En este post vamos a hablar de un caso histórico relacionado con la incorrecta operación por el caudal de bombas centrifugas en una instalación de bombeo y distribución de hidrocarburos. Los equipos indicados estaban controlados por
Mantenimiento Predictivo basado en Vibración,
mediante inspecciones de carácter cuatrimestral. En cada bomba y apoyo se tomaban medidas en 2 direcciones radiales y una axial. En la Orden de Trabajo generada por la jefatura de mantenimiento de la compañía se nos pedía
Estudiar la instalación para las diferentes Condiciones Operativas en Grupos de Bombeo.
Bombas Centrifugas
Definición
Las bombas son la
Maquinaria Hidráulica para bombear Líquidos.
El calificativo de centrífuga se refiere a aquellos dispositivos en los que, a máquina parada, no existe comunicación entre la aspiración y la impulsión, generándose la misma por un movimiento circular y teniendo limitada, en cualquier caso, su máxima presión de descarga. Consisten en
Una carcasa en cuyo interior se alberga una pieza circular que gira a gran velocidad, nervada, con o sin disco base, denominado rodete.
El rodete, en su rápido movimiento, arrastra al líquido introducido en la carcasa dándole velocidad, que se convertirá en altura en el momento en el que el líquido abandona el interior de la bomba y su velocidad retorna a la propia del conducto por el que circula. Se trata de dispositivos aptos para manejar:
Grandes caudales
Alturas Manométricas no demasiado grandes.
Para el caso que precisemos de
Grandes Alturas Manométricas
Uno de los dispositivos más usados son las bombas centrifugas multietápicas. Consisten en una carcasa única que alberga una serie de rodetes de forma que la impulsión de una constituye la aspiración del siguiente. Estos dispositivos pueden conseguir aumentos de presión, para 8-10 etapas de impulsión, de hasta 200 kg/cm2.
Curvas Características
Son las gráficas que regulan el funcionamiento de toda máquina hidráulica, y consisten fundamentalmente en la representación entre el:
Caudal de bombas centrifugas versus altura manométrica, potencia, rendimiento y NPSH requerido
La de más frecuente uso es la curva H-Q que caracterizará la capacidad de una bomba una vez instalada en su circuito de operación; esta relación se representará para cada relación de revoluciones o emboladas como puede entenderse, pues en todo caso el caudal resulta proporcional a éstas.
Curva del sistema
Para cada instalación y tramo de tuberías existirán unas pérdidas de carga, calculables aplicando la ecuación de Bernouilli, y podremos deteminar en cada momento cuál ha de ser el caudal necesario para obtener una determinada altura manométrica. El gráfico que permite obtener estos valores es lo que se conoce con el nombre de curva del sistema.
Punto de operación
De entre los infinitos puntos de operación disponibles habrá que determinar el punto óptimo de funcionamiento; este será el punto de intersección de las 2 curvas anteriores. Este punto de intersección representará el
Único Caudal para el que se verifique el equilibrio entre la Energía Hidráulica demandada y la proporcionada por el equipo
Rendimiento – caudal
Simultáneamente a las curvas características, el fabricante de las bombas centrifugas habrá de aportar las gráficas de isorendimiento; estos valores de rendimiento hidráulico serán proporcionales a la relación caudal / altura manométrica, y típicamente, para el intervalo delimitado por el máximo y mínimo caudal de bombas centrifugas se ha de encontrar en
Valores situados entre el 40 y el 80%.
Como información complementaria, los suministradores suelen ofrecer las curvas de potencia hidráulica o en ocasiones de potencia del motor recomendados para cada flujo.
Control de operación
Es necesario algún sistema que permita garantizar las condiciones de operación exigibles por consigna, y de mantener las condiciones de caudal exigibles en el sistema. El más habitual método de regulación para las bombas centrifugas es la
Mayor o Menor Estrangulación de la Aspiración o Impulsión.
Con este procedimiento estamos modificando la curva del sistema disminuyendo o aumentando respectivamente el flujo en circulación. Este sistema de control se relaciona directamente con el caso que se presenta a continuación.
Caso histórico:
Bombas Centrifugas 1, 2 y 3 con Accionamiento Eléctrico
Motor Siemens 800 Kw 2989 rpm 6000 V 104 A
Grupo de Bombeo United Pignone Producto bombeado Gasolina 95 octanos o Gasoil
Condiciones de Ensayos:
Bomba1
Pasp 18 Pdes 59 Gasolina (ρ 0.731) Q-209
Pasp 14 Pdes 46 Gasoil (ρ 0.835) Q-540
Bomba2
Pasp 16 Pdes 50 Gasolina (ρ 0.731) Q-209
Pasp 12 Pdes 48 Gasoil (ρ 0.835) Q-540
Bomba3
Pasp 14 Pdes 51 Gasolina (ρ 0.731) Q-209
Pasp 10 Pdes 46 Gasoil (ρ 0.835) Q-540
Niveles de Vibración
La frecuencia dominante era la llamada frecuencia de paso de alabes, indicativa de problemas hidrodinámicos en bomba.
Diagnóstico
Problemas de operación por trabajo fuera del punto óptimo de funcionamiento.
Pérdidas de rendimiento cuando la instalación trabaja con gasoil con un caudal de bombas centrifugas de 540.
Como se ve en los datos anteriores, existen
Cambios de densidad
en el producto bombeado, por lo que existirán cambios en la velocidad de fluido y caudal de bombas centrifugas de cada una de las etapas, de modo que sus curvas características serán distintas y, consecuentemente, también sus puntos de operación. Dado que este producto no es prescindible y se ha de bombear esa cantidad de gasoil
la instalación tomó nota de la problemática existente y de la consiguiente pérdida de rendimiento, si bien no pudo realizar ninguna medida correctora
Seguimiento y Gestión
Ante problemas de diseño, la mejor solución pasa por el
Rediseño en la operativa de la instalación
o del grupo de bombeo.
Ahora bien para este caso en concreto otra solución teórica pudiera ser
Modificar el diámetro de la bomba para poder entrar en las cercanías del punto óptimo
para producto gasoil.
Puesto que las relaciones de afinidad garantizan la relación de proporcionalidad lineal entre el caudal de bombas centrifugas y diámetro. Para esta solución, convendría conocer la gama de diámetros que para la carcasa en cuestión suministra su fabricante. En la instalación la regulación se establecía mediante la estrangulación de la válvula de descarga, por lo que la solución pasaría por:
Combinar el Grado de Estrangulación con la Modificación de Diámetros
¿Has vivido casos similares a este?»
Seguro que si trabajas con sistemas parecidos, habrás tenido experiencias similares. Si quieres compártelo en la sección de comentarios y te ayudo, y sino pues da salida a tus problemas en planta para que otros usuarios lo conozcan.
Los tiempos de carga en diferentes servidores PARA ESTA URL no muestran suficiente variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor NO está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera mayor desgaste en ordenadores y favorece la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google) óptimos. Te recomiendo no lo compartas en redes o con amigos pues es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
Hemos visualizado y explicado en el diagrama de actividades del portal como la formación permite cambiar el orden preferente de las actividades para la optimización en mantenimiento. Pues bien, en este post ponemos un ejemplo real de como iniciar el flujo de actividades no por la 1 sino por la 3, es decir, por la implantación de tecnologias predictivas.
Elegir Tecnologias Predictivas
Por tanto, nos encontramos con un parque de maquinaria y activos del que no sabemos en qué situación se encuentran las variables de control del departamento ni los fallos más significativos por criticidad, fiabilidad, o mantenibilidad. ¿Cómo la formación nos permite flexibilizar nuestro sistema y decidir qué tecnologias y, por ende, alarmas utilizar en nuestro programa de predictivo?
Pues simplemente hemos de apoyarnos:
En nuestro conocimiento
sobre los equipos de nuestra planta
En formación especializada sobre tecnologias predictivas,
o sobre mantenimiento de precisión donde se nos orienta sobre la naturaleza, chequeo y cuidado de cada uno de los componentes en cada tipo de maquina.
De esta manera podríamos realizar una hoja resumen como la siguiente para alguno de los equipos más típicos del sector químico, dejando al lector del blog que rellene o elimine los puntos suspensivos:
Matriz de Activos
Otra alternativa sería que la planta realizase una primera clasificación con el modelo anterior, y
Subcontratase los servicios de un Especialista Externo
para que realizase el desglose definitivo de tecnologias y su implantación posterior. Algunas de las ventajas de la subcontratación son:
Es más rápido que la recepción y asimilación de la formación.
Puede ser útil para compañías donde el Pdm no sea una herramienta estratégica.
Para compañías con múltiples localizaciones esta alternativa genera un servicio más intenso y de calidad.
Disponer de la visión imparcial de un externo a la compañía, ajeno y liberado de las presiones internas.
Infografía Resumen
¿Tienes esta Matriz?
Contacta con el portal y trabajamos conjuntamente en los criterios o estudia la posibilidad de recibir formación para conocer qué tecnologias predictivas aplicar a tu parque de maquinaria.
El curso debería orientarse hacia caracterizar los tipos de fallo para cad tipo de máquina en planta, entendiendo las fortalezas y debilidades de las diferentes tecnologias predictivas para su detección y análisis.
La otra posibilidad es que dejes el mantenimiento predictivo en manos de un especialista externo,y el se encarga de todo esto.
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Si vas al FNAC a «gastarte dinero» pues «ir para nada» mejor me quedo en casa; y resulta que te encuentras con «teoria de la vibracion» amena pues encantado.
En los diferentes cursos de formacion especializada impartidos y recibidos sobre la teoria de la vibracion siempre he notado que, de manera general en cualquier post-grado, se ha de potenciar la parte práctica de las tecnologías, olvidándonos mayoritariamente de toda la trama matemática asociada.
Vibracion y su Formación
En este tipo de formaciones, por tanto, se ha de compatibilizar la matemática con aspectos prácticos, puesto que la gente busca que se potencien cosas como :
Los Capítulos de tratamiento electrónico de la señal por parte de captadores y analizadores
La parte relativa a diagnóstico en base a las diferentes gráficas de análisis, las técnicas
Teoría de Diagnóstico Avanzado pero siempre con una orientación práctica.
Quizás sea hasta lógico pues pensad que la aplicación de los conocimientos va a ser sobre
Casos y Problemas Reales
En ese contexto, la posibilidad posibilidad de error o prueba es mínima. Ahora bien como
Instructor
uno ha de estar preparado para todo tipo de eventualidades. No es descartable que una de ellas sea la pregunta sobre cómo justificar matemáticamente una determinada formulación o la apariencia de un determinado gráfico del curso. Bien es cierto que existe gente notablemente habilidosa con la matemática y que el manejo de ecuaciones y derivadas puede resultar para ellos algo natural e intuitivo; ahora bien, esto, pienso, dicta de ser la situación más habitual y cotidiana. Podríamos decir que lo más normal sería que el instructor pueda haber olvidado las formulaciones que explican fenómenos como la oscilación forzada o resonancia o los modos libres de vibracion, por ejemplo.
Ante esta situación, bien sea el instructor trabajador por cuenta ajena o propia, solo cabe una única solución
Buscarse la Vida.
Siempre se puede buscar en los apuntes de nuestros estudios, siempre demasiado teóricos, por lo que para matar dos pájaros de un tiro buscaríamos una bibliografía que cubriera nuestra necesidad de formulación teórica y que ampliara aún más en la parte práctica de la formación impartida.
Teoria de la Vibracion
En este sentido, recomendaría el libro Vibraciones y Ondas de A.P. French (Profesor de Física del prestigioso Massachusetts Institute Of Technology, M.I.T.), ya traducido al español en el año 1997 por la Editorial Reverté.
Índice del libro:
T1: Movimientos Periódicos
T2: Superposición de Movimientos
T3: Vibraciones libre de los sistemas físicos
T4: Vibraciones forzadas y resonancia
T5: Osciladores acoplados y modos normales
T6: Modos normales de sistemas continuos. Análisis de Fourier
T7: Ondas progresivas
T8: Efectos debidos a límites e interferencias
Cada uno de los temas está formado por
Clasificados Epígrafes y Sección de Problemas.
En cada uno de los epígrafes existe un detallado y explicado desarrollo matemático pero este en todo momento se acompaña de un importante sentido práctico, con gráficas de aplicaciones y de laboratorio que facilitan la comprensión y la deseada trazabilidad práctica de las formulaciones.
Bibliografía con Ejemplos
Los ejemplos del final de cada capítulo son tremendamente didácticos, por ejemplo, en el tema 2:
(este fenómeno de batido se produce en la realidad cuando se suman y restan perturbaciones con frecuencias de vibracion próximas, como cuando se comparten fundaciones flexibles para equipos con velocidades de giro parecidas)
¿Conoces más Libros sobre Vibracion?
Seguro que estás de acuerdo conmigo que sobre la teoria de la vibracion si algo existe es una buena y variada bibliografia.
Yo te recomiendo este, pero tu ¿me puedes recomendar alguno? Siempre es bueno compartir los libros y nuestra opinión sobre ellos; utiliza para ello la sección de comentarios, y si no los conoces sigue la etiqueta bibliografia de nuestro portal.
Los tiempos de carga en diferentes servidores PARA ESTA URL no muestran suficiente variabilidad de el coeficiente de apuntamiento o Kurtosis. Ello indica que el servidor NO está reconociendo una arquitectura cliente – servidor, lo cual genera mayor desgaste en ordenadores y favorece la obsolescencia programada. Por contra esta entrada tendrá unos RATIOS SEO (posicionamiento orgánico en google) óptimos. Te recomiendo no lo compartas en redes o con amigos pues es labor de todos no aumentar la distancia entre el primer y el tercer mundo.
Una única etiqueta para esta entrada, que resulta difícil que sea de este blog; puesto que indicadores de control más que variables (véase en páginas del portal) o niveles. Es un término intermedio.
En la revista Uptime Magazine se publicó un articulo relacionado con la auditoria de procesos; el título del mismo fue Measuring Perfomance que traducido viene a decir midiendo el rendimiento, y como podéis ver en las diferentes páginas de este portal explica cómo gestionar los
indicadores de control cara a auditar a nuestros procesos.
Indicadores de Control
Las preguntas claves cuando queremos controlar nuestro departamento a través de la medida de indicadores de control han de ser simples como:
¿Por qué medirlos?
“Tus medidas pueden mostrar tus debilidades, que son tus puntos de oportunidad para mejora”
“Identificar oportunidades de mejora o para medir los pasos dados en la mejora continua”
“Entender si estamos logrando nuestros objetivos”
“Compartir los éxitos que motivan hacia el cambio y la mejora”
¿Qué Indicadores de control medir?
Existen indicadores de excelencia o de seguimiento; los primeros permiten definir proyecciones hacia el futuro mientras que los segundos visualizan el escenario actual del departamento. Ahora bien, generalizando las posibles variables de control pueden clasificarse como relativas a:
Procesos y comportamiento: habilidades del personal, definición de misión y objetivo.
Ejecución operacional: diseño, operación y mantenimiento.
Para cada uno de ellos existiría un proceso específico de auditoría, con sus propios métodos, variables y niveles de control.
Sin embargo, existen íntimas relaciones entre ellos puesto que la eficiencia operacional, por ejemplo medida a través de la disponibilidad, depende significativamente de la ejecución operacional, medida por el tipo de planificación de mantenimiento existente.
Por tanto, podríamos decir que para obtener la excelencia en un nivel de análisis tendríamos que tener un control o seguimiento en el nivel superior.
Véase el siguiente gráfico para entenderlo:
¿Cómo cuantificarlos?
El proceso resulta complejo pues depende notablemente del grado de madurez y el estado de los procesos en cada planta, si bien se han de buscar los caminos para identificar los valores que puedan permitir el cálculo de esas variables de control.
Para ayudar y estandarizar el proceso se recomienda:
Generar definiciones claras y concisas de cada variable.
Entender la unidad de medida y buscar los valores de origen no lo plasmado en informes o evaluaciones del departamento.
Usar sistemas estándar de reporte.
¿Estandarizar los indicadores de control?
Se debe trabajar entre diferentes plantas y departamentos de la compañía para poder establecer unos estándares internos, o bien para comparar con niveles de control externos. Como ejemplo se tiene el
Estándar de The Society of Maintenance and Reliability Key and perfomance indicators
Que ha desarrollado un paquete de KPIs con definiciones, objetivos, fórmulas de cálculo, definición de componentes a partir de los datos recopilados de diferentes sectores industriales.
Resumen
Pensemos que el proceso indicado en todo el articulo es coherente con la propia definición de objetivos que serían, en función de su amplitud de enfoque o nivel, los siguientes:
Planes corporativos o estratégicos:son planes a largo plazo.
Se refieren a las líneas de acción fundamentales, así como al tiempo y plazos de planificación; para ellos, se prevé un control de las actividades, se asignan recursos y responsabilidades.
Podrían relacionarse con los indicadores relativos a procesos y comportamiento.
Planes tácticos que corresponden a los aspectos parciales de cada una de las divisiones del departamento.
Se refiere a tareas de mandos intermedios, concretando además los planes estratégicos.
Podrían relacionarse con losindicadores relativos a ejecución operacional.
Planes operativos, desarrollados por operadores y operarios, relativos al corto plazo.
Se recogen programaciones de trabajos individuales, tiempos de ejecución, ….
Podrían relacionarse con losindicadores relativos a eficiencia en fabricación.
Este punto de vista nos permitiría, por otro lado, afinar la definición de las medidas correctoras, cada una de ellas a su nivel organizativo correspondiente.
¿Cuál es tu caso?
Como ves, es importante medir indicadores de control como parte de cualquier auditoría de procesos, si bien no de cualquier manera sino siguiendo un proceso jerárquico y secuencial.
Mi experiencia es que cuando vas a cualquier departamento de mantenimiento con esta cantinela, surge la pregunta:
¿Usar Indicadores de Control? ¿Para qué?
Pues en este artículo tenéis una buena batería de razones, pero yo simplemente me remitiría al pensamiento popular:
Nunca tendremos el viento a favor si no sabemos a donde vamos (Séneca)
Si te ha gustado esta entrada puedes encontrar algunas íntimamente relacionadas y complementarias como KPIs e Indicadores de Mantenimiento
¿Te interesa el protocolo ethernet?
Pues el siguiente gráfico te muestra conclusiones interesantes sobre el servidor de webempresa donde tengo esta web alojada.
Pues cada URL es un «mundo de posibilidades» en la red global de internet. Y en concreto en relación a la arquitectura cliente-servidor y me puedes contratar como comercial de software en linkedin; porque lo del informe es una «tapadera» para encontrar trabajo por cuenta ajena.
Recuerda que fui despedido con 20 días de indemnización sin posible denuncia por el robo de un equipo electrónico de mi coche cuando estaba en un garage en Madrid haciendo servicios.
La arquitectura cliente-servidor proporciona errores; por ejemplo estar trabajando y cerrarse el programa por sí solo. Muchos usuarios prefieren trabajar en arquitectura monopuesto. Con el tiempo las redes DEVICENET han sustituido a estos protocolos, que por el error pueden considerarse arcaicos como pasa cuando se trabaja con información de responsabilidad como en mantenimiento predictivo. De hecho los datos crudos de señal recolectados por los hadware de tecnología son directamente llevados a buses de datos. En el termino de bases de datos existe un progreso lento en esa evolución pues las redes DEVICENET no permiten trabajar de modo simultáneo con varios puestos de trabajo (arquitectura S/M SLAVE – MASTER en terminología FRIKI). PoR TANTO SE prefiere aún las arquitecturas cliente – servidor pues los errores se producen muy de vez en cuando; y lo otro (el no trabajar al mismo tiempo con varios puestos de trabajo) es un problema continuo.
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