencias relacionadas con ingeniería y mantenimiento. En la mayoría de los casos, la frecuencia es calculada con la ayuda de una curva P-F general solo para algunos componentes principales del equipo a ser inspeccionados, o criterios gerenciales no formales, basados en el costo de las inspecciones versus el costos de las inspecciones versus el costo e no poder predecir la falla. Debido a lo anteriormente expuesto y como una forma para calcular de manera la frecuencia de las inspecciones predictivas, tomando en cuenta la relación 17
riesgo-costo beneficios, y justificando así, las decisiones del gerente del área de mantenimiento, en lo concerniente al impacto de las estrategias
a ser
tomadas en el presupuesto de gastos de fabrica, se desarrolla a continuación un modelo matemático que pretende dar una idea cercana del valor del tiempo entre inspecciones predictivas. El valor del intervalo entre inspecciones predictivas será directamente proporcional a tres factores de costos, el factor de falla y el factor de ajuste. Así, la relación matemática estará definida como:
C = factor de costo. F = factor de falla. A = factor de ajuste.
8.5.4.1.
Factor de costo.
Se define como factor de costo, el costo de una inspección predictiva dividido entre el costo en que se incurre por no detectar la falla. En general, este costo es igual al tiempo que tarda llevar el repuesto desde el almacén (externo o propio) en condición de parada no planificada hasta el lugar donde ocurre la falla, multiplicado por la cantidad de dinero que se pierde por unidad de tiempo de parada del equipo que la presenta. Otros costos asociados a no poder predecir la falla tienen que ver con el impacto de esta en la calidad de los productos, la seguridad industrial y el cuidado del ambiente. Para los casos donde la seguridad industrial y el ambiente se puedan ver perjudicados se recomienda el monitoreo continuo de la condición del equipo ya que los costos de una lesión o del impacto ambiental son inestimables, o en el mejor de los casos, su valor tiende a ser tan alto que el intervalo de inspección tiende a 0. La relación del factor de costo es la siguiente: Adimensional. Donde: 18
Ci es el costo de una inspección predictiva (en unidades monetarias). Cf es el costo en que se incurre por no detectar la falla (en unidades monetarias).
8.5.4.2.
Factor de falla.
Se define como factor de falla la cantidad que pueden detectarse con, la inspección predictiva dividida entre la rata de fallas. La relación del factor de fallas es la siguiente:
Donde: Fi es la cantidad de modos de falla que pueden ser detectados utilizando la tecnología predictiva (expresada en fallas por inspección) y λ es la rata de fallas presentada por el equipo, y que además, podrían ser detectadas por la tecnología predictiva a ser aplicada (expresada en fallas por año) Nótese que la unidad del factor de falla es años por inspección. 8.5.4.3.
Factor de Ajuste.
Una vez calculado el producto entre el factor de costo y el factor de falla, se procede a multiplicarlo por un factor de ajuste, el cual, estará basado en la probabilidad de ocurrencia de mas de 0 fallas en un año utilizando la distribución acumulativa de Poisson con media igual a λ (rata de fallas expresada como fallas por año). Para calcular este factor utilizaremos la función matemática logaritmo natural multiplicada por –1 (-ln), la cual, se comporta de una manera muy parecida al criterio gerencial de incremento o decremento del intervalo de inspección al tomar en cuenta la probabilidad de ocurrencia de mas de 0 fallas en un año. Para valores de probabilidad de ocurrencia entre 0 y valores cercanos a 0.37, la función arroja resultados desde infinito hasta 1 y para valores de probabilidad entre 0.37 y 1 la función arroja
19
resultados entre 1 y 0. Por lo que a mayor probabilidad de ocurrencia, el intervalo de inspección predictiva se reducirá de forma exponencial. El factor de ajuste será el siguiente: (
)
Con lo anterior, los intervalos de inspección predictiva queda definido como: (
)
Expresada en años por inspección, el cual su inverso nos dará la frecuencia de las inspecciones predictivas.
Expresados en inspecciones por año.
8.6.
Mantenimiento predictivo-proactivo en cementeras.
En las empresas productoras de cemento casi todas las máquinas realizan toda la transformación de la materia prima en cada etapa del proceso, es por eso que la continuidad del proceso productivo
durante un gran periodo de
tiempo depende del funcionamiento normal de estas máquinas. Los motores eléctricos para el accionamiento de sopladores, molinos, trituradoras, machacadoras y hornos se hallan particularmente expuestos si el polvo volátil penetra por los filtros de aire y atasca las ranuras de ventilación del bobinado del estator y, finalmente provoca el fallo de la máquina operadora. Los equipos de explotación también están expuestos a las condiciones adversas que pueden imposibilitar su correcto desempeño. Para ello se pueden utilizar las técnicas de manteamiento predictivo, con el propósito de establecer una tendencia del estado de las maquinas. 20
Figura 4. Máquinas que intervienen el proceso productivo de cemento.
21
8.6.1. Extracción, carguío y acarreo de piedra caliza. En la extracción de la cantera se obtiene piedra caliza y material estéril, ambos deben ser trasladados hacia otro sitio, especialmente la piedra caliza que trasladada hacia la planta, para ello se emplean varios equipos en el cumplimiento de este propósito utilizando cargadores frontales, camiones para la caliza y para el material estéril, palas hidráulicas y tractores de oruga. Figura 5. Equipo de carguío y acarreo.
8.6.1.1.
Tractor.
El tractor es un equipo para movimiento de tierra de gran potencia y robustez que fue diseñado especialmente para el trabajo de corte (excavar) y al mismo tiempo de empuje (transportar, estoquear). El tractor además tiene la posibilidad de empujar a otras máquinas cuando estas lo necesiten. Figura 6. Tractor de oruga.
22
El tractor ó bulldozer tiene como principal función producir material, acarrearlo y empujarlo. El tractor también es usado para hacer los caminos que facilitarán la movilización vehicular dentro de la cantera tanto para equipos pesados como para vehículos livianos.
8.6.1.2.
Excavadora.
Se trata de un tipo particular de máquinas autopropulsada con una superestructura capaz de efectuar una rotación de 360°, cuya función básica es la de ser capaces de remover tierra u otros objetos que se encuentran en el camino. Las excavadoras en una cantera son utilizadas para explotar y cargar el material. La excavadora es empleada para cortar cuando la roca es blanda ó fracturada. Este equipo corta usando el cucharon que posee en el extremo de su brazo. Figura 7. Excavadora.
8.6.1.3.
Retroexcavadora.
Las Retroexcavadoras son en realidad tres piezas de equipo en una, y la diversidad de la herramienta permite en la obra diferentes tareas que deben completarse con relativa facilidad. 23
El tractor es la principal parte de la retroexcavadora y permite a los usuarios trasladarse con facilidad sobre diferentes tipos de terrenos. La retroexcavadora (cucharon) y el cargador se adjuntan al tractor y agregan elementos en términos de utilidad. El cargador se puede utilizar para limpiar material de obra y para el movimiento de tierra de un lugar a otro. Figura 8. Retroexcavadora.
Cumple con las funciones producir, transportar y cargar el material. Para la etapa de producción de material, la retroexcavadora usa el cucharón con el cual corta la roca y al mismo tiempo lo va estoqueando. Con su pala cargadora realiza la acción de cargar el material para depositarlo en los volquetes ó para ella misma transportarlo. 8.6.1.4.
Camión de transporte.
Para el transporte de material pétreo se emplean los camiones los cuales son equipos de transporte para cortas y largas distancias. Los camiones de transporte de material se clasifican según la capacidad de su caja en:
Camión Normal de capacidad entre 7 a 10 metros cúbicos
Mula con capacidad entre 12 a 16 metros cúbicos.
Bañera con capacidad entre 20 a 24 metros cúbicos. 24
Figura 9. Camión de transporte.
En la explotación de una cantera los camiones cumplen una función muy importante ya que son los encargados del transporte del material que puede ser a la planta o al lugar donde se lo requiera.
8.6.1.5.
Cargadora frontal.
25
La cargadora frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un cucharón de gran tamaño en su extremo frontal. Las cargadoras son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavación, en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo cuando las distancias a recorrer son cortas. Este equipo caminero da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la producción. En la explotación de una cantera la cargadora frontal cumple con las funciones de cargar y transportar. Su uso en las canteras ayuda a que las maquinas de explotación se encarguen sólo de producir material y no de transportarlo o llenar los camiones, volquetas, etc. Equipos utilizados en la cantera.
10 camiones de 50 Tn para piedra caliza
8 camiones de 90 Tn para material esteril.
2 cargadores frontales de 10 metros cúbicos.
4 tractores oruga del tipo Caterpillar DN 10
2 palas P&H 23000 XPC.
2 motoniveladoras.
3 Bulldozers.
2 preforadoras.
2 Wheel Dozer
8.6.2. Reducción del tamaño de la caliza y su homogenización. Para la obtención del clinker la piedra caliza es triturada hasta conseguir un polvo muy fino para que así sea mezclado con cal y poder ser convertido en clinker para ello debe pasar por una chancadora primaria, una chancadoras secundarias y Zarandas, Pre-homogeneización, Molino de Crudo, Prensas de Rodillos y Silos de Homogeneización.
26
8.6.2.1.
Chancadora primaria.
Realiza el proceso inicial en la planta la piedra caliza que llega desde tamaño máximo de 1.50 metros hasta un mínimo de 25 cm. Figura 10. Chancadora de cono.
Equipos que intervienen en la chancadora de conos:
Motor eléctrico.
Transmisión de poleas.
Bomba de aceite.
Tanque de aceite.
8.6.2.2.
Elevador de cangilones.
Es un medio de transporte mecánico vertical, es muy utilizado en la industria, su diseño vertical ahorra espacio en el terreno además todas sus partes son antiadherentes y asegura una larga vida del servicio. Partes principales.
Cadena de acero sin rodillos.
Un elevador que transporta, 150 Ton/H, con un motor cuya potencia es de 100 HP. 27
Figura 11. Elevador de canjilones.
8.6.2.3.
Molino de bolas.
Los molinos de bolas son cilindros de acero que tienden a girar y en cuyo interior se encuentran bolas de acero los mismos que permiten que el material en su interior en este caso la piedra caliza se convierta en un fino polvo, generalmente convierte partículas de 5 a 250 mm en partículas de 10-300 micrones.
28
Figura 12. Molino de bolas.
Equipos constituyentes del molino de bolas:
Motor de inducción.
Reductor de velocidad.
Bolas de acero.
Cilindro contenedor.
8.6.2.4.
Prensa de rodillos.
La prensa de rodillos también se encarga de triturar reduciendo la caliza en finas partículas, consta de dos rodillos macizos que giran en sentido contrario permitiendo que la caliza o el Clinker sean comprimidos. Figura 12. Prensa de rodillos HKD.
29
Equipos que conforman el sistema de prensado:
2 Motores eléctricos.
2 ejes cardanes de conexión al motor.
2 reductores planetarios.
2 rodillos macizos con estoperoles.
Bomba de aceite.
Tuberías y conexiones.
Tanque de aceite.
8.6.3. Obtención del Clinker. El Clinker se lo obtiene al hacer pasar la piedra caliza a través d un precalentador, un horno y un enfriador de aire. 8.6.3.1.
Pre-calentador.
Estos son edificios que cuentan con torres de ciclones, en las que el crudo se pasa por cada ciclón calentándose con ayuda de los gases generados por el quemador del horno rotatorio. Consta con un extractor de aire residual en la salida 8.6.3.1.1. Torre de ciclones. Es un intercambiador de calor en cual se calienta el crudo de cemento con los gases procedentes del horno, la temperatura a la que saldrá de la torre es de 450 ºC.
30
Figura 13. Torre de ciclones.
Los tubos de ciclones tiene la función de separar el material sólido (cemento crudo) del material gaseoso (gases del horno) y realizar un intercambio de calor por difusión lenta y no por convección rápida. 8.6.3.2.
Horno rotativo.
Este horno es el encargado de proporcionar al crudo (piedra caliza reducida a un fino polvo), el calor suficiente para que se convierta en Clinker. Figura 14. Horno rotativo.
El horno tiene forma cilíndrica con un accionamiento electro- mecánico el mismo que está provisto de un potente motor y reductores planetarios, consta además con dos estaciones de rodillos los mismos que le permite girar al horno, la estación de entrada es la que es accionada por el conjunto motor reductor. El reductor es de tipo planetario. 31
Figura 15. Accionamientos electro-mecánicos del horno rotativo.
El horno rotatorio consta de las siguientes partes:
Quemador.
Bomba de alimentación.
Motor eléctrico de la bomba.
Tanque de combustible.
Líneas de suministro de combustible.
2 Motor eléctrico para hacer girar el horno.
2 Reductores planetarios.
Rodillos de transmisión de giro.
8.6.3.3.
Transportador de tipo gusano.
Se les conoce como transportador de tornillo o rosca, se trata de tornillos helicoidales (tornillos de Arquímedes) a los que el motor imprime un movimiento rotatorio.
Motor reductor.
Tornillo sin fin.
32
Figura 15. Transportador de tornillo sin fin.
8.6.3.4.
Elemento filtrante.
Consta de un filtro SFDW que con ayuda de un impeler de succión accionado por un sistema de transmisión por poleas, absorbe el gas que sale de la torre de ciclones para pasarlo al filtro y eliminar la partículas de cemento reduciendo la contaminación por material particulado de cemento. Figura 16. Filtros para partículas de cemento.
33
Figura 17. Motor accionador de ventilador.
8.6.3.5.
Enfriador de Clinker.
El Clinker luego de pasar por los hornos rotatorios va hacia el enfriador que a través de ventiladores insufla aire, enfriando el Clinker desde los 1200 ºC hasta los 180 ºC. Figura 18. Enfriador de Clinker.
Consta con dos ventiladores como se puede observar en la figura de arriba.
34
9. Marco técnico.
9.1.
Determinación de la criticidad de las máquinas que actúan en el proceso de producción de cemento.
Las máquinas tomadas en cuenta para la determinación de la criticidad en el proceso, son aquellas que actúan en las distintas zonas de la fábrica, como explotación, trituración, cocción, molienda. Todas estas máquinas están provistas de distintos elementos como motores, ventiladores, etc. Los cuales de una u otra forma contribuyen con funciones específicas para el desarrollo de las actividades que se realizan en las distintas zonas antes citadas. Las máquinas para determinación de su criticidad se mostrarán en la siguiente tabla. Cantidad.
Elemento del proceso.
10
Camiones de 50 Tn para
Zona de operación.
piedra caliza 8
Camiones de 90 Tn para material esteril.
2
Cargadores frontales de 10 metros cúbicos.
4
Tractores oruga del tipo Caterpillar DN 10
2
Palas P&H 23000 XPC.
2
Motoniveladoras.
3
Bulldozers.
2
Perforadoras.
2
Wheel Dozer
1
Motor eléctrico de 220
Explotación.
KW 1
Transmisión de poleas.
35
Chancado primario
1
Bomba de aceite.
(Trituradora de conos)
1
Tanque de aceite.
1
Cangilones con Cadena de acero sin rodillos.
Transporte (Elevador de cangilones)
1
Motor eléctrico.
1
Motor de inducción.
1
Reductor de velocidad.
1
Conjunto de bolas de
Chancado secundario (Molino de bolas)
acero. 1
Cilindro contenedor.
1
Bomba de aceite.
1
Tanque de aceite.
1
Líneas de transmisión hidráulica.
2
Motor eléctrico.
2
Eje cardán de conexión al motor.
2
Reductores planetarios.
2
Rodillos
macizos
con
estoperoles. 1
Bomba de aceite.
1
Tanque de aceite.
1
Sistema de transmisión
Chancado secundario (Prensa de Rodillos)
de aceite 4
Torre de Ciclones
1
Extractor de gases.
1
Filtro SFDW
1
Impeler de succión
36
Cocción (Pre-calentador)
Cocción
1
Motor eléctrico
1
Transmisión de poleas.
1
Quemador.
1
Motor bomba de
(Filtrado de aire)
alimentación de combustible. 1
Tanque de combustible.
Cocción
1
Líneas de suministro de
(Horno rotatorio)
combustible. 2
Motor eléctrico del horno.
2
Reductores planetarios.
1
Conjunto de rodillos de transmisión de giro.
1
Tornillo sin fin
1
Motor-reductor
2
Ventilador.
Cocción (Transportador tipo gusano.) Cocción (enfriador de Clinker)
1
Motor de inducción.
1
Reductor de velocidad.
1
Conjunto de bolas de acero.
Molienda de Clinker
1
Cilindro contenedor.
1
Bomba de aceite.
1
Tanque de aceite.
1
Líneas de transmisión hidráulica.
2
Motor eléctrico.
37
(Molino de bolas)
2
Eje cardán de conexión al motor.
2
Reductores planetarios. Molienda de Clinker
2
Rodillos
macizos
con
estoperoles. 1
Bomba de aceite.
1
Tanque de aceite.
1
Sistema de transmisión de aceite
Total
9.2.
101
Datos de placa de los equipos.
Trituradora de conos. Modelo: GP300S Peso total: 16200 Kg. Capacidad: 1600 Ton/h. Reducción desde 1 m (máximo) hasta 25 cm (máximo). Motor eléctrico. Modelo: W21 Marca: WEG Potencia: 250 KW. Frecuencia: 60 Hz. Voltaje: 380 V. Peso: 1490 Kg. Revoluciones: 2970 RPM.
38
(Prensa de rodillos )
Carcasa: IEC 3156 Corriente nominal: 467.37 A.
Elevador de cangilones. Motor eléctrico. Marca: Baldor. Modelo: IDM4410T-4 Potencia: 125 HP RPM: 1780 Corriente: 44 A Voltaje: 460 V Fases: 3
Molino de bolas. Motor eléctrico. Marca: ABB. Modelo: M3000. Potencia: 75 HP. RPM: 1150. Torque: 531 Nm. Peso: 650 Kg. Factor de potencia: 0.84. Alimentación: 440-480 V. 39
Frecuencia: 60 Hz. Reductor de velocidad. Marca: R.A.I.S.A Modelo: GS-254 con salida izquierda. Potencia de entrada: 75 HP Potencia de salida: 70HP. Velocidad de salida: 152 RPM.
Prensa de rodillos. Marca: HKD. Modelo: RP-Z10 -140/140B. Revestimiento autógeno con stud (estoperoles). Reductores planetarios. Marca: FLENDER. Modelo: P2SA 27 Motor eléctrico. Marca: ABB. Potencia: 1200 KW. Revoluciones: 1488 RPM.
9.3.
Matriz de criticidad para los equipos del proceso.
Chancado primario. 40
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importan
(meses)
mant.
calidad.
ubicar
cia del
repuestos en
equipo
($)
MTTR
mercado (meses) Motor
1.077
10598
eléctrico trituradora Bomba de
4.560
560
aceite
Afecta a la
0.5
Causa la
calidad del
parada de
producto
la planta.
No afecta la
0.5
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
7.72
3.25
la planta Trituradora
1.050
11489
de cono.
Equipo
Afecta a la
1.7
Causa la
calidad del
parada de
producto
la planta
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importanci
MTTR.
(meses)
mant.
en la
ubicar
a del
Factor
Factor
($)
calidad.
repuestos
equipo.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en
Factor
Mult. 1
Mult. 1
mercado
Mult. 5
10.28
Total
(meses) Factor Mult. 4
Puntuación Motor
8
4
4
12
20
12
61
2
1
1
12
20
6
52
8
4
4
16
20
12
64
eléctrico trituradora Bomba de aceite Trituradora de cono.
Número de máquinas A: 2
41
Número de máquinas B: 1 Equipos de carguío y acarreo. Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importan
(meses)
mant.
calidad.
ubicar
cia del
repuestos en
equipo
($)
MTTR
mercado (meses) Camión 50
0.92
10598
Ton (1)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
11.62
la planta Camión 50
0.63
5600
Ton (2)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
10.73
la planta Camión 50
0.80
13000
Ton (3)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
9.60
la planta Camión 50
0.75
12590
Ton (4)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.00
la planta Camión 50
0.66
11684
Ton (5)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.66
la planta Camión 50
0.92
10256
Ton (6)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.92
la planta Camión 50 Ton (7)
0.57
16202
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de la planta
42
9.14
Camión 50
0.66
15025
Ton (8)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
9.38
la planta Camión 50
0.63
9561
Ton (9)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
9.52
la planta Camión 50
0.74
10254
Ton (10)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
9.31
la planta Camión 90
0.60
11254
Ton (1)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
9.1
la planta Camión 90
0.80
9541
Ton (2)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.86
la planta Camión 90
0.71
8971
Ton (3)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.71
la planta Camión 90
0.63
10254
Ton (4)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.53
la planta Camión 90
0.66
11251
Ton (5)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.61
la planta Camión 90 Ton (6)
0.60
9821
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de la planta
43
8.60
Camión 90
0.63
15002
Ton (7)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.63
la planta Camión 90
0.57
15621
Ton (8)
No afecta la
1.25
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.48
la planta Cargador
0.51
15231
frontal 10 m^3 (1)
No afecta la
1.20
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
4.65
planta Cargador
0.36
5698
frontal 10 m^3 (2)
Afecta a la
1.20
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
4.66
la planta Tractor
0.31
10245
oruga N10 (1)
No afecta la
1.30
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
4.55
la planta Tractor
0.26
6429
oruga N10 (2)
No afecta la
1.30
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
7
la planta Tractor
0.33
7589
oruga N10 (3)
No afecta la
1.30
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
5.10
la planta Tractor
0.26
8952
oruga N10 (4)
No afecta la
1.30
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
5.10
la planta Palas P&H 23000 XPC (1)
0.27
10058
No afecta la
1.2
Causa
calidad del
parada
producto
total de la planta.
44
8.11
Palas P&H
0.36
9568
23000 XPC (2)
No afecta la
1.2
Causa
calidad del
parada
producto
total de la
11.30
planta. Motonivela
0.76
11569
dora (1)
No afecta la
1.5
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
14.06
la planta Motonivela
0.63
9857
dora (2)
No afecta la
1.5
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
12.89
la planta Bulldozer
0.60
11546
(1)
No afecta la
1
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
11.75
la planta Bulldozer
0.57
12546
(2)
No afecta la
1
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
10.71
la planta Bulldozer
0.46
9871
(3)
No afecta la
1
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
9.88
la planta Perforador
0.54
10254
a (1)
No afecta la
1.7
Causa
calidad del
parada
producto
total de la
14.18
planta. Perforador
0.48
9865
a (2)
No afecta la
1.7
Causa
calidad del
parada
producto
total de la
12.32
planta. WHEEL DOZER (1)
0.52
15474
No afecta la
1.2
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de la planta
45
11.08
WHEEL
0.55
12356
DOZER (2)
No afecta la
1.2
Causa
calidad del
parada
producto
parcial de
8.40
la planta
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importanci
MTTR.
(meses)
mant.
en la
ubicar
a del
Factor
Factor
($)
calidad.
repuestos
equipo.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en
Factor
Mult. 1
Mult. 1
mercado
Mult. 5
Total
Clas.
(meses) Factor Mult. 4
Puntuación Camión 50
8
4
1
16
15
6
49
B
8
3
1
16
15
6
48
B
8
3
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
48
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
6
1
16
15
6
48
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
3
1
16
15
6
48
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
49
B
Ton (1) Camión 50 Ton (2) Camión 50 Ton (3) Camión 50 Ton (4) Camión 50 Ton (5) Camión 50 Ton (6) Camión 50 Ton (7) Camión 50 Ton (8) Camión 50 Ton (9) Camión 50 Ton (10) Camión 90 Ton (1)
46
Camión 90
8
3
1
16
15
6
48
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
49
B
8
4
4
16
20
6
55
A
8
4
1
16
15
3
47
B
8
4
1
16
15
3
47
B
8
3
1
16
15
3
46
B
8
3
1
16
15
3
46
B
8
3
1
16
15
3
46
B
8
4
1
16
20
6
55
A
8
3
1
16
20
6
54
A
Ton (2) Camión 90 Ton (3) Camión 90 Ton (4) Camión 90 Ton (5) Camión 90 Ton (6) Camión 90 Ton (7) Camión 90 Ton (8)
Cargador frontal (1) Cargador frontal (2) Tractor oruga N10 (1) Tractor oruga N10 (2) Tractor oruga N10 (3) Tractor oruga N10 (4) Palas P&H 23000 XPC (1)
Palas P&H
47
23000 XPC (2) Motonivela
8
4
1
16
15
6
50
B
8
3
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
15
6
50
B
8
4
1
16
15
6
50
B
8
3
1
16
15
6
49
B
8
4
1
16
20
6
55
A
8
3
1
16
20
6
54
A
8
4
1
16
15
6
50
B
8
4
1
16
15
6
50
B
dora (1) Motonivela dora (2) Bulldozer (1) Bulldozer (2) Bulldozer (3) Perforador a (1) Perforador a (2) WHEEL DOZER (1) WHEEL DOZER (2)
Máquinas A: 5 Maquinas B: 30 Elevación y transporte de caliza. Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importan
(meses)
mant.
calidad.
ubicar
cia del
repuestos en
equipo
($)
MTTR
mercado (meses) Motor
0.52
5460
eléctrico de 100 HP Elevador
0.60
1500
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada de
producto
la planta.
Afecta a la
48
1.25
Causa
7.82
9.55
con cadenas
calidad del
parada de
producto
la planta
sin rodillos. Transmisió
0.50
2545
n de poleas.
Equipo
Afecta a la
1.25
Causa la
calidad del
de la
producto
planta
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importanci
MTTR.
(meses)
mant.
en la
ubicar
a del
Factor
Factor
($)
calidad.
repuestos
equipo.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en
Factor
Mult. 1
Mult. 1
mercado
Mult. 5
3.25
Total
Clas.
(meses) Factor Mult. 4
Puntuación Motor
8
3
4
16
20
3
54
A
8
3
4
16
20
3
54
A
8
3
4
16
20
6
57
A
eléctrico de 100 HP. Transmisió n de poleas. Elevador de cangilones.
Numero de maquinas A: 3
Chancado secundario.
49
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importan
(meses)
mant.
calidad.
ubicar
cia del
repuestos en
equipo
($)
MTTR
mercado (meses) Motor de
0.63
8954
inducción.
Afecta a la
1.25
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
8.74
planta. Cilindro
1.33
598
contenedor .
Afecta a la
1.30
Causa
calidad del
parada
producto
total de la
4.00
planta Bolas de
1.50
5269
trituración.
Afecta a la
1.50
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
3.63
planta Reductor
0.75
9872
de velocidad.
Afecta a la
1.25
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.38
planta Bomba de aceite.
Afecta a la
1.00
3562
calidad del
Causa la 1.20
producto
7.17
parada total de la planta
Tanque de aceite.
No afecta a la
1.09
369
calidad del
Causa la 1.00
producto.
7.55
parada parcial de la planta
Sistema de transmisió n de aceite.
Afecta a la
1.00
5691
1.25
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la planta
50
5.83
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importanci
MTTR.
(meses)
mant.
en la
ubicar
a del
Factor
Factor
($)
calidad.
repuestos
equipo.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en
Factor
Mult. 1
Mult. 1
mercado
Mult. 5
Total
Clas.
(meses) Factor Mult. 4
Puntuación Motor de
8
3
4
16
20
6
57
A
8
1
4
16
20
3
52
B
8
3
4
16
20
3
54
A
8
3
4
16
20
6
57
A
8
2
4
16
20
3
53
A
8
1
4.
16
20
3
52
A
8
3
4
16
20
3
54
A
inducción. Cilindro contenedor . Bolas de trituración. Reductor de velocidad. Bomba de aceite.
Tanque de aceite. Sistema de transmisió n de aceite.
Número de máquinas A: 5 Número de máquinas B: 2 Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importan
(meses)
mant.
calidad.
ubicar
cia del
repuestos en
equipo
($)
51
MTTR
mercado (meses) Motor eléctrico de
Afecta a la 0.57
10255
1200 KW
calidad del
Causa la 1.25
producto
parada total de la
(1)
planta.
Motor eléctrico
9.05
Afecta a la
0.57
10259
1200Kw (2)
calidad del
Causa 1.25
producto
8.44
parada total de la planta
Reductor planetario
Afecta a la
0.60
11548
(1).
calidad del
Causa la 1.20
producto
8.70
parada total de la planta
Reductor planetario
Afecta a la
0.71
11455
(2).
calidad del
Causa la 1.20
producto
9.59
parada total de la planta
Rodillos.
Afecta a la
0.80
9862
calidad del
Causa la 1.50
producto
9.40
parada total de la planta
Bomba de aceite.
Afecta a la
1.33
5984
calidad del
Causa la 1
producto
6.44
parada total de la planta
Tanque de aceite.
No afecta a la
2
598
calidad del
Causa la 0.5
producto.
1.33
parada parcial de la planta
Sistema de transmisió n de aceite.
Afecta a la
1.09
1254
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la planta
52
4.36
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importanci
MTTR.
(meses)
mant.
en la
ubicar
a del
Factor
Factor
($)
calidad.
repuestos
equipo.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en
Factor
Mult. 1
Mult. 1
mercado
Mult. 5
Total
Clas.
(meses) Factor Mult. 4
Puntuación Motor
8
4
4
16
20
6
58
A
8
4
4
16
20
6
58
A
8
4
4
16
20
6
58
A
8
4
4
16
20
6
58
A
Rodillos.
8
3
4
16
20
6
57
A
Bomba de
8
3
4
16
20
3
54
A
8
1
4
16
15
3
47
B
8
1
4
16
20
3
52
B
eléctrico de 1200 KW (1) Motor eléctrico 1200Kw (2) Reductor planetario (1). Reductor planetario (2).
aceite. Tanque de aceite. Sistema de transmisió n de aceite.
Número de máquinas A: 6 Número de máquinas B: 2
53
Proceso de cocción. Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importan
(mese
mant.
calidad.
ubicar
cia del
s)
($)
repuestos en
equipo
MTTR
mercado (meses)
Torre de
0.80
9547
Afecta a la calidad del
Ciclones (1).
Causa la 1
producto
8.93
parada total de la planta.
Torre de
0.75
8951
ciclones (2).
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
8.44
planta.
Torre de
0.75
12546
ciclones (3).
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.31
planta.
Torre de
0.80
5695
ciclones (4).
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
8.93
planta.
Extractor de
0.86
8548
Afecta a la calidad del
gases.
Causa 1.50
producto
9.21
parada total de la planta
Filtro SFDW
0.71
7854
Afecta a la calidad del
Causa la 1.25
producto
8.24
parada total de la planta
Impeler de succión
0.71
6895
Afecta a la calidad del
54
Causa la 1
parada
8.29
producto
total de la planta
Motor
0.86
10254
Afecta a la calidad del
eléctrico.
Causa la 1.75
producto
8.36
parada total de la planta
Transmisión
0.60
3562
Afecta a la calidad del
de poleas.
Causa la 1.20
producto
7.25
parada total de la planta
Quemador.
0.71
5654
No afecta a la calidad del
Causa la 1
producto.
8.29
parada parcial de la planta
Motor
0.98
6985
bomba de alimentació n de
1.20
Causa la
Afecta a la
parada
calidad del
total de la
producto
planta
8.61
combustible . Tanque de
1.20
1254
combustible .
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
7.3
planta.
Líneas de
0.92
2564
suministro de
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
5.61
planta.
combustible . Motor
0.75
10254
eléctrico del horno (1).
Afecta a la
1.75
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.69
planta.
Motor eléctrico del
0.71
10156
Afecta a la calidad del
55
1.75
Causa la parada
8.29
producto
horno (2).
total de la planta.
0.80
Reductor
7844
planetarios (1).
Afecta a la
1.50
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.53
planta. 0.80
Reductor
7895
planetarios (2).
Afecta a la
1.50
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.27
planta. 0.92
Conjunto de
6582
rodillos de transmisión
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la planta.
de giro.
Equipo
8.77
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importanci
MTTR.
Tota
(meses)
mant.
en la
ubicar
a del
Factor
l
Factor
($)
calidad.
repuestos
equipo.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en
Factor
Mult. 1
Mult. 1
mercado
Mult. 5
Clas.
(meses) Factor Mult. 4
Puntuación Torre de
8
3
4
16
20
6
57
A
8
3
4
16
20
6
57
A
8
3
4
16
20
6
57
A
8
3
4
16
20
6
57
A
Ciclones (1). Torre de ciclones (2). Torre de ciclones (3). Torre de ciclones (4).
56
Extractor de
8
3
4
16
20
6
57
A
Filtro SFDW
8
3
4
16
20
6
57
A
Impeler de
8
3
4
16
20
6
57
A
8
4
4
16
20
6
58
A
8
3
4
16
20
3
54
A
Quemador.
8
3
4
16
20
6
57
A
Motor
8
3
4
16
20
6
57
A
8
1
4
16
20
3
52
B
8
1
4
16
20
3
52
B
8
4
4
16
20
6
58
A
8
4
4
16
20
6
58
A
8
3
4
16
20
6
57
A
8
3
4
16
20
57
A
57
A
gases.
succión Motor eléctrico. Transmisió n de poleas.
bomba de alimentació n de combustibl e. Tanque de combustibl e. Líneas de suministro de combustibl e. Motor eléctrico del horno (1). Motor eléctrico del horno (2).
Reductor planetarios (1). Reductor planetarios
6
(2). Conjunto de
8
3
4
57
16
20
6
rodillos de transmisión de giro.
Maquinas tipo A: 16 Máquinas tipo B: 2
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importan
(meses)
mant.
calidad.
ubicar
cia del
repuestos en
equipo
($)
MTTR
mercado (meses)
Tornillo
0.80
5935
sin fin
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.66
planta.
Motor-
0.71
6549
Afecta a la calidad del
reductor
Causa 1.50
producto
8.65
parada total de la planta
Ventilado
0.80
8541
Afecta a la calidad del
r (1).
Causa la 1.30
producto
8.73
parada total de la planta
Ventilado
0.92
7582
Afecta a la calidad del
r (2).
Causa la 1.30
producto
9.23
parada total de la planta
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importanci
MTTR.
(meses)
mant.
en la
ubicar
a del
Factor
Factor
($)
calidad.
repuestos
equipo.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en
Factor
58
Total
Clas.
Mult. 1
Mult. 1
mercado
Mult. 5
(meses) Factor Mult. 4
Puntuación Tornillo
8
3
4
16
20
6
58
A
8
3
4
16
20
6
58
A
8
3
4
16
20
6
58
A
8
3
4
16
20
6
58
A
sin fin Motorreductor Ventilado r (1). Ventilado r (2).
Maquinas tipo A: 4
Proceso de molienda de Clinker.
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importan
(meses)
mant.
calidad.
ubicar
cia del
repuestos en
equipo
($)
MTTR
mercado (meses) Motor de
0.75
7582
inducción.
Afecta a la
1.25
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.94
planta. Cilindro contenedor .
0.71
6897
Afecta a la
1.30
Causa
calidad del
parada
producto
total de la planta
59
10.60
Bolas de
0.66
5692
trituración.
Afecta a la
1.50
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.28
planta Reductor
0.63
6548
de velocidad.
Afecta a la
1.25
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
9.64
planta Bomba de aceite.
0.86
8987
Afecta a la
1.50
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
6.93
planta Tanque de aceite.
1.20
152
Afecta a la
1.00
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
6.50
planta Sistema de transmisió
1.09
3698
n de aceite.
Afecta a la
1.20
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
5.82
planta
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importancia
MTTR.
(meses)
mant.
en la
ubicar
del equipo.
Factor
Factor
($)
calidad.
repuestos
Factor Mult.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en mercado
5
Mult. 1
Mult. 1
(meses)
Total
Clas.
Factor Mult. 4
Puntuación. Motor de
8
3
4
60
16
20
6
57
A
inducción. Cilindro
8
1
4
16
20
3
52
B
8
3
4
16
20
3
54
A
8
3
4
16
20
6
57
A
8
3
4
16
20
3
54
A
8
1
4
16
20
3
52
B
8
3
4
16
20
3
54
A
contenedor. Bolas de trituración. Reductor de velocidad. Bomba de aceite.
Tanque de aceite. Sistema de transmisión de aceite.
Máquinas tipo A: 5 Máquinas tipo B: 2
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto en la
Tiempo en
Importanci
(meses)
mant.
calidad.
ubicar
a del
repuestos en
equipo
($)
MTTR
mercado (meses) Motor
0.75
15181
eléctrico de
Afecta a la calidad del
1200 KW
Causa la 1.25
producto
parada total de la
(1) Motor
9.75
planta. 0.57
14845
eléctrico
Afecta a la calidad del
1200Kw (2)
Causa 1.25
producto
8.43
parada total de la planta
Reductor planetario
0.60
10214
Afecta a la calidad del
61
Causa la 1.20
parada
8.70
(1).
producto
total de la planta
Reductor
0.71
11542
planetario
Afecta a la
Causa la
calidad del
(2).
1.20
9.59
parada
producto
total de la planta
Rodillos.
0.80
9522
Afecta a la
Causa la
calidad del
1.50
9.40
parada
producto
total de la planta
Bomba de
1.33
1524
aceite.
Afecta a la
Causa la
calidad del
1
6.44
parada
producto
total de la planta
Tanque de
2.00
152
aceite.
No afecta a la
Causa la
calidad del
0.5
1.33
parada
producto.
parcial de la planta
Sistema de
1.09
1256
transmisión de aceite.
Afecta a la
1
Causa la
calidad del
parada
producto
total de la
4.36
planta
Equipo
MTBF
Costo de
Impacto
Tiempo en
Importancia
MTTR.
(meses)
mant.
en la
ubicar
del equipo.
Factor
Factor
($)
calidad.
repuestos
Factor Mult.
Mult. 3
Mult. 2
Factor
Factor
en mercado
5
Mult. 1
Mult. 1
(meses)
Total
Clas.
Factor Mult. 4
Puntuación Motor eléctrico de 1200 KW
8
4
4
(1)
62
16
20
6
58
A
Motor eléctrico
8
4
4
16
20
6
58
A
8
4
4
16
20
6
58
A
8
4
4
16
20
6
58
A
8
3
4
16
20
6
57
A
8
1
4
16
20
3
54
A
aceite.
8
1
4
12
20
3
48
B
Sistema de
8
1
4
16
20
3
52
B
1200Kw (2) Reductor planetario (1). Reductor planetario (2).
Rodillos.
Bomba de aceite. Tanque de
transmisión de aceite.
Máquinas tipo A: 6 Máquinas tipo B: 2
Número de máquinas según clasificación A,B,C.
Proceso. Carguío y acarreo. Chancado primario.
Máquinas A.
Máquinas B.
Máquinas C.
5
30
0
2
1
0
3
0
0
Transporte. Elevador de
63
cangilones. Chancado secundario.
12
4
0
Cocción.
20
2
0
12
4
0
54
41
0
Molienda de Clinker. Total.
9.4.
Selección de técnica predictiva para cada equipo de la planta.
La matriz de criticidad nos ayudó a determinar la jerarquización de las maquinarias en base a su importancia dentro del proceso productivo, ahora debemos seleccionar la técnica predictiva que se le realizará a cada máquina según el siguiente criterio.
Máquinas tipo A rotativas: Análisis de vibraciones, termografía, estroboscopia.
Máquinas tipo A estáticas: Medición de espesores, inspección de soldaduras.
Máquinas tipo A eléctricos: Termografías, inspecciones ultrasónicas, limpiezas energizadas.
Máquinas tipo B rotativas: Análisis de vibraciones, termografía.
Máquinas tipo B estáticas: Medición de espesores.
Máquinas tipo B eléctricos: Termografía.
Máquinas rotativas.
64
1
Elemento del proceso.
Claf.
Motor eléctrico de 220
A
X
X
A
X
X
A
X
X
A
X
X
Estroboscopia.
Termografía.
vibraciones.
Zona de operación.
Análisis de
Cant.
KW Transmisión de
1 1
Chancado primario
poleas.
(Trituradora de
Motor-Bomba de
conos)
aceite. Cangilones con Cadena de acero sin
1
rodillos.
1
Transporte
Motor eléctrico de
(Elevador de
120Hp.
A
X
X
Motor de inducción.
A
X
X
A
X
X
Bomba de aceite.
A
X
X
Motor eléctrico.
A
X
X
Eje cardán de
A
X
X
A
X
X
A
X
X
X
X
cangilones)
1 Chancado secundario (Molino de bolas)
Reductor de velocidad.
1
1
1
Chancado
X
secundario (Prensa de Rodillos)
2
conexión al motor.
2
Reductores planetarios.
2
Rodillos macizos con estoperoles.
1
Bomba de aceite. A
65
X
1
Cocción (Pre-calentador)
Extractor de gases.
A
X
X
1
Impeler de succión
A
X
X
1
Motor eléctrico
A
X
1
Transmisión de
A
X
X
A
X
X
A
X
X
A
X
X
A
X
X
Cocción
1
(Horno rotatorio)
X
poleas. Motor bomba de alimentación de combustible. Motor eléctrico del
2
horno. Reductores
2
X
planetarios. Conjunto de rodillos de
1 1 1
Cocción
transmisión de giro.
(Transportador tipo
Tornillo sin fin
A
X
X
Motor-reductor
A
X
X
Ventilador.
A
X
X
gusano.)
X
Cocción (Transportador tipo gusano.) Cocción
2
(enfriador de
1
Clinker)
Motor de inducción.
A
X
X
1
Molienda de Clinker
Reductor de velocidad.
A
X
X
Bomba de aceite.
A
X
X
(Molino de bolas)
1 2
Molienda de Clinker
66
X
(Molino de bolas)
2 Molienda de Clinker
Motor eléctrico.
A
X
Eje cardán de
A
X
X
A
X
X
A
X
X
A
X
X
42
39
conexión al motor.
(Prensa de rodillos ) Reductores
2
X
planetarios. Molienda de Clinker
2
(Prensa de rodillos )
Rodillos macizos con estoperoles. Bomba de aceite.
1 Total.
10
aceite.
1
Termografía.
soldadura.
Inspecciones de
magnéticas.
mantenimiento.
Tanque de
1
1
Claf.
Partículas
de
penetrantes.
operación.
Objeto
Tintas
de
espesores.
Zona
Medición
Cant.
Ultrasonido.
de
Máquinas estáticas.
Chancado primario (Triturador a de conos)
1
B
X
Conjunto de bolas de acero.
A
Cilindro
A
X
X
X
X
X
X
contenedor. Tanque de
B
X
aceite. Líneas de
1
transmisión
B
X
hidráulica. Tanque de
1 Chancado
B
aceite.
67
X
1
secundario
Sistema de
(Molino de
transmisión de
bolas)
Cocción
1
aceite.
B
X
B
X
Líneas de
(Pre-
suministro de
calentador
combustible.
y filtrado de aire, horno
4
rotativo.)
Torre de
A
X
X
X
X
Ciclones. Filtro SFDW
1
A
X
A
X
Quemador.
1
Tanque de
1
combustible.
B
X
Conjunto de
1
bolas de acero. Cilindro
1
A A
X
X
X X
X
X
contenedor.
1 1
Chancado
Tanque de
secundario
aceite.
(Prensa de
Líneas de
Rodillos)
B
X
B
X
transmisión hidráulica.
1
Tanque de Molienda
B
X
aceite.
de Clinker
1
(Molino de bolas)
Sistema de
B
X
transmisión de aceite.
2
Total.
68
6
7
8
6
12
Análisis de aceite. Aceites para análisis de aceite en las distintas máquinas.
Aceite de transmisión. Aceite hidráulico. Aceite de mandos finales.
Aceites para transmisión.
Estos
aceites
son
especialmente
formulados
para
ser utilizados
en
transmisones y diferenciales. El verdadero valor de un vehículo depende en gran parte de la eficacia de la transmisión y el diferencial. Estos se encargan de transformar la energía generada por el motor en movimiento con las menores perdidas. Tambien la eficacia de los equipos dependen de la eficacia de sus engranajes. Aceites hidraulicos. Estos aceites cumplen las siguientes funciones: Función principal: transmisión de energía. Funciones secundarias:
Lubricar los mecanismos y piezas en movimiento.
Sellar interiormente los asientos metalicos directos.
Proteger las partes del sistema contra la oxidación.
Soportar presiones y temperaturas elevadas fluctuantes.
Evacuar al exterior el calor desarrollado en el sistema.
Eviatra la formacón de espuma.
No atacar las partes componentes del sistema.
69
Equipo
Cantidad.
Puntos de toma de muestra.
Camión 50 Ton.
11
33
Camión 90 Ton.
8
24
Cargador frontal 10 m^3.
6
18
Tractores (de oruga N10,
9
27
Palas P&H 23000 XPC.
6
18
Motoniveladora.
6
18
Prensa de rodillos.
1
1
Chancadora cónica.
1
1
bulldozer y welldozer)
Total
141
9.4.1. Resumen de técnicas predictivas a utilizar en los equipos que intervienen el proceso productivo.
70
Por el impacto que tienen en los procesos de producción es necesario incluir al programa de monitoreo de condiciones todo aquel equipo que por criterio debe pertenecer a dicho programa. En la tabla siguiente se encuentra la cantidad total de equipos que den estar integrados al programa de monitoreo de condiciones. A continuación se muestra el resumen de las técnicas predictivas a utilizar en
TOTALES.
2
6
7
8
71
6
51
42
Estroboscopia.
vibraciones.
Análisis de
Termografía.
de soldadura.
Inspecciones
magnéticas.
Partículas
penetrantes.
Tintas
espesores.
Medición
Ultrasonido.
de
las máquinas elegidas para la realización de los diagnósticos.
10
10. Evaluación económica. La determinación de los costos de realización del mantenimiento predictivo es muy importante, porque permite justificar su implantación, comparándolo con los costos debido a la ocurrencia de fallas imprevistas o de emergencia. No es viable aplicar algún método que no traiga beneficios, y es que el mantenimiento de las máquinas requiere de técnicas o métodos que encaminen a la mejora, la cual se ve reflejada en el aumento de disponibilidad de los equipos, por motivo de esto las técnicas predictivas persiguen la disminución de paradas que disminuyen la producción programada, estas paradas son generadoras de costos que si se siguen dando en todo el periodo del ejercicio, representarían costos importantes. Los generadores de costos son los siguientes:
Costos por mantenimiento (correctivo, preventivo).
Costos por mantenimiento predictivo.
10.1. Costos por mantenimiento correctivo y preventivo. Los costos de mantenimiento correctivo corresponden a los incurridos por fallas imprevistas las cuales causan la parada de la planta. Es decir por no haber predicho la falla, esto da como resultado, costos de mano de obra, costos por material de repuesto, costos por perdidas de producción debido al tiempo en el equipo está fuera de servicio. Además tenemos los costos resultantes del mantenimiento preventivo los cuales también se traducen en perdidas de dinero por parada ya que el equipo debe ser interrumpido en su operación para la realización del mantenimiento de acuerdo al programa preventivo es decir para para inspeccionar. Horas de parada y costos por mantenimiento correctivo en mes.
Equipo. Camión de 50 Ton (1)
Horas de mantenimiento. 151
72
Costos de mantenimiento ($). 10598
Camión de 50 Ton (2)
204
5600
Camión de 50 Ton (3)
144
13000
Camión de 50 Ton (4)
128
12590
Camión de 50 Ton (5)
156
11684
Camión de 50 Ton (6)
116
10256
Camión de 50 Ton (7)
192
16202
Camión de 50 Ton (8)
169
15025
Camión de 50 Ton (9)
162
9561
Camión de 50 Ton (10)
149
10254
Total
1571
114770
Se extrae diariamente 18000 toneladas de piedra caliza, las toneladas que pueden acarrear y cargar los camiones son:
Cantidad de piedra caliza cargada por hora:
Número de carguíos en el día.
Tiempo en hora por carguío.
Cantidad de piedra caliza cargada por hora por camión.
Toneladas transportadas en el año. Como los camiones laboran en el año 480 horas.
73
Toneladas de carguío perdidas.
Con 18000 Ton de caliza se produce 4000 Ton de clinker por día, entonces con 17592.
Perdida de producción por día 91 Ton de clinker, por camiones parados.
Chancado primario.
Equipo. Chancadora de conos.
Horas de mantenimiento.
Costos de mantenimiento ($).
155
9505
La capacidad de la chancadora de conos es de 1600 Ton por hora.
Las toneladas chancadas perdidas debido a paradas son.
74
Si se produce 4000 Ton de Clinker por día con 16000 Ton chancadas, entonces cuanto se producirá con 12111 Ton de material chancado.
La perdida de producción de Clinker diario debido paradas en chancadora de cono es de 215 Ton. La siguiente tabla fue realizada en Excel donde fueron efectuados los cálculos anteriores para cada máquina pertinente al proceso productivo.
Capacid
Equipo.
Horas de
Costos de
ad de
mantenimi
mantenimi
producc
ento.
ento ($).
ión (Ton/h)
Ton
Ton
produci
perdid
Ton al
das al
as al
día
día
día.
Chancado ra de
155
9505
1600
12800
688,89
225
34515
130
1040
81,25
175
64236
330
2640
160,42
145
36739
300
2400
120,83
150
16457
4000
32000
850
161452
cono. Molino de bolas. Prensa de rodillos. Torre de ciclones Horno roptativo. Total. Perdida
Perdida de
Perdida
de
produccion
de
produccio
1271,56
de clinker
158,94
producc
n de
por hora
ion de
clinker
total
clinker
75
ton de
12111, 11
958,75 2479,5 8 2279,1 7 30333,
7
33
67
produci das al día
1666,6
38146,
clinker
Ton clinke r perdid as por día.
3784,72
215,28
3687,50
312,50
3756,94
243,06
3798,61
201,39
3791,67
208,33
por día
en el
total
mes.
Las perdidas totales de la producción Clinker son de 38146,66 Ton al mes.
La producción mensual de cemento portland es de 129032 Ton por mes. El 93 % del cemento portland es Clinker por lo tanto se necesita 120000 Ton de Clinker para producir 129032 Ton de cemento portland en el mes, es decir se pierde de producir al mes 41017,914 Ton de cemento portland. El precio de venta del cemento es de $ 6.15 incluido IVA, por el saco de 50 Kg, el costo de producción de 50 Kg de cemento portland es de $ 4.31. Se estima que el 30 % del precio de venta es el margen de ganancia por lo tanto se tiene $1.85 ganados por cada saco de 50 Kg. Los kilogramos que se pierde de producir al mes son:
Que equivalen a:
Con lo cual se deja de ganar
al mes.
El costo de mantenimiento es de $ 161422.
Costos mensuales. Coste por pérdida de producción.
Costo por mantenimiento.
$ 1517662.818
$ 161422
76
10.2. Costo por mantenimiento predictivo. Los costos de mantenimiento predictivo incluirán:
Costos por análisis de vibraciones.
Costos por adquisición de cámara termográfica y entrenamiento.
Costo por realización de END (tintas penetrantes, medición de espesores, partículas magnéticas, ultrasonido, inspección de soldaduras).
Costos por análisis de aceite.
Costo por adquisición de estreboscopio.
Costo por adquisición de cámara termográfica.
Cámara termográfica Fluke Ti10.
Características de la cámara termográfica .
Cámara termográfica de 9 Hz
Lente de 20 mm.
Incluye:
77
Adaptador de red/cargador de batería CA (incluido adaptador de conector).
Tarjeta de memoria SD.
Lector de tarjeta SD (USB) para descargar imágenes a un ordenador.
Software SmartView™ con actualizaciones gratuitas de por vida.
Maletín de transporte rígido.
Estuche de transporte flexible.
Correa.
Manual de usuario.
Tarjeta de registro de garantía.
Costo de adquisición: $ 5208. Costo por entrenamiento de personal: $ 3600 Sueldo del personal encargado: $ 800. Número de personas encargadas de termografía: 2
Costo por Estroboscopía. El costo del por adquisición del estroboscopio.
Estroboscopio a prueba de chapeo, 115 V AC. Modelo: DT-311J Costo de adquisición: $ 1080. Costo por capacitación personal: $ 1500. 78
Sueldo de personal encargado: $ 700. Número de personas encargadas: 1.
Costo por análisis de aceite. El costo por enviar muestra de aceite para su análisis es de $ 1000.
Costo por análisis de vibraciones. El costo por contratación de una empresa de servicio de mantenimiento predictivo encargada de hacer análisis de vibraciones es de $ 1700.
Costos por realización de END. El costo de cada prueba no destructiva y depende del lugar de don se encuentre el objeto a realizársele la inspección y la complejidad de la pieza. Un promedio de los costos es: Partículas magnéticas: $ 4750. Líquidos penetrantes: $ 3500. Ultrasonido: $ 4500. La siguiente tabla constará con los costos por inspección predictiva.
Técnica predictiva.
Costo por inspección.
Termografía.
$ 1600
Análisis de vibraciones.
$ 1500
Líquidos penetrantes.
$ 3500.
Ultrasonido.
$ 4500.
Partículas magnéticas
$ 4750.
Estroboscopio.
$ 700. 79
Análisis de aceite.
$ 1700.
Costos por capacitación y adquisición de equipos. Técnica predictiva.
Costo por capacitación y adquisición.
Termografía.
$ 8808.
Estreboscopio.
$ 2580.
10.2.1.
Determinación de la frecuencia de mantenimiento predictivo.
Frecuencia de inspección termográficas. El costo por inspección termográfica es de $ 1600, y los puntos posibles a realizar la inspección son 25. El costo por no detectar la falla es de $ La rata de falla es de 0.8 Factor de costo.
Factor de falla.
Factor de ajuste. (
80
)
.
Intervalo de inspecciones predictivas.
Frecuencia de inspección.
Frecuencia de inspección por análisis de vibraciones. El costo por análisis de vibraciones es de $ 1500, y los puntos posibles a realizar la inspección son 36. El costo por no detectar la falla es de $ La rata de falla es de 0.6 Factor de costo.
Factor de falla.
81
.
Factor de ajuste. (
)
Intervalo de inspecciones predictivas.
Frecuencia de inspección.
Frecuencia de inspección por END. El costo por END es de $ 12750, y los puntos posibles a realizar la inspección son 83. El costo por no detectar la falla es de $ 0.9 Factor de costo.
82
. La rata de falla es de
Factor de falla.
Factor de ajuste. (
)
Intervalo de inspecciones predictivas.
Frecuencia de inspección.
Frecuencia de inspección análisis de aceite. El costo por análisis de aceite es de $ 1700, y los puntos posibles a realizar la inspección son 56. El costo por no detectar la falla es de $ falla es de 0.75 83
. La rata de
Factor de costo.
Factor de falla.
Factor de ajuste. (
)
Intervalo de inspecciones predictivas.
Frecuencia de inspección.
84
Tabla de costos por mantenimiento predictivo y frecuencias de inspección. Técnica predictiva.
Costo de mant. Pred. Por
Frecuencias de
año ($).
inspección.
30400
19
22500
15
END.
38250.
3
Análisis de aceite.
20400.
12
Total.
52900
Termografía. Análisis de vibraciones.
Porcentaje del costo de mantenimiento predictivo con relación al costo por mantenimiento correctivo y preventivo.
Ahorro. Costo
toal
de
mant.
Pred.
mas
$ 64288.
adquisición de equipos y capacitación Costos de mantenimiento corerectivo y
$ 1937064.
preventivo. Ahorro.
$ 1872776 85
Si logramos reducir las horas de mantenimiento correctivo y preventivo un 4 % y en total por horas de mantenimiento tenemos 855 horas entonces las horas se reducen a 820.8. El costo por perdida de producción es $ 1517662.818 al mes entonces con 855 horas de parada. El costo por pérdida de producción en 820.8 h es de:
Dinero ganado en el año por aumento de la producción. Costo por 855 h de parada.
$ 18211953.82.
Costo por 598.5 h horas de parada.
- $ 17466435.24
Ahorro.
$ 745518.58
Aumento de las ganancias por aumento de la producción y disminución de los costos de mantenimiento preventivo y correctivo. Utilidad adicional obtenida por aplicación del mantenimiento predictivo. Utilización de técnicas predictivas.
$ 1872776
Aumento de la producción.
+ $ 745518.58
Ahorro.
$ 2618294.5
86
En total se tiene una utilidad adicional de $ 2618294.5 por concepto de disminución de mantenimiento correctivo y preventivo.
11. Conclusión. En la determinación de los equipos a los cuales se les practicará las técnicas mantenimiento predictivo, se ha escogido las máquinas de tipo A y B según la matriz de criticidad, la máquinas fueron clasificadas según su relevancia con respecto a la calidad del producto, su disponibilidad en la planta, el costo que tiende a generar con respecto al mantenimiento tanto correctivo y preventivo y la disponibilidad de repuestos. Es necesario indicar que los sistemas de lubricación de la prensa de rodillos y el molino de bolas, fueron puntuados según la matriz de criticidad como clase B, aunque desde el punto de vista funcional es una parte crítica ya que disminuye la fricción y el desgaste en los pares tribológicos de los equipos antes mencionados, esta puntuación es debido a que se consideró un factor que tiene que ver con el producto, por lo tanto el sistema de lubricación no afecta al producto final del proceso, pero con respecto a la funcionalidad de la máquina es una parte crítica, así que se los consideró como clase A. La integración de la cámara termográfica y del estroboscopio dio la necesidad de incluir personal para que realice las inspecciones predictivas, además es necesaria la capacitación pertinente a esta técnica predictiva, con ello se tendrá información necesaria para poder analizar y realizar un buen mantenimiento proactivo. El análisis de vibraciones, los END y el análisis de aceite serán contratados a empresas de servicios de mantenimiento. Debido al inconveniente de no tener suficientes datos históricos, el análisis para la determinación de las frecuencias de mantenimiento, fueron tomadas en base a un análisis riesgo-costo-beneficio y no un análisis de la curva P-F.
87
Con la disminución del 4 % del tiempo por mantenimiento correctivo y preventivo es decir reducir de 855 h a 820.8 h se obtiene una ganancia de $ 745518.58. El costo por realizar el mantenimiento predictivo representa el 0.27 % del costo por mantenimiento correctivo o de emergencia y el costo por mantenimiento preventivo.
12. Recomendaciones.
Revisar y actualizar la clasificación de criticidad de maquinarias incluyendo el análisis con respecto a su influencia de aporte hacia otras maquinarias. Acumular la mayor cantidad de datos posibles de las inspecciones predictivas y mantener las gráficas de tendencia, con el fin de poder determinar las frecuencias de inspecciones, no solo con el análisis riesgo-costo beneficio, sino también con la utilización la curva P-F. Se recomienda incluir el análisis de corrientes en los motores de los molinos, chancadora y prensas, si el análisis de vibraciones no cubre con la predicción de fallas concernientes a la parte eléctrica de los motores.
13. Bibliografía.
Félix Cesáreo Gómez de León .1998. Tecnología del Mantenimiento Industrial. Primera edición. Universidad de Murcia España. Manés Fernández Cabanas y otros. 1998 Técnicas del Mantenimiento y Diagnóstico de Máquinas Eléctricas Rotativas. Marcobombo S.A. Barcelona España. Manual de Mantenimiento, División Sector industria y de la Construcción, Divulgación Tecnológica Santa Fe de Bogotá, 1991. 88
R. B. Abernethy, the new Weibull handbook, 4 edición, 1998, USA. Artículos. Proceso de Producción de la Planta Atocongo- Lima. Importancia del cemento. Producciones: Mundial y española. Mantenimiento industrial. Ingeniería de proyectos. Rendimiento de Equipo Pesado para la Explotación de una Cantera de Cielo Abierto. María Isabel Chiriboga Fernández, José Luis Pillasagua Carrera, Eduardo Santos Baquerizo. Facultad de Ingeniería en Ciencias de la Tierra. Escuela Superior Politécnica del Litoral
Páginas de internet. www.industrialtijuana.com www.abq-instrumentos.com www.checkline.com www.mantenimientoplanificado.com
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