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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA

VICERRECTORADO ACADEMICO

COORDINACION GENERAL DE PREGRADO

COORDINACION DE PASANTIAS

PDVSA – PETROCEDEÑO

PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LAS BOMBAS DE

REINYECCION DE AGUA A POZO (P-3920) DE PDVSA PETROCEDEÑO

SAN DIEGO DE CABRUTICA

Informe de Pasantía Profesional presentado como requisito para optar por el

titulo de: Ingeniero Industrial.

AUTOR:

TNGLO. HEILEN KATERINE, GUZMAN MELGAR

C.I: V- 20.883.980

CIUDAD GUAYANA, SEPTIEMBRE DE 2012

ii

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA

VICERRECTORADO ACADEMICO

COORDINACION GENERAL DE PREGRADO

COORDINACION DE PASANTIAS

PDVSA – PETROCEDEÑO

PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA LAS BOMBAS DE

REINYECCION DE AGUA A POZO (P-3920) DE PDVSA PETROCEDEÑO

SAN DIEGO DE CABRUTICA

Informe de Pasantía Profesional presentado por: TNLGO. HEILEN

KATERINE GUZMAN MELGAR, como requisito para optar al título de

INGENIERO INDUSTRIAL.

________________________ ________________________

TUTOR INDUSTRIAL TUTOR ACADÉMICO

Ing. Ramón González Ing. Ali Matos

C.I: V- 14.188.588 C.I: V- 4.078.322

CIUDAD GUAYANA, SEPTIEMBRE DE 2012

iii

DEDICATORIA

Dedico este trabajo en primer lugar a Dios por estar a mi lado en cada

momento de mi vida, por darme las fuerzas necesarias para afrontar cada etapa

por las cuales he tenido que pasar para alcanzar esta meta propuesta en mi vida,

ser un Profesional.

A mis padres Mónica Milagros Melgar Linares y Manuel Alfredo Guzman

Fernández, por darme la vida, por todo el amor y apoyo que he recibido de parte

de ustedes desde mi nacimiento los Amo.

A mi abuela Sermina Linares y mi tío padre Armando Melgar quienes han sido

pilar fundamental para mi formación tanto personal como académica este logro

también es de ustedes los Amo.

A mis hermanas Mannielis Milagro Guzmán Melgar y Heleinnis Alexandra

Guzmán Melgar por todo su amor y por cada ayuda que me ofrecieron durante mis

estudios.

A mi novio Alejandro José González Díaz, a ti principalmente ya que sin tu

apoyo, amistad y amor que me has ofrecido desde que te conocí, el camino

hubiese sido más complicado, por esos amaneceres estudiando, por lo bueno y lo

malo vivido, por tu paciencia, tolerancia y por cada consejo que me das TE AMO

INMENSO mi ingeniero este logro es de ambos, me llena de alegría saber que es

un triunfo que compartimos y celebramos juntos.

A mis suegros Damelys Josefina Díaz y Henry José González Marcano, por

todo el amor de familia que me han demostrado durante estos años, por cada

consejo dado y por ese gran apoyo durante mi carrera, a ustedes que han sido

testigo de nuestro esfuerzo y en esta última etapa universitaria estuvieron allí para

alentarnos a hacerlo bien con su frase USTEDES PUEDEN. Los quiero mucho.

A ustedes va dedicado con todo mi corazón.

iv

AGRADECIMIENTOS

El siguiente trabajo de investigación representa el logro de una de las metas

más importantes que me he propuesto para la vida, es por ello que quiero

agradecer a todos aquellos que, de una u otra forma, hicieron posible el

cumplimiento de esta meta.

A DIOS, por permitirme ver la luz del día, cada día y por estar siempre a mi

lado regalándome su bendición ya que para el no hay nada imposible.

A MIS PADRES, por hacer todo lo posible para que pudiese cumplir con todas

mis metas planteadas.

A ALEJANDRO, mi novio y amigo, por estar siempre a mi lado apoyándome,

celebrando mis triunfos, compartiendo mis alegrías y soportándome en los

momentos difíciles de mi vida.

A MIS HERMANAS, ABUELA, TIO Y DEMÁS FAMILIARES, por estar

pendiente de mí, deseando siempre, cosas buenas para mi futuro.

A LA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA, por

contribuir en mi formación, académica.

A MIS AMIGAS Kreilys Rodríguez, Yoselin González; a mis casi hermanas

que encontré en la etapa del liceo: Aurisel Albornoz, Ariani Avendaño, Stefany

Villarroel, Karen Arellano y Marlexis Romero, por todo el cariño y ayuda brindada

desde que las conozco las quiero mucho a todas.

A las personas que quiero porque de alguna u otra manera siempre me

apoyaron con su cariño, a mis cuñados Alejandra Díaz, Alexander González, mis

tios por parte de mi novio Teresita Herrera, Sr. José Humberto Herrara y Mineisath

Pimentel a ustedes muchas gracias por siempre estar allí con sus atenciones y

amor.

v

AL PROFESOR ALI MATOS, por su asesoría académica, que hizo posible la

realización de este trabajo de investigación.

A LA EMPRESA PDVSA PETROCEDEÑO, y su personal, por permitirme

desarrollar este proyecto en sus instalaciones, en especial al Sr. Ramón González,

Isaías Soler y Jhoan Robles mis tutores industriales, por toda su orientación y

paciencia en el desarrollo de la pasantía, al Sr. José Gil, al Ingeniero José

Mayattis por sus recomendaciones, al resto del personal de Equipos Dinámicos y

Eléctrico por toda su colaboración.

A Todos, Muchas Gracias…

vi

INDICE GENERAL

DEDICATORIA ............................................................................................... iii

AGRADECIMIENTOS ..................................................................................... iv

Resumen ........................................................................................................ xi

INTRODUCCION ............................................................................................ 1

DESARROLLO DE LA PASANTIA ................................................................. 4

1.- Descripción de la Empresa ..................................................................... 4

2.- Situación Problema .............................................................................. 12

3.- Objetivos de la Investigación ................................................................ 15

4.- Cronograma de Actividades ................................................................. 16

5.- Procedimiento Metodológico ................................................................ 17

6.- Alcance y Limitaciones ......................................................................... 39

7.- Logros Obtenidos ................................................................................. 40

8.- Aportes Dados a la Empresa ................................................................ 42

9.- Conocimientos Teóricos y Prácticos Adquiridos ................................... 75

Glosario de Términos ................................................................................ 95

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................................ 99

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................... 102

APENDICES ............................................................................................... 103

APENDICE A: Instructivo general completo de las bombas de Reinyección

de Agua a Pozo P-3920. (Ver en siguiente página). ................................ 104

vii

INDICE DE FIGURAS

Figura 1 Ubicación Geográfica de la Empresa…………………………… 11

Figura 2 Organigrama de la Empresa……………………………………... 13

Figura 3 Tren de Producción (A) Visualizado desde Programa SCADA. 15

Figura 4 Organigrama del Departamento de Ingeniería de

Mantenimiento………………………………………………………………... 17

Figura 5 Logotipo de PDVSA Petrocedeño……………………………….. 17

Figura 6 Bombas de Reinyección de Agua P-3920-A…………………… 49

Figura 7 Bombas de Reinyección de Agua P-3920-A/B Vista desde

Programa Pi Process Book………………………………………………… 50

Figura 8 Ubicación Bombas de Reinyección de Agua a Pozo

P-3920-A/B en la Estación Principal………………………………………. 50

Figura 9 Diagrama Entrada Proceso Salida Bombas P-3920-A/B……... 52

Figura10 Diagrama Entrada Proceso Salida Ubicado en las Bombas

P-3920-A/B…………………………………………………………………… 53

Figura 11 Instructivo Simplificado de Inspecciones Predictivas………… 75




Figura 15 Evolución del Mantenimiento Industrial……………………….. 82

Figura 16 Diagrama Entrada-Proceso-Salida…………………………….. 85

Figura 17 Equipo Natural de Trabajo (ENT)……………………………… 86

Figura 18 Esquema General para la Aplicación del Análisis de

Criticidad………………………………………………………………………. 87

Figura 19 Puntos de Inspección Integral de la Maquinaria……………… 92

Figura 20 Aspecto Visual de un Aceite en Deterioro…………………….. 96

Figura 21 Bomba Centrifugas Fuente: PDVSA Petrocedeño………….. 99

Figura 22 Bomba Centrifugas Multi-etapas ……………………………… 100

viii

INDICE DE GRAFICAS

Gráfica 1 Representación de la Jerarquización Mediante Barras…...... 40

Gráfica 2 Representación de las Fallas por su N° de Ocurrencia…….. 55

Gráfica 3 Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de

Agua a Pozo P-3920-A desde el Año 2010 Hasta 2012………………. 57

Gráfica 4 Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de

Agua a Pozo P-3920-B desde el Año 2010 Hasta 2012………………. 58

Gráfica 5 Equipo con Mayor Ocurrencia de Fallas en el Periodo

Comprendido entre el Año 2010 y 2012…………………………………. 59

Gráfica 6 Jerarquización Mediante Barras la Criticidad de los

Componentes de las Bombas P-3920 con los Resultados Obtenidos

en la Tabla 24………………………………………………………………. 66

ix

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Plan de Trabajo…………………………………………………….. 22 Tabla 2 Población de Equipos en la Investigación………………………. 26 Tabla 3 Integrantes y Función del Equipo Natural de Trabajo…………. 31 Tabla 4 Criterios Evaluados en la Matriz de Criticidad de Ciliberti……... 33 Tabla 5 Estructura de la Tabla de Criticidad de Ciliberti………………… 33 Tabla 6 Evaluación de Criticidad de Ciliberti…………………………….. 34 Tabla 7 Ubicación de los Resultados en la Matriz de Criticidad………... 35 Tabla 8 Criterios y Evaluación del Método de Factores Ponderados…. 37 Tabla 9 Factor de Criticidad por Elemento, Intersección y Nivel de Criticidad………………………………………………………………………. 38 Tabla 10 Matriz de Criticidad del Método de Factores Ponderados…… 39 Tabla 11 Lista de Jerarquización ………………………………………….. 40 Tabla 12 Formato para Análisis de Modos y Efectos de Falla (AMEF)... 41 Tabla 13 Recomendación de la Empresa GTS CONFIABILIDAD para la Selección de Tecnologías Predictivas……………………………. 43 Tabla 14 Ficha Técnica de las Bombas de Reinyección de P-3920-A/B…………………………………………………………………… 51 Tabla 15 Hoja de Data Técnica de las Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A y P-3920-B………. 54 Tabla 16 Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920 Durante 2010 Hasta 2012…………………………. 55 Tabla 17 Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A desde el Año 2010 Hasta 2012…………….. 56 Tabla 18 Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920-B desde el Año 2010 Hasta 2012…………….. 57 Tabla 19 Equipo con Mayor Ocurrencia de Fallas desde el Año 2010 Hasta el 2012……………………………………………………. 59 Tabla 20 Ponderación de los Criterios Evaluados en la Matriz de Criticidad de Ciliberti………………………………………………………… 61 Tabla 21 Datos Obtenidos de la Bomba de Reinyección de Agua P-3920 con la Metodología de Criticidad de Ciliberti……………………. 61 Tabla 22 Ubicación de los Resultados Obtenidos en la Tabla 21 en la Matriz de Criticidad de Ciliberti…………………………………… 62 Tabla 23 Criterios y Evaluación del Método de Factores Ponderados Aplicado a las P-3920-A/B………………………………….. 64 Tabla 24 Factor de Criticidad por Elemento, Intersección y Nivel de Criticidad…………………………………………………………. 65 Tabla 25 Ubicación de los Resultados en la Matriz de Criticidad del Método de Factores Ponderados………………………….

65

Tabla 26 Lista de Jerarquización de los Componentes de las P-3920… 66 Tabla 27 AMEF Realizado a las P-3920…………………………………... 69 Tabla 28 AMEF Realizado a las P-3920…………………………………... 70 Tabla 29 AMEF Realizado a las P-3920………………………………….. 71

x

Tabla 30 Resultados del AMEF Aplicado a las P-3920………………….. 72 Tabla 31 Formato para la Inspección Visual de las Bombas de Reinyección de Agua P-320………………………………….. 79 Tabla 32 Plan de Mantenimiento de las Bombas de Reinyección de Agua P-3920………………………………………………. 80

xi

Plan de Mantenimiento Predictivo para las Bombas de Reinyección de Agua a Pozo (P-3920) de PDVSA Petrocedeño

San Diego de Cabrutica

Autor: Tnlgo. Heilen Guzmán CI: 20.883.980 Profesor Ali A. Matos L UNEG.

Resumen

El presente trabajo de investigación fue realizado en la empresa PDVSA Petrocedeño, ubicada en San Diego de Cabrutica, la cual es una empresa mixta, perteneciente al Estado desde el año 2007, su razón de ser se centra en la exploración, extracción, procesamiento y comercialización de Crudo extrapesado (proveniente de la Faja Petrolífera del Orinoco); dentro de sus instalaciones se llevo a cabo el Plan de Mantenimiento Predictivo a las bombas de Reinyección de Agua a Pozo las P-3920, las cuales son bombas centrifugas encargadas de reinyectar el agua proveniente del proceso de tratamiento del crudo hasta los pozos del yacimiento, ubicados en la parte norte del campo petrolero; con la finalidad de proponer una herramienta para el monitoreo continuo de estos equipos, buscando disminuir las fallas presentadas, paradas imprevistas, minimizar los costos de mantenimiento y crear patrones de comportamiento. Para llevar a cabo la realización del plan primeramente se efectúo un diagnóstico de su entorno operacional, seguidamente se aplicaron análisis de criticidad de Ciliberti y Factores Ponderados , posteriormente se les ejecutó un Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF), el cual sirvió para la selección de las tecnologías predictivas a aplicar a estos equipos rotativos, luego se elaboro el instructivo de inspecciones predictivas en el cual se detallaron y registraron de manera secuencial las actividades que se deben realizar para efectuar las inspecciones predictivas a las P-3920 y finalmente se creó el plan de mantenimiento predictivo teniendo como apoyo y referencia los resultados obtenidos en cada objetivo desarrollado.

Palabras claves: Crudo extrapesado, mantenimiento predictivo.

1

INTRODUCCION

La palabra mantenimiento se emplea para designar las técnicas

utilizadas para asegurar el correcto y continuo uso de equipos, maquinarias,

instalaciones y servicios. Durante la revolución industrial el mantenimiento

era correctivo (de urgencia), los accidentes y pérdidas que ocasionaron las

primeras calderas y la apremiante intervención de las aseguradoras

exigiendo mayores y mejores cuidados, proporcionaron la aparición de

talleres mecánicos. A partir de 1925, se hace patente en la industria

americana la necesidad de organizar el mantenimiento con una base

científica. Se empieza a pensar en la conveniencia de reparar antes de que

se produzca el desgaste, para evitar interrupciones en el proceso productivo,

con lo que surge el concepto del mantenimiento Preventivo. A partir de los

años sesenta, con el desarrollo de la industria electrónica, espacial y

aeronáutica, aparece el mantenimiento Predictivo, por el cual la intervención

no depende ya del tiempo de funcionamiento sino del estado o condición

efectiva del equipo o sus elementos y de la fiabilidad determinada del

sistema.

Con el avance tecnológico vivido en la actualidad, las empresas se ven

influenciadas de manera determinante por la electrónica, la automática y las

telecomunicaciones, exigiendo mayor preparación en el personal, no sólo

desde el punto de vista de la operación de la maquinaria, sino desde el punto

de vista del mantenimiento industrial.

La realidad es matizada por la enorme necesidad de explotar eficaz y

eficientemente la maquinaria instalada y elevar a niveles superiores la

actividad del mantenimiento. Es decir, la Industria tiene que distinguirse por

una correcta explotación y un mantenimiento eficaz. En otras palabras, la

2

operación correcta y el mantenimiento oportuno constituyen vías decisivas

para cuidar lo que se tiene.

El mantenimiento predictivo es una técnica para pronósticar el punto

futuro de falla de una maquina o sus componentes; el mismo consiste en

realizar mediciones sistemáticas de las variables operacionales de una

maquinaria o equipo industrial. Al monitorear mediante inspecciones

periódicas y parámetros claves su desempeño como: variables

operacionales, niveles de vibraciones, ruidos ultrasónicos, estado de

lubricantes, tiempo entre fallas, es posible obtener patrones o señales que al

analizarlas permiten determinar la condición del equipo para así de esta

manera poder planificar actividades de mantenimiento especificas y

programar el momento oportuno para la intervención del activo, antes de que

las fallas representen un riesgo para la seguridad personal, el ambiente, la

integridad de los equipos garantizando la continuidad del proceso productivo.

En la sección de Equipos Dinámicos perteneciente al departamento de

Ingeniería de Mantenimiento, que integra la Gerencia de Mantenimiento de

PDVSA Petrocedeño, se ha propuesto implantar un plan de mantenimiento

predictivo conjuntamente con su instructivo a las bombas de Reinyección de

Agua a Pozo P-3920-A/B, con el propósito de lograr una disminución en los

costos de mantenimiento, reducción de fallas inesperadas, mejorar la

continuidad operacional así como las actividades de mantenimiento

preventivo rutinario, incrementar el tiempo entre falla, y por ende la

efectividad de estos activos rotativos.

Este trabajo de investigación está constituido por la Dedicatoria, los

Agradecimientos, el Resumen del trabajo realizado, la Introducción, el

Desarrollo de la Pasantía el cual está estructurado en nueve (9) secciones:

1.- Descripción de la Empresa; 2.- Situación Problema; 3.- los Objetivos de la

Investigación; 4.- el Cronograma de las Actividades; 5.- Procedimiento

3

Metodológico; 6.- Alcance y las Limitaciones; 7.- los Logros Obtenidos;

8.- Aportes Dados a la Empresa; 9.- Conocimientos Teóricos y Prácticos

Adquiridos; Conclusiones , Recomendaciones; Bibliografía y el Apéndice.

4

DESARROLLO DE LA PASANTIA

1.- Descripción de la Empresa

Razón social y nombre de la empresa

La empresa está registrada bajo el nombre PDVSA Petrocedeño cuyo

RIF es J-29531871-5. PDVSA Petrocedeño, es una operadora petrolera que

maneja de forma integrada la producción, mejoramiento y comercialización

de crudos pesados de la Faja Petrolífera del Orinoco. Es una empresa mixta

la cual está conformada por tres empresas; Petróleos de Venezuela

Sociedad Anónima (PDVSA) tiene la mayoría de las acciones con un 60%,

TOTAL de Francia un 30,3%, y Statoilhydro de Noruega con 9,7%.

Se encuentra en el bloque cinco de la División Junín en la Faja

petrolífera del Orinoco; cuenta con oficinas en el Complejo Mejorador Jose

Antonio Anzoátegui, edificios administrativos en Pariaguán, Puerto la Cruz,

Caracas y las inmediaciones de la Estación Principal en el bloque operativo

de San Diego de Cabrutica; municipio José Gregorio Monagas del estado

Anzoátegui, donde abarca una superficie de 50.425 Hectáreas. La capacidad

instalada de la planta es para: 210 mil barriles por día (MBPD) de crudo

extra-pesado a 16° API. Ver figura 1.

Cuenta con cuatro troncales principales de tubería, las cuales son las

encargadas de llevar el crudo desde las macollas hasta la Planta Principal,

en campo cuenta con 39 macollas que tienen de 4 a 44 pozos, 453 pozos

horizontales, puestos en marcha con Bombas de Cavidad Progresiva (BCP)

mediante levantamiento artificial.

5

Figura 1 Ubicación Geográfica de la Empresa

Fuente: PDVSA Petrocedeño

Misión de la empresa

Por medio de su participación en el desarrollo de la Faja del Orinoco, la

misión de PDVSA Petrocedeño es maximizar el valor de los accionistas

mediante la mejora continua en el desempeño de sus operaciones, mientras

genera beneficios para Venezuela y mejora el desarrollo de las comunidades

locales donde PDVSA Petrocedeño está presente.

Visión de la empresa

La visión consiste en una serie de afirmaciones seleccionadas que

describen a donde se quiere llegar y que se espera tanto de PDVSA

Petrocedeño como de sus empleados para poder alcanzar la misión.

PDVSA Petrocedeño será reconocida como la compañía líder en la

producción y mejoramiento de crudo pesado, además tendrá un

desempeño superior al de otras compañías (y asociaciones)

comparables de crudo pesado en indicadores específicos.

6

PDVSA Petrocedeño será una compañía de mejoras continuas, la cual

proveerá a sus empleados un ambiente retador y dentro de una

organización para el aprendizaje.

Objetivos de la empresa

Objetivos corporativos (Externos)

Desarrollar y producir por lo menos 2.53 millardos de barriles de Crudo

Extra Pesado durante los 35 años de vida de la Asociación de

Petrocedeño.

Mejorar y manufacturar por lo menos 2.23 millardos de barriles de

crudo de 30-32° API, mientras se mantiene una posición en el

cuadrante superior, con respecto a competidores específicos en los

principales indicadores de desempeño.

Objetivos corporativos (Internos)

Reclutar, entrenar, desarrollar y comprometer a los empleados

Petrocedeño necesarios para sus operaciones.

Maximizar el contenido venezolano en todas las actividades de

Petrocedeño siempre y cuando exista disponibilidad y competitividad.

Organigrama de la empresa

En la figura 2 se muestra un detalle de las principales unidades

organizativas relacionadas con la presente pasantía.

7

Figura 2 Organigrama de la Empresa

Sub. Ger. Tec Y Operación

Gerente de Proyecto MSUP

Gerente de Proyec. Bor

Gerente de Parada Mayor

Gerente Tec. y (Optimización)

Presidente

Gerente de auditoria

Gerente de POP

Gerente General

Gerente de Legal

Gerente de desarrollo

sustentable

Gerente de Asuntos Públicos

Gerente de Planificación

Gerente de SIAHO

Gerente de Ing. Costo

Gerente de RRHH

Gerente de División Producción

Gerente DIR. Mejoramiento

Sub Ger. Admón. y finanzas

Gerente Operacional

Mejoramiento

Gerente de Finanzas

Gerente de Procura

Gerente de operaciones

Gerente de Contrataciones

Gerente de Mantto Gerente de

A.I.T

Gerente de Serv. Tec Gerente de

Mercadeo

Gerente de Petróleo

Gerente de

Explotación

Ger. Tec. Y Operac a

Pozos

Gerente de Distrito

Gerente Ing. y

Construcción

(producción)

Gerente Ing. y Construcción (Mejorador)

8


Proceso Productivo de la Empresa

El proceso productivo se lleva a cabo de la forma siguiente: se bombea

diluente desde el tanque T-3101 ubicado en la planta principal, a cada

macolla. Las Bombas de Cavidad Progresiva (BCP) suben el crudo extraído

hasta el múltiple (cañón de succión), donde según la macolla será llevada

hasta la Bomba Multifásica (MPP), la cual le da más presión e ingresa el

crudo, agua, y gas hacia las troncales. De las troncales se hace la recepción

en la planta principal en los Slug Cachers D-3001A/B, el cual separa parte

del gas que trae el fluido multifásico; mientras que el crudo y el agua son

bombeados a la siguiente etapa donde han de pasar por los pre-calentadores

Agua-Crudo E-3001C-F, y luego los Intercambiadores Crudo - Crudo E-3003

A-H.

De esta etapa es enviada a los hornos de Calentamiento H-3001A/B a

través de las bombas P-3001 A-F; hornos que mejoran la viscosidad del

crudo, y envía a los separadores de Alta Temperatura D-3007A/B; de aquí es

enviado a los deshidratadores electrostáticos D-3004 A-D, a través de las

bombas P-3005-A-F.

Luego se realiza el bombeo de crudo diluido mediante las bombas

P-3002 A/B/S hasta la Mejorador en Jose. Ver imagen del proceso productivo

tomada desde el programa SCADA en la figura 3.

Las especificaciones del crudo a exportación que se genera en la planta

de Petrocedeño son:

o Corte de agua y sedimentos: ≤ 2 %

o Presión: 21 Bar

o Temperatura: 89 ºC

o Gravedad API: 16º

o Presión de Vapor: 0,74 – 0,76 bar

9

Figura 3 Tren de Producción (A) Visualizado desde el Programa SCADA


Departamento de Ingeniería de Mantenimiento

El departamento de Ingeniería de Mantenimiento contempla, 5 áreas de

trabajo:

Ingeniería Equipos Dinámicos.

Ingeniería Equipo Estáticos.

Ingeniería de corrosión.

Ingeniería de Planificación y Proyecto.

Ingeniería de Confiabilidad.

Este departamento es responsable por la ingeniería de mantenimiento

en sitio y por los planes de mantenimiento predictivo de las instalaciones.

Coordinan servicios especializados que normalmente el departamento de

Mantenimiento Operacional no puede ejecutar.

10

Funciones del Departamento

Definir, aplicar y controlar los planes de mantenimiento predictivo de

las instalaciones de Petrocedeño producción.

Coordinar en sitio servicios especializados de mantenimiento.

Definir y coordinar los tipos de mantenimiento a ser aplicado en las

instalaciones.

Coordinar asistencia técnica en el área de Ingeniería de

Mantenimiento.

Definir la capacidad de mantenimiento para equipos e instalaciones

con el fin de mejorar su desempeño y seguridad.

Realizar seguimiento de mantenimiento preventivo.

Objetivo del Departamento

El objetivo del departamento de Ingeniería de Mantenimiento es ofrecer

una visión global de la gestión de mantenimiento y estructura funcional de las

diferentes especialidades a fin de que se conozca como son conducidas las

actividades diarias en el área de producción de PDVSA Petrocedeño. Ver

organigrama del departamento en la figura 4 y logotipo de la empresa en la

figura 5.

11

Figura 4 Organigrama del Departamento de Ingeniería de Mantenimiento

Fuente: Elaboración Propia

En la figura 5 se incorpora el logotipo de la empresa para ayudar en su

visualización como unidad de estudio propia de este trabajo:

Figura 5 Logotipo de PDVSA Petrocedeño


12

2.- Situación Problema

PDVSA Petrocedeño es una operadora petrolera que maneja de forma

integrada la exploración, extracción, producción, mejoramiento y

comercialización de crudo pesado de la Faja Petrolífera del Orinoco. Es una

empresa mixta integrada por tres empresas: Petróleos de Venezuela

Sociedad Anónima (PDVSA) la cual tiene la mayoría de las acciones con un

(60%), TOTAL de Francia un (30,3%) y Statoilhydro de Noruega con (9,7%),

PDVSA Petrocedeño nace en la última nacionalización del petróleo realizada

en el año 2007 durante el mandato del presidente Hugo Chávez,

antiguamente conocida como Sincrudos de Oriente (SINCOR); desde

entonces la empresa se ha comprometido a maximizar el valor de los

accionistas mediante el incremento continuo del desempeño de sus

operaciones, mientras genera beneficios para Venezuela y mejora el

desarrollo de las comunidades locales donde está presente. Por otro lado

cabe señalar que en su estructura organizativa se encuentra la Gerencia de

Mantenimiento, conformada por dos Superintendencias: la de Ingeniería de

Mantenimiento y Mantenimiento Operacional.

De las Superintendencias mencionadas, es de resaltar que la de

Ingeniería de Mantenimiento tiene como función: definir, aplicar y controlar

los planes de mantenimiento predictivo de los activos de PDVSA

Petrocedeño producción, coordinando servicios especializados que

normalmente el departamento de Mantenimiento Operacional no puede

ejecutar.

Unos de los equipos pertenecientes al proceso productivo de la empresa

son las bombas de Reinyección de Agua a Pozo (P-3920) ubicadas en planta

de tratamiento de agua zona 10; durante el tratamiento del crudo, el agua

que se va extrayendo es procesada en planta de tratamiento de agua donde

se le extraen las trazas de crudo que pueden estar presentes aun. Una vez

13

tratada el agua, esta se almacena en el tanque T-3920 de allí pasa a las

bombas P-3920-A y P-3920-B las cuales son las encargadas de transportar

esta agua hasta los pozos profundos del yacimiento, estos pozos profundos

son 7 y actualmente están activos 3 identificados en la empresa como FX01,

FX04 y OX01 ubicados en la zona norte del campo petrolero.

Estas bombas han venido presentando fallas en su funcionamiento, tales

como: altas vibraciones, desgaste de los componentes internos (sellos

mecánicos, rodamientos, bridas, cojinetes entre otros) y obstrucción en los

filtros de succión.

De los problemas anteriormente mencionados se originan los siguientes

eventos:

Pérdidas en su eficiencia, por disminución de diferencial de presión.

Altas vibraciones por condiciones operacionales.

Altas vibraciones por desgaste de elementos internos.

Fugas de fluido por sellos mecánicos y tuberías del sistema de

sellado.

Paradas imprevistas de la bomba por altas temperaturas.

Las posibles causas de estos eventos pueden proceder de la falta de

mantenimiento, incumplimiento en la frecuencia con que debería realizarse

las inspecciones o el mantenimiento y/o condiciones de operación

inadecuadas del equipo.

De continuar estas circunstancias se estaría afectando el proceso

productivo de PDVSA Petrocedeño, ya que el agua que se logra extraer del

crudo necesita ser tratada y devuelta al proceso, debido a que la empresa

solo cuenta con un tanque de almacenamiento de agua temporal, el cual no

14

puede exceder su límite de volumen permitido de 35.015 BBL (5566,94 m³ ) y

se tendría que disminuir la producción al no tener donde depositar el agua

extraída del mismo, actualmente en la empresa por cada barril de petróleo

que se extrae se obtiene 1 barril de agua aproximadamente, cada bomba

tiene una capacidad máxima de procesar 60.000 barriles de agua por día lo

que indica que si ambas trabajan simultáneamente pueden manejar un

caudal de 120.000 barriles de agua por día, con relación a la cantidad de

crudo que se extrae diariamente 140.000 barriles aproximadamente lo que

indica que por lo general supera el caudal máximo de bombeo de este

sistema.

Con lo expuesto anteriormente se plantea como situación deseada que

el departamento de Ingeniería de Mantenimiento disponga de un plan de

mantenimiento predictivo aplicable a las bombas P-3920-A y P-3920-B para

evitar paradas imprevistas e interrupción de la continuidad operacional;

adicionalmente se deben realizar los instructivos de inspecciones predictivas

del equipo (inspección de vibraciones, termografía infrarroja, análisis y toma

de muestra de aceites usados, inspección visual) con la finalidad de registrar

las actividades de mantenimiento predictivo que se le realizan a estos

equipos; con la implementación del plan de mantenimiento predictivo e

instructivo se espera disminuir las cantidades de fallas en los activos, al

poder llevar un monitoreo continúo y crear patrones de comportamiento,

evitando así presentar perdidas de producción y económicas.

15

3.- Objetivos de la Investigación

Objetivo general

Realizar un plan de mantenimiento predictivo para las bombas de

Reinyección de Agua a Pozo (P-3920) de PDVSA Petrocedeño.

Objetivos específicos

1. Diagnósticar la situación actual del entorno operacional de las bombas de

Reinyección de Agua a Pozo.

2. Jerarquizar mediante un estudio de confiabilidad operacional la condición

de las bombas de Reinyección de Agua a Pozo y sus componentes.

3. Determinar los Modos y Efectos de Fallas (AMEF) a los componentes de

las bombas de Reinyección de Agua a Pozo.

4. Elaborar el instructivo para las inspecciones predictivas de bombas de

Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A/B.

5. Realizar el plan de mantenimiento predictivo para las bombas de


16

4.- Cronograma de Actividades

En la Tabla 1 se muestra el Plan de Trabajo diseñado en conjunto con los tutores Académico e Industrial para el desarrollo de la pasantía, iniciándose el 14 de mayo de 2012 y culminado el 10 de septiembre de 2012

ACTIVIDADES SEMANAS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Charla de seguridad. Entrega de EPP. Asignación de tema y tutor industrial. Revisión de fuentes bibliográficas.

Visita a planta para conocer el proceso de producción. Visita a las bombas asignadas. Levantamiento de información mediante entrevistas para conocer los componentes de las bombas de Reinyección de Agua P-3920.

Realizar entrevista al personal de Ing. de Mantenimiento para conocer el proceso de funcionamiento interno de las bombas de Reinyección de Agua P-3920.Relizar ficha técnica. Realizar diagrama EPS.

Recabar información de las actividades de mantenimiento predictivas realizadas a la P-3920-A/B. Adiestramiento para el uso de equipos de monitoreo predictivo.

Elaborar hoja de data técnica y graficas para conocer las fallas presentadas por las P-3920-A/B durante el periodo estudiado. Conformación del Equipo Natural de Trabajo (ENT).

Realizar entrevista al Equipo natural de trabajo. Realizar análisis de criticidad a las P-3920 y sus componentes. Presentación del primer avance Superintendente de mantenimiento.

Elaboración de Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF).

Levantamiento de información para del proceso de monitoreo realizado a las bombas P-3920-A/B. Elaboración del instructivo de inspecciones predictivas a las P-3920-A/B según norma PDVSA. Revisión del instructivo por parte del tutor industrial.

Realizar el plan de mantenimiento predictivo para las bombas de Reinyección de Agua P-3920-A/B. Revisión del plan de mantenimiento predictivo por parte del tutor industrial.

Revisión del informe final por parte del tutor industrial. Presentación del trabajo realizado al Gerente, Superintendente y personal de Ing. De mantenimiento.

Tabla 1 Plan de Trabajo. Fuente: Elaboración Propia

17

5.- Procedimiento Metodológico

Tipo de Investigación

La investigación es un proceso que mediante la aplicación del método

científico, procura obtener información relevante y fidedigna, para entender,

verificar, corregir o aplicar conocimiento. Para obtener algún resultado de

manera clara y precisa es necesario aplicar un tipo de investigación.

Según Cervo y Bervian (1989), “Se define la investigación como una

actividad encaminada a la solución de problemas. Su objetivo consiste en

hallar respuestas a preguntas mediante el empleo de procesos científicos”.

(Pág.41).

Con el propósito de lograr los objetivos planteados, se planifico la

investigación del problema, tomando tres factores fundamentales:

Nivel de la Investigación

Según Dankhe (1986), citado por Hernández Sampieri y otros (2001),

establece: “Los estudios descriptivos buscan especificar las propiedades

importantes de personas, grupos, comunidades o cualquier otro fenómeno

que sea sometido a análisis. Miden o evalúan diversos aspectos,

dimensiones o componentes del fenómeno o fenómenos a investigar”.

(Pág. 60).

Con lo enunciado por los autores, se deduce que el nivel de

investigación de este trabajo es Descriptiva porque se detallan las

condiciones actuales de las bombas de Reinyección de Agua a Pozo

abarcando su descripción, características, datos operacionales y registros del

equipo para poder tener una mejor interpretación del problema actual.

18

Diseño de la Investigación

Según Arias (2004), “El diseño es la estrategia adoptada por el

investigador para responder el problema planteado”. (Pág.47).

En este caso está investigación se enfoca en las modalidades

documental y de campo.

Según Arias (2004), “La investigación documental es un proceso basado

en la búsqueda, recuperación, análisis, critica e interpretación de datos

secundarios, es decir, los obtenidos y registrados por otros investigadores en

fuentes documentales: impresas, audiovisuales o electrónicas”. (Pág. 27).

Para el caso de la investigación de campo Arias (2004), expresa lo

siguiente:

La investigación de campo es aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos (datos primarios), sin manipular o controlar variable alguna, es decir, el investigador obtiene la información pero no altera las condiciones existentes. (Pág.79).

Esta investigación es documental, ya que se basa en el uso de textos de

mantenimiento industrial, manuales y guías de PDVSA, normas ISO 10816,

API 610, registros, tesis de pre-grado realizadas en la Universidad Gran

Mariscal de Ayacucho, en la Universidad de Oriente y otros que respaldan

los fundamentos teóricos para la solución del problema.

En cuanto al diseño de campo, está relacionado con la investigación

porque los problemas se describen, se analizan en forma directa, utilizando

métodos y técnicas para inspeccionar las bombas de reinyección de agua,

observar sus condiciones y plantear posibles soluciones.

19

Propósito de la Investigación

El propósito de esta investigación es aplicada, debido a que se

encuentra encaminada a proponer un plan de mantenimiento predictivo a las

bombas P-3920-A/B, para mejorar la eficiencia del equipo, su disponibilidad

y productividad.

De acuerdo con Tamayo M. (2004), “La investigación aplicada es el

estudio y aplicación de la investigación a problemas concretos, en

circunstancias y características concretas, esta forma de investigación se

dirige a su aplicación inmediata y no al desarrollo de teorías”. (Pág.43).

Población y Muestra

Según Arias (2004), expresa sobre la población lo siguiente:

La población o en términos de población objetivo, es un conjunto finito o infinito de elementos con características comunes para las cuales serán extensivas las conclusiones de la investigación. Esta queda limitada por el problema y por los objetivos de estudio. (Pág.81).

Mientras que la muestra Arias (2004), “La muestra es un subconjunto

representativo y finito que se extrae de la población”. (Pág. 83).

El desarrollo de esta investigación, se efectúo en la empresa PDVSA

Petrocedeño, división Junín ubicada en San Diego de Cabrutica, esta

investigación posee dos tipos de poblaciones, una población humana

representada por el personal de las áreas de Ingeniería de Mantenimiento,

de Mantenimiento Operacional, Personal de Operaciones y el equipo natural

de trabajo por tal motivo se considera como población finita, estos fueron

entrevistados con el objeto de recolectar información técnica necesaria para

20

el estudio, y la población de equipos, representada por el activo físico P-3920

y sus componentes.

La muestra humana se consideró igual a la población analizada, ya que

esta es relativamente pequeña y representativa del estudio. Por tal motivo se

considera una muestra intencional no probabilística. La muestra de equipos

está representada por las bombas P-3920 y los motores PM-3920 asignadas

para la realización del plan de mantenimiento predictivo.

Tabla 2 Población de Equipos en la Investigación.


Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

Según Arias (2004), deduce, “Se entenderá por técnica, el procedimiento

o forma particular de obtener datos e información. (Pág. 67).

Para la realización de este trabajo se obtuvieron y manipularon una gran

cantidad de información, para lograr el cumplimiento de los objetivos

planteados. La información recabada fue de carácter teórica y práctica, para

así lograr elaborar el plan de mantenimiento predictivo propuesto para las

21

bombas de reinyección de agua entre las técnicas empleadas en la

recolección de datos se encuentran:

Recopilación Bibliográfica

Se utilizo durante toda la ejecución de la investigación, se consultó

material bibliográfico y documental que se manejó como soporte técnico en

la realización de este proyecto.

Observaciones Directas e Indirectas

Se realizaron observaciones directas para recolectar información

referente a la ubicación física, situación estructural, operatividad de las

P-3920 y condiciones generales. Bajo esta técnica también se manejó la

observación indirecta debido a que se tomaron informaciones de

observaciones ejecutadas anteriormente por el personal de Ingeniería de

Mantenimiento y Mantenimiento Operacional, como lo es el caso de los

reportes de estos departamentos. Esta técnica contribuyó significativamente

en la descripción del diagnóstico de la situación actual del sistema.

Se utilizó como técnica para identificar y describir los elementos que

conforman las bombas de reinyección de agua

Entrevistas No Estructuradas al Personal

Técnica fundamental para el desarrollo de la investigación, consistió en

un dialogo o conversación, donde la información suministrada por parte de

los entrevistados tanto en las áreas de Mantenimiento, Operaciones y con el

ENT, consolidó la investigación y permitió conocer el funcionamiento de los

equipos, las fallas de los equipos, las actividades que se realizan, las

opiniones para la toma de decisiones, entre otros.

La entrevista no estructurada o informal “es una modalidad donde no se

dispone de una guía de preguntas elaboradas previamente. Sin embargo, se

22

orienta por unos objetivos preestablecidos, lo que permite definir el tema de

la entrevista”. (Fidias G. Arias, 2006, Pág. 74).

Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos

La Descripción: esta técnica, detalló los resultados de las

observaciones realizadas, para analizar el sistema en estudio tanto en

el área operacional, de mantenimiento operacional e ingeniería de

mantenimiento, con miras a la resolución de los objetivos.

Gráficas: se utilizaron para facilitar la explicación, análisis e

interpretación de los datos y resultados de mantenimiento. Para

aplicar esta técnica se utilizaron gráficas circulares y de barras.

Diagrama Entrada – Proceso – Salida: se utilizo esta técnica para

conocer el funcionamiento operacional (factores, insumos, etc.) de las

bombas de Reinyección de Agua P-3920. Con la finalidad de conocer

el entorno en el cual se desempeñan.

Análisis de Criticidad: esta metodología, permitió en primera

instancia conocer el estado de criticidad de las bombas P-3920 y

jerarquizar sus componentes en función de su criticidad, es decir

según el impacto que producen a nivel de producción, operaciones,

seguridad y medio ambiente.

Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF): mediante este

análisis se realizó un estudio exhaustivo de las causas más probables

que generan una falla al equipo, así como los efectos que dicho

evento puede ocasionar al proceso de producción y los mecanismos

que generan estas fallas. El AMEF sirvió de base para la generación

de las actividades y frecuencias de mantenimiento predictivo

empleadas para la realización del plan, así como sugerencias de

23

actividades para las áreas que aplican el mantenimiento preventivo,

correctivo entre otros.

Instrumentos de Recolección y Análisis de Datos

Para (Arias, 2004) en relación a los instrumentos expresa lo siguiente:

“Un instrumento de recolección de datos es cualquier recurso, dispositivo o

formato (en papel o digital), que se utiliza para obtener, registrar o almacenar

información”. (Pág. 69).

Equipos:

Cámara Termografica.

Anemómetro.

La computadora como equipo primordial para la elaboración de este

Trabajo, con el acceso a Programas como: Microsoft Office Word 2007,

Microsoft Office Excel 2007, Microsoft Office PowerPoint 2007, Paint.

Pendrive.

Impresora.

Pirómetro.

Medidor de vibraciones CSI 2130-EMERSON PROCCES MANAGMENT.

Protección Personal:

Botas, casco, lentes, guantes, braga ignífuga, detector de H2S. Materiales:

Manuales técnicos de PDVSA.

Normas COVENIN, ISO, API.

Documentos bibliográficos.

Artículos de oficina: lápices, hojas, borradores, engrapadora y

marcadores.

24

Etapas de la Investigación

Etapa I: Revisión Bibliográfica

Esta primera etapa se basó principalmente en la recopilación de toda

aquella información relacionada con el tema, para lograr el cumplimiento de

los objetivos y alcanzar bases teóricas necesarias. Se seleccionó información

centrada en los siguientes tópicos: mantenimiento predictivo, Análisis de

Criticidad (AC), Equipo Natural de Trabajo (ENT), Diagrama Entrada Proceso

Salida (EPS) y Análisis de Modos y Efecto de Fallas (AMEF), bombas

centrifugas, elementos que conforman el equipo. La indagación se apoyó en

consultar: libros, revistas científicas, documentos técnicos, tesis de grados

presentados en la Universidad de Oriente, la Universidad Gran Mariscal de

Ayacucho, manuales, normas PDVSA e Internet.

Etapa II: Diagnóstico de la Situación Actual del Equipo en Estudio

En esta etapa se realizo la búsqueda de la información de las bombas de

Reinyección de Agua a Pozo para realizar la descripción del estado actual, a

nivel físico, mecánico y operacional, en la que se encuentran dichos equipos.

Para lograr esto, se emplearon técnicas como la observación directa de los

activos en su entorno operacional, entrevistas con el personal de Ingeniería

de Mantenimiento, Mantenimiento Operacional, Operadores y revisión del

manual del fabricante de las bombas, revisión de variables de proceso,

información documentada que tenía el departamento entre otros. Estos datos

fueron utilizados para la realización de la ficha técnica, diagrama Entrada

Proceso y Salida (EPS).

Etapa III: Conformación del Equipo Natural de Trabajo

En esta etapa se conformó el Equipo Natural de Trabajo en PDVSA

Petrocedeño, Distrito Cabrutica, con la responsabilidad de ayudar a la toma

25

de decisiones y asesorar, durante la realización del trabajo de investigación

para conocer características operacionales documentadas y no

documentadas que los mismos tienen de acuerdo a la experiencia adquirida

en los años de servicio en la empresa. Este grupo de personas contribuyo al

logro de los objetivos planteados. Quedando conformado de la siguiente

manera:

Tabla 3. Integrantes y Función del Equipo Natural de Trabajo.


Etapa IV: Análisis de Criticidad de la bomba de Reinyección de

Agua a Pozo y Jerarquización de sus Componentes

En esta etapa se creó una data técnica en Microsoft Excel para registrar

las fallas parciales y funcionales presentadas por las P-3920-A/B, para luego

determinar la criticidad del activo y sus componentes, fue necesario aplicar,

inicialmente, un análisis de criticidad para determinar cuan criticas son las

bombas para la empresa y su proceso productivo, se evaluaron como:

críticas, medianamente criticas y no críticas; luego se le realizo a sus

componentes para así conocer la criticidad según su estructura física y

enfocar los estudios y actividades de mantenimiento predictivas hacia los

elementos que lo ameriten. Para esto, se tomaron en cuenta dos

26

metodologías: La matriz de criticidad de Ciliberti y el método de los Factores

Ponderados.

La Matriz de Criticidad de Ciliberti

La matriz de criticidad de Ciliberti es un método semicuantitativo que

determina las consecuencias potenciales asociadas a un equipo específico y

la probabilidad de ocurrencia que ésta pueda tener tanto en cuanto a

seguridad y ambiente (impacto en SHA), frecuencia de falla (FF), impacto

operacional (IO), costos de mantenimientos (CM) y flexibilidad operacional

(FO), mediante la ponderación de cada una de los criterios evaluados.

Esta metodología construye una matriz con las ponderaciones dadas a

cada factor desde la óptica de proceso, producción, ambiente y seguridad

personal, basada en datos reales; conformando una matriz global para

obtener la criticidad total del equipo bajo análisis, el procedimiento es el

siguiente:

1. Se definen los factores a evaluar para determinar el impacto en las

diferentes áreas del ámbito operacional.

2. Se define los rangos de aplicación para cada uno de los factores de

acuerdo a los intereses de la organización, para calcular el impacto de

cada una de las áreas.

27

Tabla 4 Criterios Evaluados en la Matriz de Criticidad de Ciliberti


3. Se plantea la matriz global de evaluación.

4. Se ponderan los factores evaluados y se estima el impacto en función

a una escala de valores mostrada en la tabla 4.

Tabla 5 Estructura de la Tabla de Criticidad de Ciliberti


5. Se realiza el cálculo de la consecuencia y el nivel de criticidad,

mediante la utilización de la siguiente fórmulas:

28

6. Se redondea la consecuencia a su valor más cercano por encima.

7. Se interceptan los valores obtenidos en la frecuencia y el valor de

consecuencia redondeada para así obtener la criticidad del equipo.

Tabla 6 Evaluación de Criticidad de Ciliberti


Consecuencia= ((IO * FO) + CM + ISHA)

Nivel de Criticidad = FF * Consecuencia

Ecu: 2

Ecu: 3

29

Tabla 7 Ubicación de los Resultados en la Matriz de Criticidad


Método de Factores Ponderados

Esta metodología permite jerarquizar áreas, sistemas de producción o

subsistemas, en función de las fallas, el impacto que estas generan en la

producción, el nivel de la producción, tiempo promedio para reparar, costos

de reparación, flexibilidad operacional, impacto ambiental, impacto en la

salud y seguridad personal; se le asignan pesos a los criterios, para aplicar la

metodología el procedimiento es el siguiente:

1. Integración del Equipo Natural de Trabajo (ENT).

2. Selección de los procesos, sistemas ó equipos a evaluar.

3. Elaboración del cuestionario de evaluación con base en los criterios

antes señalados. Ponderación de las preguntas de los factores.

4. Presentación al ENT la conformación de los criterios, el cuestionario y

la ponderación, para su aprobación.

FACTOR DE CRITICIDA

MC (MEDIANAMENTE

CRITICO)

30

5. Aplicación del cuestionario a los procesos, sistemas ó equipos a

evaluar. Obtención del Índice de Criticidad.

6. Se realiza el cálculo del impacto para la consecuencia y el riesgo.

7. Se redondea la consecuencia a su valor más cercano por encima.

8. Se interceptan los valores obtenidos en la frecuencia y el valor de

consecuencia redondeada para así obtener la criticidad del equipo.

9. Emisión de resultados: Lista de procesos, sistemas equipos ó

elementos Jerarquizada por el índice de criticidad, ó lista de áreas de

atención inmediata (aplicando Graficas de barras ó métodos

similares).

31

Tabla 8 Criterios y Evaluación del Método de Factores Ponderados


32

A 3 0,25

B 10 7

Tabla 9 Factor de Criticidad por Elemento, Intersección y Nivel de

Criticidad


33

Tabla 10 Matriz de Criticidad del Método de Factores Ponderados


AC ALTAMENTE

CRITICO

C CRITICO

MC MEDIANAMENTE

CRITICO

BC BAJA

CRITICIDAD

NC NO CRITICO

Factor de criticidad NC (No Critico)

Factor de criticidad BC (Baja Criticidad)

34

Se recomienda presentar a los valores de criticidad obtenidos

ordenados de mayor a menor y mostrarlos utilizando gráficos tipo

diagramas de barra, lo cual permitirá de forma fácil visualizar los

resultados.

Componentes Nivel de Criticidad

Impulsor Baja Criticidad

Sellos No critico

Tabla 11 Lista de Jerarquización


Gráfica 1 Representación de la Jerarquización Mediante Barras


La distribución de barras, permitirá establecer de forma más factible

tres zonas específicas: alta criticidad, mediana criticidad y baja

criticidad. Esta información permite orientar la toma de decisiones,

focalizando los esfuerzos en la zona de alta criticidad.

13

7

0

2

4

6

8

10

12

14

IMPULSOR SELLOS

IMPULSOR

SELLOS

Baja

Criticidad

(BC)

No Critico

(NC)

35

Etapa V: Análisis de los Modos y Efectos de Falla a los

Componentes Críticos de las P-3920

Se realizó una identificación de las fallas funcionales y modos de fallas

de las P-3920-A/B, teniendo en cuenta su mecanismo de falla y políticas de

cuidado. Esta información fue de vital importancia para la selección de las

herramientas predictivas aplicadas a estas bombas y actividades para el plan

de mantenimiento predictivo, además, permitió identificar las formas en que

pueden fallar los equipos, las causas, los efectos y categorizar las

consecuencias. En la tabla 12 se muestra el formato utilizado para el manejo

de la información.

Tabla 12 Formato para Análisis de Modos y Efectos de Falla (AMEF).


36

Etapa VI: Selección de las Tecnologías Predictivas para

Realizar el Instructivo para las Inspecciones Predictivas de las

P-3920.

El éxito en la realización de un plan de monitoreo por condición

comienza por una selección adecuada de las técnicas de inspección, en

muchos casos es necesario contar con más de una de estas tecnologías

para determinar la condición de un determinado equipo.

En esta etapa se escogieron las herramientas predictivas, en base a la

información suministrada por los análisis de modos y efectos de falla (AMEF),

la naturaleza de los equipos y el entorno operacional, se seleccionaron las

más apropiadas para el diagnóstico de la condición del equipo rotativo

(bomba de Reinyección de Agua a Pozo) con las características que

poseen.

Estás tecnologías especializadas miden y registran variables

representativas de la condición de la maquinaria a un nivel tal que permita

hacer seguimiento a la evolución de los diversos problemas detectados y

activen el potencial de la planificación y programación del mantenimiento.

Para esta selección también se contó con la orientación de la página

Web de la empresa GTS CONFIABILIDAD www.confiabilidad.com.ve,

(empresa especializada en el desarrollo de programas y planes de

mantenimiento predictivo), la cual sirvió para apoyar la selección realizada.

37

Tabla 13 Recomendación de la Empresa GTS CONFIABILIDAD para la

Selección de Tecnologías Predictivas.

Fuente: internet

Etapa VII: Elaboración del Instructivo de Inspecciones

Predictivas para las P-3920.

En esta etapa primero se realizo la ubicación de información en el

manual de las bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920, información

encontrada en el intranet de la empresa, luego se aplicaron entrevistas no

estructuradas al personal de Equipo Dinámicos para recabar la información

del procedimiento llevado a cabo para realizar la inspección predictiva

(inspección visual, vibraciones, aceite y termografía) a las P-3920 y análisis

de los resultados obtenidos , se entrevisto al personal encargado de tomar y

analizar las muestras de aceites para conocer como es el proceso llevado a

cabo desde la toma de la muestra, se obtuvo información mediante la

observación directa en sitio, de igual manera se consultaron normas como la

38

ISO y API para conocer más sobre las bombas centrifugas en estas se

ubicaron los puntos de medición, análisis de parámetros entre otros, el

instructivo está estructurado siguiendo los lineamientos de PDVSA y los

exigidos por el tutor académico. Aquí se establecieron aspectos de

mantenimiento predictivo como:

Equipos y Materiales Utilizados.

Establecimiento de Rutas de Muestreo.

Niveles Permisibles.

Definición de Puntos de Medición.

Parámetros Medidos entre otros.

Etapa VIII: Realización del Plan de Mantenimiento Predictivo

para las bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920

Esta etapa consistió en la realización del plan de mantenimiento

predictivo a las bombas P-3920, teniendo como referencia el AMEF el cual

sirvió para asentar las actividades de mantenimiento predictivo a realizar,

sumado a esto, en esta etapa se agregó las horas hombres estimadas para

realizar cada actividad predictiva en el plan de mantenimiento, estas se

determinaron según indicaciones de los expertos en el área de Ingeniería de

Mantenimiento, tomando en cuenta todos los factores que influyen en el

tiempo de inspección de estos activos, de igual manera se estableció la

frecuencia de inspección requerida según la cantidad de fallas presentadas

en el equipo en el tiempo estudiado, la criticidad de las bombas y la pericia

de los trabajadores.

39

6.- Alcance y Limitaciones

Esta investigación se enfocó al estudio de las bombas de Reinyección de

Agua a Pozo (P-3920-A/B) pertenecientes a planta de tratamiento de agua;

específicamente en el departamento de Ingeniería de Mantenimiento en la

Sección de Equipos Dinámicos de la empresa PDVSA Petrocedeño; en un

tiempo de 16 semanas, en el horario comprendido de 7am a 3pm, se

utilizaron herramientas de diagnósticos y de mantenimiento industrial, estas

de conocimiento previo en la carrera de Ingeniería Industrial de la

Universidad Nacional Experimental de Guayana, con el propósito de crear el

plan e instructivo de mantenimiento predictivo, para mejorar el

funcionamiento y eficiencia de las bombas así como del personal que realiza

las inspecciones predictivas.

Para la realización de esta investigación se presentaron algunas

dificultades que se mencionan a continuación:

La falta de conocimiento que presentaba de la parte física y mecánica de

las bombas lo que acarreaba que el aprendizaje y entendimiento fuese lento

y necesitara de varias explicaciones por parte del tutor o del personal técnico

para poder realizar trabajo.

El manual de la bomba que tenía la empresa estaba en inglés por lo que

se demoraba en ubicar la información requerida.

La falta de cierta información necesaria para la continuidad del trabajo, lo

que causo ciertos retrasos en actividades pautadas.

40

7.- Logros Obtenidos

Con la realización de este trabajo se obtuvieron beneficios para la

empresa PDVSA Petrocedeño, el estudiante y Universidad Nacional

Experimental (UNEG).

Para la Empresa PDVSA Petrocedeño

Con la realización de este trabajo de pasantía el departamento de

Ingeniería de Mantenimiento (Sección de Equipos Dinámicos) logro obtener

una carpeta en la cual se encuentra toda la información tanto técnica, como

operacional de las bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A/B, de

las cuales se puede mencionar:

Estado actual de la bombas P-3920.

Ficha Técnica.

Diagrama Entrada- Proceso y Salida.

Análisis de Criticidad.

Análisis de Modos y Efectos de Fallas.

Hoja de data técnica en la cual se describen las fallas presentadas por

estas bombas en los últimos 3 años, las actividades de mantenimiento

realizadas, entre otros aspectos.

Formato para llevar a cabo las inspecciones visuales.

El instructivo para las inspecciones predictivas donde se señalan las

rutas de medición, los puntos de muestreo y el paso a paso de cada

actividad predictiva, el cual servirá de guía para el personal que

realice las tareas de inspecciones predictivas a las bombas P-3920, y

de adiestramiento para los nuevos empleados de la Sección de

Equipos Dinámicos.

Se realizó el plan de mantenimiento predictivo para estas bombas con

la finalidad de llevar un monitoreo constante y establecer patrones de

41

comportamiento, lo que ayudara a predecir cuando el equipo o algún

componente del mismo puede presentar una falla, evitando así

paradas imprevistas, disminución en los costos de mantenimiento,

perdidas en la producción, que se pueda programar el mantenimiento,

alargando con esto vida útil y mejorando su productividad.

Para el Estudiante

Personalmente este trabajo de investigación realizado en PDVSA

Petrocedeño aporta conocimientos nuevos en el área de mantenimiento

industrial como: la técnica de mantenimiento predictivo, sus tecnologías

aplicadas, las ventajas de aplicarlo, aprender acerca del proceso productivo

de la empresa, su estructura organizativa, los equipos, tecnologías y

programas utilizados para el monitoreo; conocimiento de la parte mecánica

de estos equipos, visualizar como se desarrolla el día a día dentro de una

organización, aprender de sus normas, lineamientos, responsabilidad social,

a aplicar herramientas de diagnostico como el AMEF, Ciliberti, Método de

Factores Ponderados, adquirí un lenguaje más técnico donde se le agrega la

jerga del ámbito petrolero y ampliar los conocimientos de los programas de

Microsoft Office.

A la Universidad Nacional Experimental de Guayana (UNEG)

La Universidad Nacional Experimental de Guayana obtiene un trabajo

que podrá servir de referencia o guía para otros estudiantes a los cuales se

les presente la oportunidad de desarrollar un tema similar al presentado en

este trabajo.

42

8.- Aportes Dados a la Empresa

En este apartado se han desarrollado los objetivos planteados

anteriormente en este trabajo de investigación, con la finalidad de exponer

los resultados obtenidos. Es importante destacar que el objetivo de la

investigación está basado en el Plan de Mantenimiento Predictivo para las

bombas de Reinyección de Agua a Pozo (P-3920) de PDVSA Petrocedeño

San Diego de Cabrutica; a continuación se desarrollan los objetivos

específicos planteados:

Diagnosticar la situación actual del entorno operacional de las

bombas de Reinyección de Agua a Pozo.

Para la evaluación del estado de los equipos, se hicieron visitas al área

de procesos para hacer inspección visual, auditiva y táctil al sistema, además

de recolección de parámetros operaciones.

Las bombas centrifugas multietapas de Reinyección de Agua a Pozo

P-3920-A y P-3920-B son equipos rotativos pertenecientes a planta de

tratamiento de agua, ubicadas en la zona 10 de la empresa PDVSA

Petrocedeño, estas no se encuentran en la línea central del proceso

productivo, pero sirve de apoyo para llevar a cabo la producción con

normalidad. Su función es reinyectar el agua proveniente del proceso de la

separación que sufre el crudo del agua, la misma es almacenada en el

tanque T-3920 y de allí hasta los pozos profundos del yacimiento ubicados

en el norte del campo petrolero, con la finalidad de distribuir el agua que se le

extrae al crudo y no superar la capacidad del tanque T-3920 de

almacenamiento la cual es de 28.500 barriles de agua, con un diámetro de

22.5 metros y altura de 14 metros. Por esta razón son importantes para el

proceso productivo de la empresa.

El agua que viene de los tanques T-3920 pasa por unos filtros donde

quedan las trazas de crudo que aun pueda contener el agua, la misma es

43

succionada por la acción centrifuga de las bombas, de allí pasa por siete

impulsores (7etapas) fijados en un eje, el fluido al pasar por cada etapa o

impulsor aumenta su presión hasta llegar al punto de descarga, la bomba

posee dos lados uno de acople compuesto cojinetes lisos bujes de balance y

sellos mecánicos que va unida a la entrada por parte del motor y el lado libre

compuesto por rodamientos y bujes de balance, los cuales fijan el eje para

evitar desplazamientos axiales y radiales bruscos, la misma está cubierta por

una voluta sujeta por pernos, cuenta con 2 reservorios de aceite que realizan

la lubricación de los elementos rodantes, el fluido al llegar al punto de

descarga es transportado directamente por una tubería unida por bridas a la

bomba, desde la estación principal hasta los pozos a ser reinyectados. Ver

las bombas P-3920 en la figura 6, 7 y su ubicación en la planta en la figura

8.

Figura 6. Bombas de Reinyección de Agua P-3920-A Fuente: PDVSA Petrocedeño

44

Figura 7 Bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A/B Vista

desde Programa Pi Process Book


Figura 8 Ubicación Bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A/B

en la Estación Principal


45

Las especificaciones técnicas se levantaron, utilizando como referencia

el manual del fabricante SULZER, registros documentales en el

departamento y la información obtenida mediante entrevista no estructuradas

al personal de Ingeniería de Mantenimiento. Está conformada por datos

mecánicos, eléctricos y operacionales.

Tabla 14 Ficha Técnica de las Bombas de Reinyección de Agua a Pozo

P-3920-A/B

Fuente: Elaboración Propia.

46

Mediante la revisión de los manuales del fabricante, entrevista al

personal de operaciones y de ingeniería de mantenimiento, se realizo el

diagrama EPS, Para tener un mejor entendimiento del funcionamiento de las

bombas P-3920-A/B y explicar las etapas que se dan en su proceso. Ver

figura 9 y 10.

Figura 9 Diagrama Entrada Proceso Salida Bombas P-3920-A/B


47

Figura 10 Diagrama Entrada Proceso Salida Ubicado en las

Bombas P-3920-A/B


Jerarquizar mediante un estudio de confiabilidad operacional la

condición de las bombas de Reinyección de Agua y sus

componentes.

Para determinar el nivel de criticidad de las bombas de Reinyección de

Agua a Pozo fue necesaria la elaboración de una data técnica realizada en

Microsoft Office Excel 2007 en la cual se registraron las fallas presentadas

por las bombas, su ubicación, el elemento o componente que había fallado,

su consecuencia, la fecha en que había sido realizada la actividad de

mantenimiento y el numero de orden de trabajo, para ello se seleccionaron

los reportes desde el año 2010 hasta junio del 2012 facilitados por el

departamento de Ingeniería de Mantenimiento. En la tabla 15 se muestra

una sección de la hoja de data técnica realizada a las P-3920.

48

Tabla 15 Hoja de Data Técnica de las Fallas Presentadas por las

Bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A y P-3920-B


Con la hoja técnica realizada se alcanzó determinar las fallas

presentadas por ambas bombas durante el periodo estudiado. A continuación

se presenta la tabla realizada.

49

Tabla 16 Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de Agua a

Pozo P-3920 Durante 2010 Hasta 2012


Gráfica 2. Representación de las Fallas por su Número de Ocurrencia


25

13 12 12

6 3 4

1 1

0

5

10

15

20

25

30

TOTAL DE FALLAS POR AÑO EN LAS P-3920-A Y P-3920-B

50

En la gráfica 2 se puede apreciar que en las bombas P-3920-A/B el

mayor número de ocurrencia lo representan 2 fallas parciales representadas

por la obstrucción de los filtros con 25 ocurrencias en el tiempo estudiado y el

bajo nivel de aceite con 13, seguida de una falla total representada por el

daño de la bomba lo que afecta la producción, 4 fallas funcionales debido a

daño de sellos, brida, cojinetes y rodamientos.

Para poder conocer en qué año cada equipo presentó más fallas se

realizaron tablas y gráficas a cada uno de los equipos estudios a

continuación se muestran los resultados obtenidos:


Pozo P-3920-A desde el Año 2010 Hasta 2012


51

Gráfica 3 Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de Agua a

Pozo P-3920-A desde el Año 2010 Hasta 2012


En la gráfica 3 se puede apreciar que la P-3920-A presento mayor

cantidad de ocurrencia de fallas en el año 2010 siendo la obstrucción de filtro

y el daño de sellos las que mayor número de veces se suscitaron.


Pozo P-3920-B desde el Año 2010 Hasta 2012


F AL L AS P OR AÑO E N L A P -3920-A

2 21

2 2

6

10

0 0

4

10 0

10

10 0

10

1

4

0 0 01 1

0

2

4

6

8

10

12

Bajo

Niv

e l de A

ceite

Daño d

e brid

a

Daño d

e cojin

ete

Daño d

e la b

omba

Daño d

e Rodam

iento

Daño d

e se llo

s

Obs tru

cción d

e filtr

o

Desa

lineaci

ón

Daño d

el moto

r del v

entilador

F AL L AS P R E S E NT ADAS

NU

ME

RO

DE

OC

UR

RE

NC

IA

2010

2011

2012

52

Gráfica 4 Fallas Presentadas por las Bombas de Reinyección de Agua a

Pozo P-3920-B desde el Año 2010 Hasta 2012

Fuente: elaboración propia.

En la gráfica 4 se puede apreciar que la P-3920-B presento mayor

cantidad de fallas en el año 2010 siendo la obstrucción de filtro y el daño de

sellos los elementos con mas número de ocurrencias.

Una vez determinado el año en el que las bombas presentaron más

fallas se procedió a realizar una grafica para conocer cuál de las bombas

registro el mayor número de fallas o fue la más crítica en el periodo

estudiado. A continuación se muestran los resultados obtenidos:

3 2

0

3

0

4

10

3 1 1

1 1 1

3

0 0 0 2 0 1 1 0

2

4

6

8

10

12

FALLAS POR AÑO EN LA P-3920-B

2010

2011

2012

53

Tabla 19 Equipo con Mayor Ocurrencia de Fallas desde el Año 2010

Hasta el 2012


Gráfica 5 Equipo con Mayor Ocurrencia de Fallas en el Periodo

Comprendido entre el Año 2010 y 2012


B OMB A C ON MAYOR OC UR R E NC IA D E F AL L AS

D E S D E E L AÑO 2010 H AS T A 2012

52%48%

P -3920-A

P -3920-B

54

En la gráfica 5 se puede visualizar que las bombas de Reinyección de

Agua a Pozo P-3920-A/B, tienden a fallar de manera similar, esto se debe a

que la empresa no cuenta con bombas de respaldo y al momento de dañarse

cualquiera de ellas la otra queda funcionando con niveles operacionales por

encima de los normales para que la producción no se vea tan afectada lo que

ocasiona desgaste en sus componentes y deterioro por horas de servicio,

presentándose el caso de que al momento de instalar la bomba nueva o

reparada la que había quedado en funcionamiento comienza a presentar

fallas.

Aplicación de la Matriz de Criticidad de Ciliberti

Para conocer la importancia de las bombas de Reinyección de Agua a

Pozo para la empresa en función de su criticidad primeramente se realizó

una reunión con el equipo natural de trabajo ENT, para establecer rangos a

los criterios a evaluar, seguidamente se aplicó el procedimiento desarrollado

por Ciliberti explicado en el apartado 5. A continuación se muestran los

resultados obtenidos a partir de dicho procedimiento:

55

Tabla 20 Ponderación de los Criterios Evaluados en la Matriz de

Criticidad de Ciliberti


Tabla 21 Datos Obtenidos de la Bomba de Reinyección de Agua

P-3920 con la Metodología de Criticidad de Ciliberti


56

Tabla 22 Ubicación de los Resultados Obtenidos en la Tabla 21 en la

Matriz de Criticidad de Ciliberti


En la tabla 22, se muestran los resultados obtenidos al desarrollar el

procedimiento para determinar el estado de criticidad de las bombas de

Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A y P-3920-B las cuales resultaron

Críticas (C) para la empresa PDVSA Petrocedeño, esto se debe a que las

mismas son las encargadas de distribuir el agua que se va extrayendo del

proceso de tratamiento del crudo debido a que la empresa no cuenta con un

sitio donde almacenarla, la misma no puede ser utilizada para el consumo

humano y de pararse una de ellas se disminuye la producción de crudo.

57

Aplicación Método de Factores Ponderados

Para realizar la jerarquización de criticidad de los componentes que

conforman las bombas P-3920, se aplicó la metodología de Factores

Ponderados explicada en el apartado 5 del presente trabajo, para ello se

seleccionaron los componentes que presentaron fallas según lo observado

en la data técnica elaborada con los reportes de las actividades de

mantenimiento y otros sugeridos por el ENT, se establecieron las

ponderaciones con la asesoría del personal de Mantenimiento Operacional e

Ingeniería de Mantenimiento y se evaluó según indica el método. A

continuación se presentan los resultados obtenidos:

58

Tabla 23 Criterios y Evaluación del Método de Factores Ponderados

Aplicado a las P-3920-A/B.


59

Tabla 24 Factor de Criticidad por Elemento, Intersección y Nivel de

Criticidad


Tabla 25 Ubicación de los Resultados en la Matriz de Criticidad

del Método de Factores Ponderados


60

Tabla 26 Lista de Jerarquización de los Componentes de las P-3920


Gráfica 6 Jerarquización Mediante Barras la Criticidad de los

Componentes de las Bombas P-3920 con los Resultados Obtenidos en

la Tabla 24


21 20 20 19 18

14 15

10

6 5

0

5

10

15

20

25

JERARQUIZACION DE LOS COMPONENTES DE LAS BOMBAS P-3920

Baja Criticidad

No Crítico

61

En la gráfica 6, se muestran los resultados obtenidos al desarrollar el

procedimiento para determinar el estado de los componentes de las bombas

de Reinyección de Agua a Pozo P-3920, en la cual se puede visualizar que

los componentes que conforman las bombas no son críticos sino que se

sitúan en un rango de baja criticidad (BC) y No críticos (NC), según su

frecuencia de fallas y la consecuencia y que a pesar de que los equipos

presentan fallas no siempre se debe al mismo componente.

Determinar los Modos y Efectos de Fallas (AMEF) a los

Componentes de las Bombas de Reinyección de Agua a Pozo.

Para la aplicación del Análisis de Modos y Efecto de Fallas se reviso el

manual de las bombas P-3920 facilitado por la empresa PDVSA

Petrocedeño, además de entrevistas directas no estructuras al ENT y al

personal de Equipos Dinámicos.

Se utilizo un formato facilitado por el departamento de Ingeniería de

Mantenimiento para asentar los datos recabados, el cual cumple con los

requisitos para la documentación del AMEF.

Este formato consta de tres partes: la primera es un encabezado

característico de la empresa PDVSA Petrocedeño, haciendo referencia que

el mismo es una hoja de información de registro del AMEF, la segunda se

denota e identifica el equipo, el sistema al cual pertenece, la producción,

explican el significado de las nomenclaturas utilizadas para indicar el efecto

de falla, la categoría de consecuencia, así como los responsables del

análisis, la tercera corresponde a las bases y aplicación del AMEF las cuales

son : la función, fallas funcional, modos de falla, efectos de las fallas de estos

componentes , la categoría de consecuencias de estas fallas, las políticas de

62

cuidado a aplicar según cada mecanismo de falla, los responsables de

realizar estas políticas, el tipo de mantenimiento y la frecuencia.

Como fase final del AMEF, se asentaron las fallas. Este registro estuvo

enfocado a las consecuencias sobre la operación del equipo y sistema, las

consecuencias de la seguridad del personal, equipo y medio ambiente, los

costos que acarrean, con miras a realizar el plan de mantenimiento predictivo

de las bombas de Reinyección de Agua a Pozo P-3920.

63

Tabla 27 AMEF Realizado a las P-3920 Fuente: Elaboración Propia

64


65


66

De allí que los resultados del AMEF se pueden resumir de la siguiente manera:

Tabla 30 Resultados del AMEF Aplicado a las P-3920


Selección de las Tecnologías Predictivas para Realizar el

Instructivo para las Inspecciones Predictivas de las P-3920.

En base a la información recabada en los Análisis de Modos y Efectos

de Falla AMEF, a la pericia y recomendaciones del personal especializado,

se optó por el Análisis de Vibraciones, Análisis de Aceite y Termografía,

como herramientas predictivas. Estas herramientas poseen gran capacidad

de detectar síntomas en estado incipiente, con la finalidad de disminuir los

modos de falla de estos equipos.

Esta selección fue sustentada por una información suministrada por La

empresa Tecnotest de Venezuela, (empresa especializada en la

implementación de programas de mantenimiento predictivos).

67

Con el objeto de complementar el diagnostico de la condición de las P-

3920, se implementó el monitoreo de la temperatura y inspección visual,

como herramientas de apoyo.

Elaborar el Instructivo para las Inspecciones Predictivas de Bombas

de Reinyección de Agua a Pozo P-3920-A/B.

Para llevar a cabo la elaboración del instructivo para las inspecciones

predictivas, primeramente se recabaron información en sitio de las

actividades que se le aplican a estas bombas, la revisión de información

contenida en el intranet de la empresa PDVSA Petrocedeño de estudios

realizados a estos equipos, se consultaron los manuales del fabricante para

conocer su estructura, conjuntamente con la consulta de las nomas ISO

10816 y API 670 con lo cual se establecieron aspectos como mediciones y

análisis de datos para estas bombas centrifugas, para complementar todo

este levantamiento de información procedimental se le realizaron entrevistas

al personal de Equipo Dinámicos las cuales fueron de gran importancia para

la concretar el presente instructivo.

El instructivo realizado para las bombas P-3920, está estructurado

siguiendo los lineamientos del formato SGCIT-GEN-PG-012 “Estructura Y

Formato De Los Documentos”, primeramente se ubican los aspectos exigidos

por las normas PDVSA (objetivos, alcance, referencias, roles y

responsabilidades) luego se explican las actividades predictivas a ejecutar en

cuatro secciones (inspección Visual, inspección y análisis de Vibraciones,

inspección para la toma de la muestra y análisis de Aceite y la inspección

Termografica). Cada sección constituida por las definiciones de los términos

utilizados, los equipos y materiales utilizados, la documentación necesaria

68

para llevar a cabo cada inspección, las actividades a realizar explicadas

desde la entrada de los datos, su procesamiento y salida, en su parte final se

ubican los anexos del mismo. (Ver instructivo general completo en el

Apéndice del presente informe).

A continuación para efectos de documentación interna se muestra una

simplificación elaborada del instructivo general de inspecciones predictivas.

69

Figura 11 Instructivo Simplificado de Inspecciones Predictivas


70



71



72



73

Como parte del valor agregado para estos instructivos, se le elaboro el

formato de inspección Visual a las bombas de Reinyección de Agua a Pozo

P-3920, en el cual se establecen los parámetros que deben observarse y

registrar de estos equipos, con la finalidad de que este sirva complemento

para realizar el análisis de los datos y la presentación de los resultados.

Tabla 31 Formato para la Inspección Visual de las Bombas de

Reinyección de Agua P-3920.


Realizar el plan de mantenimiento predictivo para las bombas de


Para la realización del plan de mantenimiento predictivo, se utilizo como

referencias las actividades predictivas generadas en la aplicación del AMEF

a las bombas P-3920.

74

Se muestra un plan creado para 18 semanas o los últimos 4 meses del

año en curso, se establecieron los responsables para este caso el personal

de Equipos Dinámicos, la cantidad de personas necesarias fue estimada

según la dificultad de las actividades proponiéndose 2 personas para cada

actividad uno quien realice la ejecución y el que supervisa por motivos de

normas de seguridad de la empresa, las horas hombres se estimaron según

la experiencia de los empleados y la frecuencia (mensual y quincenal )

teniendo como apoyo los resultados obtenidos en el análisis de criticidad del

equipo, los conocimientos ya adquiridos a lo largo de la pasantía, el AMEF y

la orientación del personal de Equipo Dinámicos.

A continuación se muestra el plan de mantenimiento predictivo realizado:

Tabla 32 Plan de Mantenimiento de las Bombas de Reinyección de Agua

P-3920 Fuente: Elaboración Propia

75

9.- Conocimientos Teóricos y Prácticos Adquiridos

Antecedentes

A continuación se mencionaran trabajos relacionados, que sirvieron de

ayuda para el avance y desarrollo de la presente investigación:

GIL, José (2009). “Propuesta Para Mejorar La Confiabilidad Operativa

De Las Bombas De Crudo Multifásico En La Planta Petrocedeño. San Diego

De Cabrutica”. Universidad Nororiental Privada Gran Mariscal de Ayacucho.

El autor de este trabajo, presenta una descripción de la empresa, lo que es

de gran ayuda para la toma de datos referenciales de PDVSA Petrocedeño.

RODRIGUEZ, Roraima (2011), “Actualización De Instructivos de

Inspecciones Predictivas Para Bombas De Alimentación de Hornos P-3001

De Petrocedeño; Estación Principal San Diego De Cabrutica”. Universidad

Nororiental Privada Gran Mariscal de Ayacucho. El autor de este trabajo,

presenta una serie de pasos donde se explica cómo realizar las actividades

de mantenimiento predictivo, lo cual fue de mucho aporte ya que, sirvió de

referencia para la elaboración de los instructivos.

ROMERO, Angélica (2004), “Optimización Del Plan De Mantenimiento

Predictivo para los Equipos Rotativos y Estáticos Pertenecientes a la

Estación Principal de Producción de SINCOR Ubicada en San Diego de

Cabrutica, Estado Anzoátegui”. Universidad Nororiental Privada Gran

Mariscal de Ayacucho. El autor de este trabajo, presenta una serie de

información de los equipos rotativos y sus parámetros operacionales, lo que

contribuyo a describir el entorno operacional de las bombas P-3920-A/B.

76

Mantenimiento

Conjunto de acciones que permite mantener o restablecer un dispositivo

a un estado específico de operación, para cumplir un servicio determinado.

También puede definirse como de técnicas y procedimientos orientados a

preservar las funciones de los activos industriales. El mantenimiento Mundial

ha evolucionado desde sus inicios; la figura 15 muestra algunos de los

aspectos que han cambiado a lo largo del tiempo.

Figura 15 Evolución del Mantenimiento Industrial

Fuente: Revista Mecanálisis (2006)

Mantenimiento Correctivo

Es una actividad que se realiza después de la ocurrencia de la falla. El

objetivo de este tipo de mantenimiento consiste en llevar los equipos

después de una falla a sus condiciones originales, por medio de la

restauración o reemplazo de componentes o partes de equipos, debido a

desgastes, daños o roturas.

Mantenimiento Preventivo

Esta forma de mantenimiento surge debido a la necesidad de remediar

los inconvenientes del mantenimiento correctivo. Involucra todas las acciones

77

que se planean y programan con el objetivo de ajustar, reparar o cambiar

partes en equipos, antes de que ocurra una falla o daños mayores,

eliminando o reduciendo al mínimo los gastos de mantenimientos y por

supuesto, estableciendo controles para aumentar la productividad.

Dentro del mantenimiento preventivo, se encuentra una técnica

denominada Mantenimiento Predictivo, que se basa principalmente en el

análisis de la condición. Su punto fuerte está en que es capaz de brindar

información que permite conocer el estado de un elemento en un momento

determinado y como ha sido su comportamiento a través del tiempo. Es

decir, permite asignar los recursos de acuerdo a las necesidades de cada

equipo conocidas antes de que ocurra la falla, mediante el monitoreo de la

condición. El monitoreo de la condición no es más que un proceso que

consiste en medir periódicamente una o varias variables asociadas a la

máquina e interpretarlas con el fin de conocer el estado en que se encuentra.

Los síntomas de falla son monitoreados y las reparaciones son

efectuadas antes de la falla del equipo.

Las acciones recomendadas son en función de:

Importancia del equipo

Limites de deterioro del equipo

Impacto del deterioro del equipo

Análisis de la tendencia

Predice la futura falla y el tiempo en que se puede dar

Objetivo

Minimizar el nivel de operación correctivo

Optimizar el uso de la vida útil del equipo.

78

Ventajas

Reduce los tiempos de parada.

Permite seguir la evolución de un defecto en el tiempo.

Optimiza la gestión del personal de mantenimiento.

La verificación del estado de la maquinaria, tanto realizada de forma

periódica como de forma accidental, permite confeccionar un archivo

histórico del comportamiento mecánico.

Conocer con exactitud el tiempo límite de actuación que no implique el

desarrollo de un fallo imprevisto.

Toma de decisiones sobre la parada de una línea de máquinas en

momentos críticos.

Confección de formas internas de funcionamiento o compra de nuevos

equipos.

Permitir el conocimiento del historial de actuaciones, para ser utilizada

por el mantenimiento correctivo.

Facilita el análisis de las averías.

Permite el análisis estadístico del sistema.

Desventajas

La implantación de un sistema de este tipo requiere una inversión inicial

importante, los equipos y los analizadores de vibraciones tienen un costo

elevado. De la misma manera se debe destinar un personal a realizar la

lectura periódica de datos.

Se debe tener un personal que sea capaz de interpretar los datos· que

generan los equipos y tomar conclusiones en base a ellos, trabajo que

requiere un conocimiento técnico elevado de la aplicación.

79

Diagrama Funcional de Entrada-Proceso-Salida (EPS)

Indican de manera lógica y coherente la interconexión de las diversas

etapas que comprende el proceso, y definen el contexto operacional de los

equipos bajo estudio. Las funciones de los activos y sus respectivos

estándares de ejecución se deben realizar de acuerdo a las exigencias

operacionales y/o a la capacidad de diseño de los mismos. Ver figura 16.

Figura 16 Diagrama Entrada-Proceso-Salida


Equipo Natural de Trabajo (ENT)

Un Equipo Natural de Trabajo, se define dentro del contexto de

mantenimiento, como un grupo multidisciplinario de personas de diversas

funciones dentro de la organización que trabajan juntas por un periodo de

tiempo determinado, en un clima de potenciación de energía, para analizar

los problemas comunes de distintos departamentos, apuntando al logro del

objetivo común. Se recomienda que los miembros de un Equipo Natural de

Trabajo, no deben ser más de diez personas y este equipo debe formarse

típicamente como se observa en la figura 17, con uno o dos representantes

por las funciones diferentes.

http://www.monografias.com/trabajos15/logica-metodologia/logica-metodologia.shtml

http://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/contabm/contabm.shtml

80

Figura 17 Equipo Natural de Trabajo (ENT) Fuente: Suarez, D “Herramientas Técnicas para Mejorar la

Confiabilidad”. 2008

Los roles se describen de la siguiente manera:

Facilitador General: Asesor técnico o metodológico, es un miembro

extra del grupo, su labor consiste en fijar reuniones, coordinar y

verificar que el trabajo del equipo se adapte al procedimiento.

Supervisor y/o Técnico de Operación: Proporciona la experiencia

en cuanto al manejo y operatividad de sistemas y equipos.

Supervisor y/o Técnico de Mantenimiento: Experiencias de

aprendizajes en la reparación-mantenimiento de sistemas y equipos.

Aportan conocimientos de las causas de fallas y maneras de evitarlas.

Planificador/Programador: Proporciona la visión holística del

proceso, y ofrece la visión sistémica de la actividad, es decir, se

encarga de incorporar las actividades que minimizan la ocurrencia de

fallas en el programa de mantenimiento, con su frecuencia

correspondiente.

Supervisor de SIAHO: Especialista en el área de seguridad industrial,

ambiente e higiene ocupacional.

Especialista de Proceso: Experto en áreas especificas.

81

Análisis de Criticidad

El análisis de criticidad es una metodología que permite establecer la

jerarquía o prioridades de procesos, sistemas y equipos, creando una

estructura que facilita la toma de decisiones acertadas y efectivas,

direccionando el esfuerzo y los recursos en áreas donde sea más importante

y/o necesario mejorar la confiabilidad operacional, basado en la realidad

actual. El análisis de criticidad genera una lista desde el elemento más crítico

hasta el menos crítico del total del universo analizado, diferenciando tres

zonas de clasificación: alta criticidad, mediana criticidad y baja criticidad. Una

vez identificadas estas zonas, es mucho más fácil diseñar una estrategia,

para realizar estudios o proyectos que mejoren la confiabilidad operacional,

iniciando las aplicaciones en el conjunto de procesos ó elementos que

formen parte de la zona de alta criticidad.

El Ing. Rosendo Huerta Mendoza en su artículo titulado “EL ANÁLISIS

DE CRITICIDAD, UNA METODOLOGÍA PARA MEJORAR LA

CONFIABILIDAD OPERACIONAL” (2001) plantea que: “El objetivo de un

análisis de criticidad es establecer un método que sirva de instrumento de

ayuda en la determinación de la jerarquía de procesos, sistemas y equipos

de una planta compleja, permitiendo subdividir los elementos en secciones

que puedan ser manejadas de manera controlada”. Ver figura 18.

Figura 18 Esquema General para la Aplicación del Análisis de Criticidad


82

Desde el punto de vista matemático la criticidad se puede expresar

como:

Criticidad = Frecuencia x Consecuencia Ecu: 3

Análisis de Modos y Efectos de Falla (AMEF)

(Alandón, 1991) define el AMEF como una metodología sistemática que

permite identificar los problemas antes que estos ocurran y puedan afectar o

impactar a los procesos y productos en un área determinada, bajo un

contexto operacional dado. Con la realización del AMEF, se obtiene la

información necesaria para poder prevenir las consecuencias o efectos de

las posibles fallas, a partir de la selección adecuada de actividades de

mantenimiento, las cuales actuarán sobre cada modo de falla y sus posibles

consecuencias.

Aspectos Generales del AMEF

Función del Activo. Se define como el desempeño esperado de un

equipo o herramienta para cumplir con un propósito específico.

Falla Funcional. Se define como el incumplimiento de una función,

esta puede ser parcial o total. La falla funcional total es aquella en la

que se evidencia una imposibilidad absoluta de cumplir la función

principal del activo mientras que en la falla funcional parcial la función

se cumple pero no de forma total.

Modos de falla. Son las distintas formas, modos y maneras en las

que puede fallar un equipo o componente de un equipo capaz de

generar una pérdida parcial o total de su función. Los modos de falla

83

pueden ser definidos para cualquier tipo de activo, desde un nivel muy

general, hasta uno muy particular.

Efecto de la falla. Es la evidencia o los hechos de que la falla ha

ocurrido, e indica la secuencia de eventos desde que se inicia hasta

que culmina la falla, y donde es recomendable establecer las

consecuencias de la misma, esto incluye impacto en la seguridad,

higiene, económico y operacional de la falla.

Pasos para Implementar un Efectivo PMBC

Recopilar las especificaciones técnicas de los activos

Es un paso crítico en la cadena del PMBC, el proceso de análisis de los

datos y diagnóstico de las fallas depende en gran medida de la información

técnica de los activos a monitorear, se deben conocer las características

mecánicas, eléctricas y operacionales de estos activos. ¿Qué tipo y modelo

de rodamientos usa?, ¿se trata de una compresor centrifugo o de uno de

tornillo?, ¿cuál es el producto manejado?, ¿velocidad, presión y temperatura

de trabajo?

Identificar los activos a incluir en el plan

Se trata de listar la maquinaria que será monitoreada, esta selección

principalmente se basa en la criticidad de los equipos. ¿Qué tan sensibles

son los activos para el proceso productivo?, ¿Cuál es su impacto a la

seguridad y al ambiente en caso de fallas?, ¿Cuál es el costo o complejidad

de su mantenimiento?, ¿Cuáles equipos tienen fallas recurrentes o con

mayor frecuencia? Las respuestas a estas preguntas nos indican el estatus

de criticidad de estos equipos y son la primera referencia para seleccionar los

activos que integrarán el PMBC. Comenzar con los más críticos es una

84

buena práctica y luego progresivamente incluir los de menor criticidad. Este

paso se apoya en el denominado Análisis de Criticidad.

Determinar el modo y efecto de falla de los equipos seleccionados

Se debe conocer cuáles son los mecanismos que pueden desencadenar

en una falla y las consecuencias de esto. Esta información es importante a

fin de seleccionar la tecnología y los procedimientos de inspección. Esto

requiere del conocimiento de la maquinaria desde el punto de vista

mecánico, eléctrico y operacional. Saber como la máquina está conformada y

como trabaja nos indica los modos en que puede fallar, así se definirá la

mejor forma de captar los síntomas de estas fallas en su estado prematuro.

Este proceso se conoce como Análisis de Modos y Efectos de Falla

(AMEF).

Consecuencia de las Fallas: el objetivo primordial de este paso es

determinar cómo y cuanto importa cada falla, para tener un claro

consentimiento si una falla requiere o no prevenirse. El MCC clasifica

las consecuencias de los fallos de la siguiente forma:

Consecuencia de Fallos no Evidentes (H): son aquellos fallos que

no tienen un impacto directo, pero que pueden originar otros fallos con

mayores consecuencias a la organización. Por lo general este tipo de

fallas es generado por dispositivos de protección, los cuales no

poseen seguridad inherente. El MCC le da a este grupo de fallos una

alta relevancia, adoptando un acceso sencillo, práctico y coherente

con relación a su mantenimiento.

Consecuencia en el Medio Ambiente y la Seguridad (S) (A): el

MCC presta mucha atención al impacto que genera en el ambiente la

ocurrencia de una falla, así como las repercusiones en la seguridad

(tomando en consideración los artículos y disposiciones de leyes y

85

reglamentos hechas para legislar en este campo) haciéndolo antes de

considerar la cuestión del funcionamiento.

Consecuencias Operacionales (O): son aquellas que afectan la

producción, por lo que repercuten considerablemente en la

organización (calidad del producto, capacidad, servicio al cliente o

costos industriales además de los costos de reparación).

Consecuencias no Operacionales (N): son aquellas ocasionadas

por cierta clase de fallos que no generan efectos sobre la producción

ni la seguridad, por lo que el único gasto presente es el de la

reparación.

Seleccionar la tecnología predictiva

Existe un arsenal de tecnologías que permiten captar el lenguaje de la

maquinaria. El como la máquina expresa su salud a través de diversos

parámetros, es la clave para seleccionar la tecnología adecuada, aquella

capaz de captar condiciones anormales en estado prematuro, antes de que

las fallas se hagan incontrolables. Estás tecnologías especializadas miden y

registran variables representativas del estado funcional de la maquinaria a un

nivel tal que permita hacer seguimiento a la evolución de los diversos

problemas detectados y activen el potencial de la planificación y

programación oportuna y específica del mantenimiento. En la figura 19 se

muestran los puntos de inspección integral de una máquina.

86

Figura 19 Puntos de Inspección Integral de la Maquinaria Fuente: Revista Mecanálisis (2006).

Técnicas del Mantenimiento Predictivo

El Mantenimiento Predictivo se fundamenta en las técnicas de

diagnostico, las cuales permiten monitorear los componentes de

funcionamiento de la maquinaria de producción. Esta técnica permite

identificar cualquier síntoma de falla incipiente en la maquinaria, para realizar

el correspondiente ajuste o reemplazo antes de que se produzca la falla.

Algunas de las técnicas que se utilizan actualmente en las industrias

relacionadas con el mantenimiento predictivo son:

Análisis de Vibraciones

Esta técnica del mantenimiento predictivo se basa en la detección de

fallos en equipos rotativos principalmente, a través del estudio de los niveles

87

de vibración. El objetivo final es obtener la representación del espectro de las

vibraciones de un equipo para su posterior análisis.

Para aplicarla de forma efectiva y obtener conclusiones representativas y

válidas, es necesario conocer determinados datos de la máquina como son

el tipo de cojinetes, de correas, número de alabes o de palas, etc., y elegir

los puntos adecuados de medida. También es necesario seleccionar el

analizador más adecuado a los equipos existentes en la planta.

Existen dos técnicas diferentes:

1. Medición de la amplitud de la vibración: Da un valor global del

desplazamiento o velocidad de la vibración. Cuando la vibración

sobrepasa el valor preestablecido el equipo debe ser revisado.

Únicamente informa de que hay un problema en el equipo, sin

poderse determinar por esta técnica donde está el problema

2. Analizador del espectro de vibración: La vibración se descompone

según su frecuencia. Analizando el nivel de vibración en cada una de

las frecuencias se puede determinar la causa de la anomalía.

Esta técnica permite mantener un control de las condiciones de la

maquinaria, mediante verificaciones continuas y periódicas de la vibración.

Provee mayor porcentaje de información acerca de la condición operacional

de los equipos. El análisis de vibraciones permite certificar las acciones de

mantenimiento sobre los equipos. Mediante ella, podemos detectar los

siguientes síntomas:

Desbalanceo

Problemas en engranajes

Desalineación

Desgastes en rodamientos

88

Problemas en motores eléctricos

Cavitación

Desajustes mecánicos, entre otros.

Actualmente la industria cuenta con diferentes referencias para

establecer los niveles de amplitud de vibración permisible para sus equipos

rotativos:

Estándares industriales como las normas API, ISO.

Recomendaciones de los fabricantes de máquinas.

Los estándares son criterios establecidos por autoridades,

organizaciones o consenso general. Un estándar debe representar un amplio

consenso de opiniones de una gran variedad de usuarios, debe ser aceptado

y aplicado en toda su plenitud. Los estándares deben ser claros, concisos y

fácilmente entendibles. En materia de monitoreo y análisis de la señal de

vibración en equipos rotativos se cuenta hoy en día con una variedad de

estándares que regulan los límites máximos aceptables de amplitud para

diversos tipos de máquinas y aplicaciones, los estándares además regulan

los procedimientos de medición y adquisición de los datos.

La serie ISO 10816, establece los criterios para mediciones sobre los

pedestales o carcasa de las máquinas no reciprocantes.

El Instituto Americano de Petróleo (API) establece los valores límites de

amplitud de vibración en los estándares que regulan el diseño,

mantenimiento, inspección y operación de cada tipo de maquinaria en

particular. Así el estándar API 610 que regula estos aspectos para bombas

centrifugas, identifica los valores límites aceptables para este tipo de

máquinas.

89

Análisis de Aceite

El análisis de aceites de lubricación, técnica aplicable a equipos

rotativos, suministra numerosa información utilizable para diagnosticar el

desgaste interno del equipo y el estado del lubricante.

El estado del equipo se determina estableciendo el grado de

contaminación del aceite debido a la presencia de partículas de desgaste o

sustancias ajenas a este.

El estado del aceite se determina comprobando la degradación que ha

sufrido, es decir, la pérdida de capacidad de lubricar causada por una

variación de sus propiedades físicas y químicas y sobre todo, las de sus

aditivos. Ver figura 20.

Es conveniente hacer notar que la contaminación y la degradación no

son fenómenos independientes, ya que la contaminación es causante de

degradación y esta última puede propiciar un aumento de la contaminación

Al estudiar los resultados del análisis de residuos, se puede elaborar un

diagnóstico sobre la condición de desgaste del equipo y sus componentes.

Lo anterior, permite a los encargados del mantenimiento planificar las

detenciones y reparaciones con tiempo de anticipación, reduciendo los

costos y tiempos de detención involucrados. Los objetivos por lo que se

realiza un análisis de lubricantes son los siguientes:

Control de la degradación del lubricante.

Monitorear daño mecánico de componentes. (desgaste).

Control de contaminantes por sólidos, fluidos o gases.

Verificar que se está usando el lubricante adecuado.

90

Parámetros de monitoreo

Aspecto visual, color y olor.

Nivel, flujo, presión.

Fugas.

Temperatura.

Contaminación sólida.

Contaminación líquida.

Nivel de aditivos.

Viscosidad.

Acidez.

Elementos de desgaste.

Procedimientos de lubricación.

Figura 20 Aspecto Visual de un Aceite en Deterioro

Fuente: Revista Mecanálisis (2006).

Termografía

Es la técnica de producir una imagen visible a partir de radiación

infrarroja invisible (para el ojo humano) emitida por objetos de acuerdo a su

temperatura superficial. La cámara termo-gráfica es la herramienta que

realiza esta transformación.

Estas cámaras miden la temperatura de cualquier objeto o superficie, y

producen una imagen con colores que refleja la distribución de temperaturas.

91

La imagen producida por una cámara infrarroja es llamada termografía o

termograma.

La termografía permite detectar, sin contacto físico con el elemento bajo

análisis, cualquier falla que se manifieste en un cambio de la temperatura,

midiendo los niveles de radiación dentro del espectro infrarrojo.

La termografía es aplicada en algunos casos particulares para

inspeccionar equipos rotativos como motores eléctricos, rodamientos y

acoples; pero su mayor campo de aplicación y efectividad se observa en el

monitoreo de equipos estáticos como hornos, líneas de tuberías, entre otros.

Inspección ultrasónica

Esta es otra técnica predictiva que nos permite tomar lectura de espesores

en sistemas y equipos en funcionamiento con la finalidad de determinar las

pérdidas de materiales que estén por debajo de las normas que puedan

afectar la funcionalidad del sistema. Existen dispositivos que mediante la

traducción de señales ultrasónicas en inspección del comportamiento de

rodamientos.

Inspección visual

Las inspecciones visuales consisten en la observación del equipo,

tratando de identificar posibles problemas detectables a simple vista. Los

problemas habituales suelen ser: ruidos anormales, vibraciones extrañas,

fugas de aire, agua o aceite, comprobación del estado de pintura y

observación de signos de corrosión.

92

Bomba

Una bomba es una máquina que utiliza energía (motor), para

incrementar la presión de un fluido (gas o líquido), para moverlo de un punto

a otro.

Bombas Centrífugas

Principalmente utilizadas para fluidos en estado líquido. Esta

denominación se aplica a las máquinas que poseen un rodete con alabes

fijos (parte móvil), alojados dentro de una carcasa (parte fija) de forma

adecuada. El rodete está montado sobre el eje de la bomba, y a su vez éste

está acoplado con el motor.

Las bombas centrifugas se caracterizan físicamente por tener la

conexión de aspiración succión muy próxima al eje de rotación; y su salida

por la periferia de la carcasa. Ver figura 21.

La acción de bombeo o transporte se produce por un aumento de

impulso al fluido. Este impulso lo genera el giro de los alabes y la forma que

tiene la carcasa. Al mismo tiempo, el movimiento del fluido que resulta a

través de la bomba produce una disminución de presión en la entrada.

Las dos características principales de este tipo de bombas, son el caudal

y la presión; siendo éstas interdependientes, ya que están relacionadas con

la forma, tamaño y velocidad de giro del rodete.

Ventajas

Caudal constante,

Presión uniforme,

Sencillez de construcción,

Tamaño reducido y

Flexibilidad de regulación.

93

Desventajas

Su principal desventaja es que necesitan estar “cebadas” es decir que

debe haber líquido en la cañería de impulsión y en la carcasa.

Bombas Centrífugas Multi-etapas

Tanto las horizontales como las verticales tienen el mismo principio de

funcionamiento a saber:

Se montan uno o más rodetes, con sus respectivas “cajas” envueltas,

unidos a un mismo eje como una sola unidad, formando una bomba de

varias etapas. La descarga de la primera etapa es aspirada por la segunda,

la descarga de la segunda, aspirada por la tercera, y así sucesivamente. La

capacidad de la bomba es el caudal que puede mover una etapa, la presión

es la suma de las presiones de cada una de las etapas, menos una pequeña

pérdida de carga. Ver figura 22.

Figura 21. Bomba Centrifugas


94

Aplicaciones

En aquellos casos que se requiere alta presión.

Figura 22 Bomba Centrifugas Multi-etapas


95

Glosario de Términos

Aceleración: es la razón de cambio de la velocidad con respecto al tiempo.

Acople o adaptador: es un elemento estructural intermedio que permite el

ensamblaje entre sí de dos o más partes.

AMEF: Análisis de Modos y Efectos de Fallas.

Amplitud: es el máximo valor que presenta una onda sinusoidal.

Análisis espectral: es la interpretación que se le hace a un espectro para

determinar el significado físico de lo que pasa en una maquina.

Anillo de desgaste: es un aro reemplazable que se emplea para evitar la

recirculación interna del fluido dentro de la bomba y evitar el desgaste de

partes grandes y costosas.

Álabe: es la paleta curva de una máquina de fluido roto-dinámica. Forma

parte del rodete y, en su caso, también del difusor o del distribuidor. En las

bombas y compresores con difusor, los álabes del estator recuperan energía

cinética del fluido que sale del rotor para aumentar la presión en la brida de

impulsión.

API: American Petroleum Institute.

Axial: posición del sensor que va en el sentido de la línea del eje.

BCP: Bombas de Cavidad Progresiva.

Brida: es el elemento que une dos componentes de un sistema de tuberías,

permitiendo ser desmontado sin operaciones destructivas, gracias a una

circunferencia de agujeros a través de los cuales se montan pernos de unión.

Buje del eje: es una pieza cilíndrica que eventualmente va montada sobre

el eje para proteger a éste en el sector del sello y además puede servir para

mantener en posición el impulsor sobre el eje.

Carcasa o tazón de descarga: es el elemento de la bomba por el cual se

descarga el fluido.

Carcasa o tazón de succión: es el elemento de la bomba por el cual entra

el fluido a la misma.

Ciclo: es un rango de valores en los cuales un fenómeno periódico se repite.

Cojinetes: Son puntos de apoyo de ejes y árboles para sostener su peso,

guiarlos en su rotación y evitar deslizamientos.

Cojinetes axiales impiden el deslizamiento en la dirección del eje

Cojinetes de fricción o lisos: es cuando el rozamiento es por

deslizamiento en sus apoyos.

Cojinetes mixtos hacen al mismo tiempo el efecto de los cojinetes radiales y

axiales.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Rodete

http://es.wikipedia.org/wiki/Brida_%28tuber%C3%ADas%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Circunferencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Perno

96

Cojinetes radiales impiden el desplazamiento en la dirección del radio.

Cojinetes de rodamiento: en este entre el eje y su apoyo se interponen

esferas, cilindros o conos, logrando que el rozamiento sea solo de rodadura.

Desplazamiento: es el cambio de posición de un objeto o partícula de

acuerdo a un sistema de referencia.

Difusor: es el elemento estacionario de la bomba que convierte parte de la

energía cinética del fluido en presión.

Dominio de frecuencia: es la representación gráfica de una señal de

vibración en la cual se enfrentan Amplitud vs frecuencia.

Eje de bomba: es el elemento rotativo al cual va fijado el impulsor y a través

de él, se transmite la energía.

ENT: Equipo Natural de Trabajo.

EPS: Entrada, Proceso y Salida.

Equipo rotativo: es todo aquel equipo constituido por un conjunto de

elementos que al inducirle potencia o energía producen un efecto rotatorio

que cumple con un trabajo especifico, ya sea transportar fluidos, aumentar

presión, producir energía; entre estos están : bombas, motores, compresores

etc.

Estator: es la parte fija de una máquina rotativa y uno de los dos elementos

fundamentales para la transmisión de potencia (siendo el otro su contraparte

móvil, el rotor).

Etapa: en una bomba multietapas, es el conjunto formado por un impulsor y

un difusor donde se transforma parte de energía cinética del fluido a presión.

Filtro: Son equipos estáticos, que se utilizan para eliminar los contaminantes

y sean llevados hasta una siguiente etapa, donde ensucien o produzcan

daños. Generalmente son utilizados antes de un equipo al cual las partículas

sólidas los dañen o después de un equipo que genere contaminación a la

corriente.

Fluido: a un tipo de medio continuo formado por alguna sustancia entre

cuyas moléculas hay una fuerza de atracción débil.

Frecuencia: es el reciproco del periodo, y significa numero de oscilaciones

completas por unidad de tiempo.

Historial de falla: base de datos que muestra la ocurrencia de fallas en el

tiempo, asociadas al pasado.

Horizontal: generalmente es la posición que se le da al sensor, que va

perpendicular al sentido de la gravedad.

Hz: es la unidad más común de la frecuencia, equivale a ciclos por segundo.

Impulsor: es el elemento rotativo que imparte la energía al fluido bombeado.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_%28f%C3%ADsica%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Rotor

http://es.wikipedia.org/wiki/Medio_continuo

97

ISO: International Organization for Standardization. Normas internacionales de

estandarización.

Motor: es la fuente de energía para accionar la bomba.

MPP: bomba multifásica.

P-3920: bombas de Reinyección de Agua a Pozo.

P-3920-A: bombas de Reinyección de Agua a Pozo Alfa.

P-3920-B: bombas de Reinyección de Agua a Pozo Bravo.

P-3920-A/B: incluye las dos bombas de Reinyección de Agua a Pozo, tanto

Alfa como Bravo.

PM-3920: motor de bomba de Reinyección de Agua a Pozo.

Parámetros operacionales: son las condiciones físicas y dinámicas bajo las

cuales operan los equipos. Entre los parámetros operacionales a recolectar y

dependiendo del tipo de equipo, tenemos: presión, temperatura, flujo,

corriente, voltaje, vibraciones, velocidad y otro que represente una condición

importante en el comportamiento del equipo.

PDVSA: Petróleos de Venezuela Sociedad Anónima.

Periodo: es el tiempo necesario para que ocurra una oscilación o se

complete un ciclo, generalmente está dada en minutos y segundos.

Perno o espárrago es una pieza metálica larga de sección constante

cilíndrica, normalmente hecha de acero o hierro. Está relacionada con el

tornillo pero tiene un extremo de cabeza redonda, una parte lisa, y otro

extremo roscado para la chaveta, tuerca, o remache, y se usa para sujetar

piezas en una estructura, por lo general de gran volumen.

Pico: son cada una de las líneas que componen el espectro.

Radial: es la posición del sensor que va perpendicular a la línea del eje.

Riesgo: es la probabilidad de un daño futuro o contratiempo.

RPM: es una unidad de frecuencia, equivale al número de ciclos por minuto

que presenta la máquina.

SAP: es un sistema de administración de planta.

Sello: es el elemento que sirve para evitar la fuga del fluido bombeado y/o

entrada de aire al interior de la bomba a través del eje, puede ser del tipo de

empaque o mecánico.

Sello mecánico es un dispositivo que permite unir sistemas o mecanismos,

evitando la fuga de fluidos, conteniendo la presión, o no permitiendo el

ingreso de contaminación.

SHIAO: Seguridad, Higiene y Ambiente Operacional.

Tubería o cañería: es un conducto que cumple la función de transportar

agua u otros fluidos.

T-3920: tanque de las bombas P-3920.

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero

http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro

http://es.wikipedia.org/wiki/Tornillo

http://es.wikipedia.org/wiki/Roscado

http://es.wikipedia.org/wiki/Chaveta

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuerca

http://es.wikipedia.org/wiki/Remache

http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura#En_ingenier.C3.ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

98

Velocidad: es la razón de cambio del desplazamiento respecto al tiempo.

Vertical: es la posición que se le da al sensor, que va en el sentido de la

aceleración de la gravedad.

Vibración: es un movimiento oscilatorio.

Vida útil: es la duración estimada que un objeto puede tener cumpliendo

correctamente con la función para la cual ha sido creado. Normalmente se

calcula en horas de duración.

Voluta o carcasa: es el cuerpo de la bomba en forma de espiral donde se

transforma parte de la energía cinética del fluido en presión.

http://es.wikipedia.org/wiki/Objeto

99

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

Concluida la investigación y el análisis de los resultados se llega a

conclusiones como las siguientes:

La realización del diagnóstico actual del entorno operacional de las

bombas de Reinyección de Agua P-3920, le deja a la Sección de

Equipos Dinámicos dos herramientas como lo son: la ficha técnica

y el diagrama Entrada, Proceso y Salida, en los cuales se

describen las condiciones mecánicas, eléctricas, operacionales y

funcionales de estos activos pertenecientes a la Planta de

tratamiento de Agua de PDVSA Petrocedeño.

Mediante la jerarquización de la condición de las bombas P-3920,

se le provee al departamento primeramente contar con una hoja

técnica en la cual se registraron todas las fallas presentadas por

estos equipos desde el año 2010 hasta junio de 2012, la cual le

sirve como base de datos y herramienta de seguimiento del estado

de las P-3920; de igual manera le quedan los análisis de criticidad

tanto del equipo como de sus componentes donde se les da a

conocer la importancia que tienen estos activos para el proceso

productivo de la empresa.

La aplicación del Análisis de Modos y Efectos de Fallas (AMEF),

permitió proporcionarle a la Sección de Equipos Dinámicos un

formato donde se les presentan las fallas funcionales de las

100

P-3920, las causas y consecuencias que tienen estas fallas para el

equipo, empresa y producción, simultáneamente se le propusieron

las políticas de cuidado para disminuir la ocurrencia de estas fallas,

generando con esto las actividades de mantenimiento a aplicar a

estos activos.

La elaboración del instructivo de inspecciones predictivas le aportó

al personal de Equipos Dinámicos una guía para realizar las

actividades de mantenimiento predictivo de una manera

secuencial, un documento de apoyo para el adiestramiento tanto

del personal actual que opera en estos equipos, como para

personas que nunca hayan trabajo con estas bombas.

El plan de mantenimiento realizado a las bombas de Reinyección

de Agua a Pozo P-3920, propone las actividades predictivas que

deben realizárseles a estos activos, para llevar un monitoreo

constante de comportamiento y poder así predecir fallas

incipientes.

101

Recomendaciones

Con la culminación del trabajo de pasantía se le proponen como

recomendaciones a la empresa PDVSA Petrocedeño:

Realizar estudios para la distribución física de los equipos utilizados

para realizar las inspecciones predictivas.

Que se realicen trabajos enfocados en el mantenimiento y limpieza de

las áreas de producción, tanto en campo como en planta.

Realizar estudios de ingeniería de métodos para conocer con

exactitud el tiempo y la cantidad de personas necesarias para realizar

las inspecciones predictivas.

Colocar en funcionamiento la nueva bomba P-3920-S, para que sirva

de apoyo al proceso de bombeo de agua llevado a cabo por las

P-3920-A/B.

El reacondicionamiento de las señalizaciones dentro del área

productiva de la empresa.

Contratar personal que sirva de apoyo para la ejecución de las

actividades desarrolladas por el personal de Equipos Dinámicos.

Dotar al departamento de Ingeniería de Mantenimiento con todos los

equipos y materiales necesarios para que estos puedan llevar a cabo

sus actividades.

102

BIBLIOGRAFIA

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Episteme 5ª edición.

Caña, A. (2011). Taller de Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad.

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Diego De Cabrutica. Tesis de Grado, Universidad Nororiental Privada

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Piñero, O. (2011). Sellos Mecánicos Inspección y Mantenimiento de

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Petrocedeño; Estación Principal San Diego De Cabrutica. Tesis de

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Diego de Cabrutica, Estado Anzoátegui. Tesis de Grado,

Universidad Nororiental Privada Gran Mariscal de Ayacucho, El Tigre,

Estado Anzoátegui.

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Trocel, D. (2007). Implementando un efectivo Programa de

Mantenimiento Basado en Condición. Artículo publicado en la

revista MECANÁLISIS, en su edición aniversario. Abril – mayo (2011).

Está indicado: Volumen 63, de la página 15 a la 22.

APENDICES

104

APENDICE A: Instructivo general completo de las bombas de Reinyección

de Agua a Pozo P-3920. (Ver en siguiente página).

universidad nacional experimental de … · bombas de reinyección de agua a pozo las p-3920, las...

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