3.- Evaluacion De Confiabilidad

 Evaluación de la confiabilidad Análisis de confiabilidad aplicado a Nivel Jerárquico 1

Sistema eléctrico de Generación

Unidad de Generación Diesel en Refinería

comprende

CAT D399

Continuamente operados

CAT 3516 (1)

Sistemas reparables

CAT 3516 (2)

Sistemas dependientes

Tipos de estudio Sistema redundante Objetivo Construir Modelo Probabilístico

emplea

Registros operativos (bitácora del operador)

finalidad de

Índices de confiabilidad

determina

λ, μ, MTTF, MTTR, MTBF, A, U

Distribución de probabilidad

Normal, Weibull, exponencial, Poisson.

Modelo - Cadena de Markov

Dos estados

Simular el comportamiento fututo.

Plantear medidas correctivas. Homogénea

Evaluar el desempeño histórico.

Registros operativos Período (Meses)

ene-13 feb-13 mar-13 abr-13 may-13 jun-13 jul-13 ago-13 sep-13 oct-13 nov-13 dic-13 ene-14 feb-14 mar-14 abr-14 may-14 jun-14 jul-14 ago-14 sep-14 oct-14 nov-14 dic-14 TOTAL

Tiempo de Mantenimiento Correctivo (horas)

Tiempo de Mantenimiento Preventivo (horas)

Tiempo en stand by (horas)

Tiempo en servicio (horas)

TMC G4

TMC G5

TMC G2

TMP G4

TMP G5

TMP G2

TSB G4

TSB G5

TSB G2

TES G4

TES G5

TES G2

192 140 26 0 4 18 2 22 0 18 44 2 146 94 122 12 172 334 158 0 0 68 0 2 1576.00

6 16 0 0 60 8 8 4 112 98 24 0 70 62 14 32 318 71 150 0 74 34 652 730 2543.00

0 8 0 0 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 2 0 66 0 22 0 0 0 0 0 102.00

2 0 0 0 3 0 3 0 0 3 0 0 0 0 1 0 2 0 0 0 4 0 3 0 21.00

0 1 0 4 0 1 0 3 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 0 0 3 0 0 17.00

0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 0 0 2 7.00

392 206 550 562 311 264 333 566 482 305 21 140 304 482 183 666 282 304 112 588 642 252 55 134 8136.09

152 397 168 152 370 437 398 244 289 395 299 306 220 18 488 0 0 0 360 156 0 385 0 0 5233.08

744 574 744 720 744 720 744 716 717 741 719 669 744 672 670 720 630 720 685 744 720 744 720 608 16928.44

158 326 168 158 426 438 406 156 238 418 655 602 294 96 438 42 288 82 474 156 74 424 662 608 7786.91

586 258 576 564 314 274 338 493 319 251 397 438 452 592 242 688 426 646 234 588 646 322 68 14 9726.92

0 88 0 0 0 0 0 26 3 3 1 73 0 0 70 0 48 0 36 0 0 0 0 134 482.56

N° Hrs calendario

744 672 744 720 744 720 744 744 720 744 720 744 744 672 744 720 744 720 744 744 720 744 720 744 17520

Indicadores de mantenimiento - Procesos GE N°4

GE N°5

GE N°2

2014 25 8804 0.00284

Total 44 17520 0.00251

2013 14 9140 0.0015

2014 29 8800 0.0033

Total 43 17940 0.0024

2013 5 7626 0.00066

2014 5 9780 0.00051

Total 10 17406 0.00057

2013 ΣTTR (horas) 444 N° de fallas 19 MTTR (horas/fallas) 23.37

2014 1130 25 45.20

Total 1574 44 35.77

2013 186 14 13.29

2014 2230 29 76.90

Total 2416 43 56.19

2013 20 5 4.00

2014 94 5 18.80

Total 114 10 11.40

2013 ΣTBF (horas) 8716 N° de fallas 19 MTBF (horas/fallas) 458.74

2014 8804 25 352.16

Total 17520 44 398.18

2013 9140 14 652.86

2014 8800 29 303.45

Total 17940 43 417.21

2013 7626 5 1525.20

2014 9780 5 1956.00

Total 17406 10 1740.60

N° de fallas ΣTBF (horas) λGE4 (fallas/horas)

2013 19 8716 0.00218

Modelos de confiabilidad Dist. Weibull

GE N°4 Parámetro Valor β 0.8349 η 410.2144

Función Confiabilidad Tasa de fallas Distribución de fallas Distribución acumulada de fallas

Desarrollo 𝑅𝐺𝐸4 𝑡 = 𝑒

−

0.8349 𝑡 410.21

−0.1651

𝜆𝐺𝐸4

𝑡 = 0.0021 410.21

𝑓𝐺𝐸4

𝑡 𝑡 = 0.0021 410.21

𝐹𝐺𝐸4 𝑡 = 1 − 𝑒

−

−0.1651

0.8349 𝑡 410.21

𝑒

−

0.8349 𝑡 410.21

GE N°5

Dist. Exponencial

Función

Desarrollo

Confiabilidad

𝑅𝐺𝐸5 𝑡 = 𝑒 −0.0024 𝑡

Tasa de fallas

𝜆𝐺𝐸5 = 0.0024

Distribución de fallas Distribución acumulada de fallas

𝑓𝐺𝐸5 𝑡 = 0.0024 𝑒 −0.0024 𝑡 𝐹𝐺𝐸5 𝑡 = 1 − 𝑒 −0.0024 𝑡

GE N°2 Dist. Weibull Parámetro Valor β 0.7625 η 1916.8854

Función

Desarrollo 0.7625 𝑡 1916.9

Confiabilidad

𝑅𝐺𝐸2 𝑡 = 𝑒 −

Tasa de fallas

𝜆𝐺𝐸2 = 0.0004

Distribución de fallas Distribución acumulada de fallas

𝑓𝐺𝐸2

𝑡 1916.9

−0.2375

𝑡 𝑡 = 0.0004 1916.9

𝐹𝐺𝐸2 𝑡 = 1 − 𝑒 −

−0.2375

0.7625 𝑡 1916.9

𝑒

−

0.7625 𝑡 1916.9

Resultados individuales Función de confiabilidad (R) 120%

R4(t) R5(t)

100%

R2(t) Confiabilidad (%)

80%

70% 60%

40%

31% 20%

0% 0

200

400

500

600 Tiempo (horas)

800

1000

1200

Confiabilidad del sistema Grupo Elect. N° 4 Conmutador

C

Grupo Elect. N° 5

λ1 R(t)GE4 F(t)GE4

λ2 R(t)GE5 F(t)GE5

Grupo Elect. N° 2

λ3 R(t)GE2 F(t)GE2

Refinería de Petróleo

Datos de entrada La configuración que sigue el sistema mostrado corresponde a un sistema de tres unidades con dos de reserva.

Tasas de fallas de sus componentes

Tiempo u horizonte de la evaluación (500 hrs.)

𝜆1

0.00251

𝜆2

0.0024

𝜆3

0.00057

Modelo de confiabilidad  2   1   1  3 3 2 Rs   * * e 1 .t    * * e 2 .t    * * e 3 .t   2  1 3  1   1  2 3  2   1  3 2  3 

Rs

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

99.99% 99.95% 99.84% 99.65% 99.36% 98.96% 98.45% 97.83% 97.09% 96.26%

Confiabilidad (%) 100.00% 99.50%

99.00% Reliability

t (hrs)

98.50% 98.00% 97.50% 97.00% 96.50% 96.00% 0

100

200

300

Horas de servicio

400

500

Resultados •El suministro de energía eléctrica para la refinería que abastece el sistema eléctrico de generación es confiable (96.26%) durante las 500 primeras horas de servicio, debido a la alta redundancia de equipos.

•El costo de barril producido es a la fecha (Agosto – 2015) $52.24 y la producción diaria de petróleo en la Empresa es de 9 000 bls/día, por lo tanto la pérdida económica por hora en la producción de petróleo es de: $19 590 por hora.

•El análisis de confiabilidad puede ser utilizado para rediseñar la sala de generación, aumentando la disponibilidad del grupo electrógeno 322-K-1E, disminuyendo su tasa de fallas y los tiempos de reparación (TTR).

Resultados De lo visto anteriormente, es parte de la gestión de mantenimiento, del área encargada, elevar el nivel de la vida promedio de los activos ya que, se debe asegurar en primer lugar tener una

disponibilidad por encima de las 500 horas de funcionamiento de cada grupo electrógeno, esto reflejado en el MTBF de cada equipo en donde en los grupos 322-K-1E y 322-K-1D son menores a este tiempo exigido, 417.21 hrs./falla y 451.4 hrs./falla respectivamente. Se recomienda implementar un equipo de trabajo que reconozca evaluaciones de confiabilidad en los

equipos más críticos de la refinería, aquellos que mantienen el proceso de refinación en constante producción. Implementar indicadores de mantenimiento en el área, ayudaría a medir la condición de los equipos, por ejemplo: el tiempo de reparación de las bombas de carga en muelle sólidos, o el tiempo medio entre fallas del horno, etc. ISO 14224 – Gestión de los datos de mantenimiento.