Anlisis Causa RaizEquipo: Unidad CompresoraNmero del Equipo: 572234Fecha: 12 Noviembre 2007 Hora: 23:20Caso: La unidad compresora compuesta por el motor White Superior y compresor Ingersoll Rand 4RDS sale de servicio por presentar un ruido anormal en la descarga de la tercera etapa

Identificacin del problema (definir lmites tcnicos y fsicos del problema)La unidad compresora sale de servicio por ruido anormal en la descarga de la tercera etapa, previamente se present fuga por el tornillo central, al cual se le dio ajuste. Se procedi al desarme de la etapa correspondiente al cilindro de 6 pulgadas, en inspeccin inicial se encontraron los siguientes daos: La vlvula de descarga totalmente desarmada, rotura del asiento superior de la vlvula de descarga. Asiento del cuerpo del cilindro se encontr deformado. Dao del pistn compresor (mltiples golpes con prdida de material). Dao del cilindro de 6 pulgadas con prdida de material en la camisa. Bujes de cruceta y biela en malas condiciones (ralladuras y prdida de material). Pasador de la cruceta en malas condiciones (partido). Tornillo central de ajuste vlvula de descarga en malas condiciones (torcido).Beneficios econmicos, tcnicos, productivos, etc. De analizar el problema mediante el mtodo de causa raiz.Prdidas de produccin: 2420 Bls con un costo aproximado de: $435.600.000 ms los costos de la reparacin en mano de obra , repuestos y maquinados ppor un valor aproximado de $150.000.000

Desarrollo del Anlisis1. Desviacin NO estndar - falla presentar un ruido anormal en la descarga de la tercera etapa. Previamente se present fuga por el tornillo central, al cual se le dio ajuste.2. Especificaciones tcnicas (datos, planos, fotografas, evidencias reales, clculos, estudios, normas, con que se cuentaHistoria del Equipo01/01/07: Fuga de gas por arandela de plomo de la tapa de las vlvulas de descarga de la tercera etapa.03/01/07, 04/01/07, 05/01/07, 09/01/07, 10/01/07, 12/01/07, 17/01/07, 18/01/07, 29/01/07, 09/02/07: Fuga de gas por sellos de la tercera etapa.11/04/07: Golpe en el cilindro 4 del compresor. Pin de la cruceta suelto y torcido.03/05/07: Correccin fugas de gas por vlvula de descarga de la 3 etapa. Cambio de arandelas o sello de las vlvulas de succin de la 3 etapa.23/05/07: Cambio vlvulas de succin y descarga tercera etapa.24/05/07: Ajuste tapa de vlvula tercera etapa por fuga de gas.05/06/07: Se desmontan vlvulas de escape tercera etapa. Se revisan, se reparan arandela de Plomo y se instalan usados.07/06/07: Se reapret la tuerca de la tapa vlvula de descarga de la tercera etapa y se corrigi fuga de gas.12/07/07: Ajustar tuerca culata 3 etapa.01/08/07: Cambio de empaques de Plomo de las culatas de la tercera etapa.10/08/07: Escape de gas tapa descarga 3 etapa.17/08/07: Fuga de gas vlvula de tercera etapa. Se cambi arandelas de bronce de las vlvulas. Torqueo de tuercas. Cambio empaques de Plomo de las culatas.27/08/07: Se revisa vlvula de temperatura que activ la alarma de temperatura alta en la 3 etapa, se desbloqueo.03/10/07: Se calibra vlvula sensor de temperatura de 3 etapa del compresor

Desarrollo del Anlisis3. Procedimiento Golpeteo vlvula de descarga 3ra etapaRotura de la VlvulaSello en mal estadoDao en otro componenteObstruccin de la VlvulaAsiento en mal estadoInstalacin de sello de tipo inadecuadoCalibracin indecuada del switch de vibracinPrdida de ajuste del tornillo centralCausas InmediatasCausas BsicasEmpaques en mal estado3.1 Posibles Causas

3.2 Pruebas encontradasEn la descarga del cilindro de tercera etapa se encontr: cuerpo superior de la vlvula de descarga partida, cuerpo inferior con seales de mltiples golpes y uno de los tres platos (presentaba segmento roto).Dentro de la botella de descarga de la tercera etapa se encontr: parte desprendida de la vlvula, resortes de los platos, dos de los tres platos instalados, tornillo de unin de la dos partes de la vlvula y sello vlvula - cilindro.El tiempo de vida til estipulado de estas vlvulas es de 8000 horas. Esta vlvula se instal hace 6 meses, es decir tena un tiempo ligeramente por encima de la mitad de su vida til.Las arandelas de plomo instaladas en la tapa del cilindro de tercera eran originales IR, utilizadas en las tapas del cilindro de 15, cilindro que sali de servicio debido al cambio de configuracin del equipo en la repotenciacin.Tornillo central de ajuste torcido.Desarrollo del AnlisisFigura 1. Vlvula de descarga de tercera etapa Figura 2. Tornillo central de ajuste de la vlvula

Se encontr presencia de material de xido de Hierro en forma de pequeas escamas obstruyendo parcialmente las vlvulas de segunda y tercera etapa En inspeccin realizada se pudo determinar que estas partculas provenan de la parte superior del Scrubber de succin y botella de succin.

Desarrollo del AnlisisFigura 3. Vlvula de segunda etapa Figura 4. Parte inferior de vlvula de tercera etapa

Desarrollo del AnlisisFigura 5. Interior de scrubber

Figura 6. Interior de botella inter etapa 2 y 3

La presencia de estas partculas metlicas dentro del cilindro, el alto volumen y presin del gas manejado en el sistema, hacen que este permanezca en un proceso constante de erosin.Se encontr deformacin del asiento del cilindro, debido al ajuste constante sobre la vlvula y la accin normal de la vlvula cuando queda suelta dentro de su asiento, producto de la prdida del torque del tornillo central al aflojarse la contratuerca . Desarrollo del AnlisisFigura 7. Material extrado de scrubber 2 etapa

Figura 8. Asiento del cilindro de la vlvula de descarga

Seales de contacto metal metal en los bujes de la cruceta, los cuales siempre se deforman y actan como un fusible (por ser de un material blando aluminio) al introducirse algn elemento en el cilindro en la trayectoria del pistn.El switch de vibracin Murphy es nuevo, se calibr y prob en su instalacin. Aunque su ubicacin original es en la base del carter, se instal en la tapa del cilindro o culata buscando una mejor sensibilidad de parada del equipo, sin embargo durante la falla el switch no se activ. Se observa que se puede modificar fcilmente su sensibilidad, lo que dificulta mantener su puesta a punto. Desarrollo del AnlisisFigura 9. Buje de cruceta Figura 10. Switch de vibracin

3.3 Seleccin de la Causa planteada y probada:

La obstruccin de las vlvulas por el oxido de los scrubber; el uso de tipo inadecuado de sello de plomo del tornillo central; la deformacin del asiento vlvula cilindro, gener la rotura de la vlvula de descarga de tercera etapa. Esta a su vez produjo daos adicionales en componentes por la no activacin del switch de vibracin.Desarrollo del Anlisis3.4 Tcnicas utilizadas

Sntesis: Verificacin de fugas de gases. Con el uso del exposmetro Semanalmente. Verificacin de fugas de Aceites, inspeccin visual, o mediante la instalacin de un switch de nivel para el lubricante. Mantenimiento peridico cambio de empaquetaduras y sellos cada 6 meses.Calibracin de sensores de temperatura y vibracin.

Anlisis Datos: Segn los reportes se presentaba constante fuga de gas por el tornillo central de ajuste de la vlvula de descarga de tercera etapa, debido a que se instalaba un sello de plomo que no tena la medida adecuada. Esto tenda a sobre esforzar el ajuste de la contratuerca para evitar la fuga y a deformar el sello de Plomo, permitiendo a su vez que esta se aflojara constantemente.De acuerdo a la figura 8, la deformacin del asiento cilindro vlvula causada por el uso prolongado y el esfuerzo al ajustar continuamente el tornillo central, haca que la vlvula no asentara totalmente horizontal en el asiento.

Desarrollo del AnlisisDe acuerdo a la figura 4 la obstruccin parcial de la vlvula generaba movimientos y esfuerzos desiguales sobre la superficie de la vlvula, que sumado a su inadecuado asentamiento puso a la vlvula en una situacin de fatiga.Estos esfuerzos desiguales partieron los platos, lo que provoc calentamiento en la vlvula por el paso de gas caliente de descarga de la vlvula lado cruceta.La alta temperatura y la fatiga hizo que la parte superior de la vlvula (menos robusta) se distorsionara y se agrietara.El sello vlvula cilindro que no asienta bien en la superficie desigual del asiento, deja escapes que daan el sello.En ese momento se presenta un juego entre asiento y vlvula, que trasmite vibracin al tornillo central aflojndolo, dando espacio a que la vlvula se levante del asiento, golpeando constantemente el tornillo central, el cual cede y se dobla (figura 2). Se afloja la contratuerca y se presenta fuga de gas.Estos mltiples golpes rompen el tornillo que une las dos piezas de la vlvula y esta se desarma.En este momento el switch de vibracin del compresor no actu.Algunas partes de la vlvula entran en el recorrido del pistn, y este se fractura en el extremo. Los continuos golpes se transmiten por el vstago hasta la cruceta y de all al buln, donde momentneamente se rompe la pelcula de aceite en su contacto con el buje, que acta como un fusible, lo que ocasiona ralladuras y arrastre de material (figura 9).El operador siente fuga de gas por el tornillo central, cuando comienza a apretarlo siente un fuerte golpeteo y apaga el equipo.

Desarrollo del Anlisis3.7 Polticas de Control que garanticen la erradicacin de la fallaOverhaul del compresor (desde el ao 2005 se viene postergando), en el cual se incluya el rectificado de todos los asientos de los cilindros donde asientan las vlvulas compresoras.Monitoreo Recip Trap despus de la reparacin parcial y con un frecuencia de cada 3 meses.Instalar sello de Plomo adecuado para tercera etapa y tener en bodega stock suficiente.Realizar procedimiento de calibracin de switch Murphy y evaluar funcionamiento.Retirar residuos de oxido del equipo esttico del compresor como scrubber, botellas y lneas.Aunque cada botella o cilindro compresor tiene instalados termmetros en la succin y descarga, se recomienda implementar toma de temperatura con pistola lser a vlvulas compresoras.3.8 Seguimiento: Ejecutar el Overhaul del compresor en el 2008 y cada 5 aos de servicio.Monitoreo Recip Trap con un frecuencia de cada 3 meses.Instalar sello de Plomo adecuado para tercera etapa y tener en bodega stock suficiente (2008).Realizar procedimiento de calibracin de switch Murphy y evaluar funcionamiento (cada 6 meses)Retirar residuos de oxido del equipo esttico del compresor como scrubber, botellas y lneas (cada 5 aos aproximadamente) Toma de temperatura con pistola lser a vlvulas compresoras (cada mes)

Desarrollo del Anlisis3.9 Beneficios econmicos y tcnicos logrados

Costos sin mantenimientoLa tendencia de la falla es cada 2 aos y eso genera un costo de:Prdidas de produccin: $435.600.000 costos de la reparacin: $150.000.000Esto tendra un impacto anual de : ($435.600.000 + $150.000.000) /2= $ 292.800.000

Costos con mantenimientoEjecutar el Overhaul del compresor en el 2008 y cada 5 aos de servicio. $250.000.000 Monitoreo Recip Trap con un frecuencia de cada 3 meses....$150.000Instalar sello de Plomo adecuado para tercera etapa ytener en bodega stock suficiente (2008)...........$200.000Realizar procedimiento de calibracin de switch Murphy y evaluar funcionamiento (cada 6 meses).........$100.000Retirar residuos de oxido del equipo esttico del compresor como scrubber, botellas y lneas (cada 5 aos aproximadamente) ......$10.000.000Toma de temperatura con pistola lser a vlvulas compresoras (cada mes)..........$20.000Si se calcula el valor en mantenimiento anual se tiene:($250.000.000/5)+($150.000*4)+($200.000*1)+($100.000*2)+($10.000.000/5)+($20.000*12)= $ 53.240.000

Participantes del GrupoRoles

Beatriz Prez Contreras. Sombrero BlancoEnrique Gmez. Sombrero RojoCesar Cote. Sobrero AzulAlexander Pinzn. Sombrero AmarilloFabio Plata. Sombrero Negro UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERESCUELA DE INGENIERIA MECNICA POSGRADO EN GERENCIA DE MANTENIMIENTOCICLO II