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Escuela Superior Politécnica De Chimborazo ESCUELA DE INGENIERIA DE MANTENIMIENTO TECNOLOGIA DE LA PREVENCION

Tema: Solución de Fallos en Calderas Integrantes: Alfonso Gallegos Jhonnatan Quito Víctor Taipe Segundo Chinlli

Riobamba-Ecuador 2013

INTRODUCCION Como ingenieros de mantenimiento al desarrollar una solución para cualquier tipo de equipo o sistema que este fallando, debemos conocer las técnicas apropias que nos ayuden a llegar a dicha solución. En nuestro caso de estudio son las fallas de una Caldera, empezaremos conociendo cuales son las posibles fallas que se producen comúnmente en dicho equipo. Teniendo en cuenta que este equipo consta de elementos auxiliares que permiten su correcto funcionamiento. En el siguiente proyecto empezaremos conociendo desde que es una caldera, sus fallos y las soluciones que estos con la aplicación de métodos muy conocidos en la actualidad por el mundo del mantenimiento.

JUSTIFICACION El avance tecnológico ha establecido nuevas formas de control y prevención de fallas en los equipos, dando lugar a la implementación de nuevas técnicas para prevenir una gran variedad de factores negativos que afectan el rendimiento y eficiencia de los equipos dentro del proceso productivo. El presente trabajo se tomará en cuenta para el adecuado análisis de las fallas que más comúnmente ocurren en calderas Pirotubulares basándonos en los diagramas tanto de Pareto como el diagrama de Causa-Efecto, con los cuales podremos determinar las posibles causas de fallas y su debida solución.

ANTECEDENTES Anteriormente varios problemas o fallos en una caldera se respondían con un mantenimiento correctivo, siendo más fácil así el recambio de cualquier elemento defectuoso, perdiendo así no solo tiempos, sino costos, materia prima y demás. Ahora con la implementación de mantenimientos de calidad esto quedó atrás, este documento analiza estos puntos, el diagrama de Pareto y el diagrama Causa-Efecto. Siendo estas herramientas fundamentales para la realización de un correcto mantenimiento, la recopilación de fallos más comunes en calderas presentados en este documento facilitará entender los problemas por los cuales se atraviesa comúnmente en un ambiente de trabajo.

OBJETIVOS Objetivo Principal 

Realizar el análisis de Pareto y Causa-Efecto para las fallas en una Caldera Pirotubular.

Objetivos Específicos   

Averiguar nuestros muchos triviales y pocos vitales con nuestro análisis de Pareto. Averiguar las causas de nuestro fallo de mayor ocurrencia, con la aplicación del diagrama Causa-Efecto. Encontrar la solución más viable para nuestro problema.

MARCO TEORICO Calderas La caldera es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado para generar vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de calor a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado líquido, se calienta y cambia su fase a vapor.

Tipos de calderas -

Acuotubulares

Estas calderas se utilizan para generar potencia. -

Pirotubulares

Estas calderas se utilizan más en procesos.

Incrustaciones en Calderas Las incrustaciones son depósitos de sales de calcio magnesio y otras sales disueltas en el agua de suministro, en caso de no ser tratadas a tiempo podrían ocasionar problemas de máxima gravedad, provocando una falla funcional.

La incrustación media tiene una conductividad térmica casi igual que el ladrillo refractario, o aproximadamente1'/48 parte de la del acero.

Identificación de Incrustaciones Las incrustaciones aquí descritas muestran las características de los diferentes tipos que pueden hallarse en calderas: Sulfato cálcico Origina una costra muy dura que se adhiere tenazmente a las superficies calefactoras. Esta incrustación se considera la peor a causa de su dureza extrema, la dificultad en su eliminación y su baja conductividad térmica.

Carbonato cálcico Es una incrustación blanda, de tipo cenagoso, normalmente blanquecina de apariencia y se quita fácilmente por lavado con agua.

Carbonato de magnesio Forma una costra blanda de tipo similar a la de carbonato cálcico.

Sílice No forma incrustación en solitario, sino que imparte una estructura vítrea a los depósitos de sulfato cálcico, lo que produce una costra muy dura, frágil y prácticamente insoluble en los ácidos.

Silicato de calcio y magnesio Ambos tienden a producir costras de estructura densa y cristalina, muy adherente a las superficies de transferencia térmica y con bajas características de transferencia de calor.

Hidróxido de calcio y magnesio Producen depósitos blandos que pueden adherirse o cementar con otras sustancias.

Carbonato de hierro Se encuentra con frecuencia en otras incrustaciones y es una sustancia indeseable porque añade una naturaleza corrosiva a la costra que aparece.

Fosfato de calcio y magnesio Son subproductos de los tratamientos de agua por fosfato ya parecen como un lodo blando que se elimina fácilmente por purga.

Sulfato de magnesio No es demasiado común en la incrustación pero, donde aparece solo, la costra es comparativamente blanda.

Diagrama de Pareto El Análisis de Pareto es una comparación cuantitativa y ordenada de elementos o factores según su contribución a un determinado efecto. El diagrama permite mostrar gráficamente el principio de Pareto (pocos vitales, muchos triviales), es decir, que hay muchos problemas sin importancia frente a unos pocos muy importantes. Mediante la gráfica colocamos los "pocos que son vitales" a la izquierda y los "muchos triviales" a la derecha.

Diagrama de Causa Efecto (Ishikawa) El Diagrama Causa-Efecto es llamado usualmente Diagrama de “Ishikawa” porque fue creado por Kaoru Ishikawa, experto en dirección de empresas interesado en mejorar el control de la calidad; también es llamado “Diagrama Espina de Pescado” porque su forma es similar al esqueleto de un pez: Está compuesto por un recuadro (cabeza), una línea principal (columna vertebral), y 4 o más líneas que apuntan a la línea principal formando un ángulo aproximado de 70º (espinas principales). Estas últimas poseen a su vez dos o tres líneas inclinadas (espinas), y así sucesivamente (espinas menores), según sea necesario.

Diagrama de Pareto Cuantificación de los tipos de Defectos A= 17 B= 7 C= 5 D= 4 E= 3 F= 3 H= 3 K= 3 OTROS= 12

Tipo de Defecto A B C D E F H K OTROS

Frecuencia Problemas 17 7 5 4 3 3 3 3 12

Frecuencia Acumulada 17 24 29 33 36 39 42 45 57

(%) Problemas

(%) Acumulado

29.82 12.28 8.77 7.01 5.26 5.26 5.26 5.26 21.05

29.82 42.1 50.87 57.88 63.14 68.4 73.66 78.92 100

Diagrama de Pareto 60

100 90

50

80 70

40

60 30

50 40

20

30 20

10

10 0

0 A

B

C

D

E

F

H

K

Diagrama Causa-Efecto para el problema A

Lluvia de ideas Posibles Causas del Problema A Problema A: INCRUSTACIONES -

Tratamiento químico del agua escaso o nulo. Ablandadores defectuosos. No se realiza lavado químico de la caldera. Frecuencia de purgado inadecuado o nulo. Agua con excesivas sales de calcio y magnesio. Tarjeta de purgas del modulador mal programado. Falta de conocimiento y control del proceso por parte del operador. Falta de salmuera en el ablandador. Válvula de purga de fondo obstruida. No existe o no se aplica un plan de mantenimiento adecuado.

OTROS

Materiales

Equipo

A

Personal

Método

Porque-Porque -

1. ¿Por qué la válvula de purga de fondo esta obstruida?

Revisamos la válvula de purga de fondo y no se encuentra obstruida. (Problema descartado) -

2. ¿Por qué no se realiza lavado químico de la caldera?

Si se realiza el lavado químico de la caldera. (Problema descartado) -

3. ¿Por qué falta de salmuera en el ablandador?

Se verificó que el ablandado cuenta con la cantidad necesaria de sale. (Problema descartado) -

4. ¿Por qué el tratamiento de agua es escaso o nulo?

Nuestro proceso si cuenta con un tratamiento de agua adecuado. (Problema descartado) -

5. ¿Por qué el agua contiene excesivas sales de calcio y magnesio?

Se realizó un análisis al agua y este no presenta exceso de sales de calcio y magnesio. (Problema descartado) -

6. ¿Por qué la tarjeta de purgas del modulador está mal programada?

La tarjeta de purgas ubicada en el modulador se encuentra bien programada. (Problema descartado) -

7. ¿Por qué la frecuencia de purgado es inadecuada o nula?

La frecuencia de purgado de nuestra caldera si es la adecuada. (Problema descartado) -

8. ¿Por qué los ablandadores están defectuosos?

Los ablandadores no están defectuosos. (Problema descartado) -

9. ¿Por qué no existe o no se aplica un Plan de Mantenimiento?

Si existe, y se encuentra aplicado el Plan de Mantenimiento. (Problema descartado)

-

10. ¿Por qué falta de conocimiento y control del proceso por parte del operador?

Porque el personal que opera nuestra caldera no se encuentra capacitado. -

¿Por qué el personal que opera nuestra caldera no se encuentra capacitado?

Porque la empresa no brinda los cursos o seminarios necesarios para mejorar los conocimientos del operador. (Este es el problema)

SOLUCION La solución a nuestro problema es introducir un plan de formación o capacitación al personal para que opere la caldera con un criterio más adecuado sobre el proceso, apuntando al cambio de la mentalidad del cuerpo operativo, basándose en la ideología del TPM.

RECOMENDACIONES Para lograr implementar nuestra solución es importante fijarse en los turnos del personal, para que en base a ello acomodar los horarios respectivos de los seminarios, o invertir en un seminario externo a un solo usuario para que este posteriormente capacite al resto. Puesto que al contar con usuarios capacitados, realizaran sus respectivas actividades laborales con calidad, de manera que al corto tiempo se notara que el fallo decrece casi en su totalidad, evidenciando que la solución fue la más acertada.

CONCLUSIONES -

-

Las incrustaciones son un problema que afecta comúnmente a las calderas y es de vital importancia eliminarlas, este problema puede ocurrir generalmente por varias razones entre las cuales podemos destacar, exceso de sales de calcio y magnesio en el agua de suministro, falta de tratamiento químico, falta de purgas, entre otros; varios de estos inconvenientes se los puede evitar con la rápida acción de los operadores o usuarios. El planteamiento de capacitación a los operadores es una idea que se debe materializar, porque no serviría de nada tener equipos de calidad, instalaciones

-

adecuadas y gran infraestructura, si, nuestro operadores no aportan y no manipulan nuestros equipos de una manera adecuada. El cambio de mentalidad de las personas que conforman una empresa es un punto muy difícil de lograr pero no imposible y con las correctas herramientas se puede lograr, la más recomendable seria empezar con la implementación de las 5s,y luego la posterior implementación de TPM.

LINKOGRAFIA -

http://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_(m%C3%A1quina) http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Pareto http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Ishikawa