1. ANÁLISIS CAUSA RAIZ DE UN SISTEMA DE GENERACIÓN DE VAPOR.
PHD. Leonardo Contreras.
Profesor del Departamento de Procesos y Sistemas, Universidad Simón Bolívar.
Ing. Dianella Lucietto.
Estudiante de la Especialización de Confiabilidad de Sistemas Industriales, Universidad Simón Bolívar.
MSc. Joaquin Santos.
Profesor del Departamento de Procesos y Sistemas, Universidad Simón Bolívar.
MSc. Orlando Aguillón.
Profesor del Departamento de Conversión de Energía, Universidad Simón Bolívar.
Caracas, Venezuela. Apartado 89000. Valle de Sartenejas, Edo. Miranda 9995. Venezuela.
RESUMEN
Durante los últimos 5 años, el sistema de generación de vapor ha presentado gran cantidad de fallas que han interrumpido la producción de las plantas de MTBE y Metanol, generando considerables pérdidas económicas para ambas empresas. Las calderas 720-B-4 y 720-B-6 han presentado recurrentes fugas internas debido a rotura de tubos, y aunque se han realizado análisis metalúrgicos especializados para determinar las causas físicas de estas fallas, aún se desconocen las causas latentes que las originan. La propuesta del trabajo es analizar estadísticamente las fallas del sistema de generación de vapor para determinar los equipos críticos con alto índice de falla, así como aplicar la metodología análisis causa raíz para evaluar las fallas más impactantes. Los resultados de este trabajo serán de gran utilidad para la empresa, ya que permitirán proponer acciones de mejora dirigidas a minimizar las fallas del sistema de generación de vapor, y por ende, de las plantas Súper Octanos y Supermetanol. C.A.
Palabras Clave: confiabilidad, falla, costo de ciclo de vida, ventiladores centrifugos de tiro forzado
1.- INTRODUCCIÓN
En mayo 2006, Corredor[1] reporta que en la caldera 720-B-4 se detectaron 12 tubos con grietas transversales, picaduras y roturas. En total, se taponaron 56 tubos y se repararon 24 (10 en pared posterior). A las muestras de tubos fallados se aplicaron técnicas como Inspección Visual, Metalografía Óptica, Prueba de Dureza y Microdureza, Difracción de Rayos X, entre otros. El análisis determinó que la causa principal de falla fue la modificación realizada al sobrecalentador en el año 2005 para incrementar la temperatura de operación de la caldera, lo cual permitió un flujo de calor directo hacia los tubos fallados. Se recomendó revisar el diseño e implementar modificaciones que aseguraran un balance de flujo de calor adecuado hacia las zonas de la caldera donde se encontraron los tubos fallados. En junio 2010, Corredor [2] realizó una evaluación metalúrgica a muestras de tubos fallados de la caldera 720-B-6, determinando que la fuga interna fue causada por el estrés mecánico al que fueron sometidas las uniones de los tubos con el tambor inferior, excediendo la resistencia mecánica del material de los tubos. En agosto 2010, Indesca [3] realizó análisis metalográfico a cuatro muestras de tubos agrietados de la caldera 720-B-6 y a un tubo sin presentar falla de agrietamiento, a los cuales les aplicó ensayos microfractográficos, análisis de composición química elemental, ensayos de difracción de rayos X y dureza. Se determinó como posible causa de falla una combinación de los efectos de falta de tenacidad-ductilidad de la aleación del material de los tubos, un mecanismo de fatiga térmica y un proceso de corrosión localizada que produce el inicio de agrietamiento de los tubos desde la cara interna, y su propagación a través de un mecanismo mixto de Fatiga Térmica / Corrosión-fatiga hasta producir grietas pasantes con la consecuente fuga que permite la detección de la misma.
En marzo 2011, Pérez [4] finalizó un Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y Mantenibilidad (RAM) en Súper Octanos para determinar el factor de servicio esperado de la planta en un horizonte de 6 años de acuerdo a la configuración y confiabilidad de sus componentes, y filosofías de operación y mantenimiento. El análisis se sustenta en un modelo de simulación que toma en cuenta la configuración de los equipos, fallas aleatorias, las reparaciones, paradas parciales, totales y el mantenimiento planificado. La base fundamental del análisis está en la selección de los TPPF y TPPR para los diversos equipos de la planta, tomados en bancos de datos genéricos de la industria, experiencia propia y opinión de expertos. Uno de los objetivos del análisis era jerarquizar los equipos y unidades críticas que aportaban mayor indisponibilidad al sistema, resultando la unidad 720 (sistema de vapor y agua de calderas) la segunda unidad más crítica de la planta con aporte a la indisponibilidad del 22.73 %. Adicionalmente, las calderas 720-B-4 y 720-B-5 ocuparon las posiciones 3 y 4 en el listado de equipos críticos, mientras que la caldera 720-B-6 se ubicó en la posición 9. Debido a estos resultados, se propuso evaluar un segundo escenario incluyendo una nueva caldera, con lo cual el aporte a la indisponibilidad de la unidad 720 disminuyó de 22.73 a 4.26 %, incrementó el factor de servicio total de la planta de 89.1 a 90.3 %, y las calderas se ubicaron por debajo de la posición 30 en el listado de equipos críticos. Se recomendó evaluar financieramente la adquisición de una nueva caldera.

2. 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La planta de MTBE dispone de la unidad 700, la cual tiene como función garantizar a las unidades de proceso, los insumos requeridos para su continuidad operacional, como son: agua de enfriamiento, vapor, aire de instrumento y de servicio, gas natural, agua desmineralizada y nitrógeno. Dentro de la unidad 700 se encuentra la unidad de generación de vapor (U-720) constituida actualmente por tres calderas, dos de ellas con una capacidad de producción de 113,4 T/H y otra de 68 T/H, que generan vapor a una presión y temperatura de 46,4 kg/cm2 y 430 °C, respectivamente. Por otra parte, la planta cuenta con dos recuperadoras de calor instaladas en una de las unidades de proceso, las cuales generan la suma de 80 T/H de vapor a plena capacidad de producción. Un porcentaje del vapor producido en la unidad 720 es consumido en las unidades de proceso de la planta Supermetanol C.A.
El diseño original de la planta de MTBE (1989) contempló la instalación de una sola caldera, la 720-B-1, con capacidad de 130 T/H de vapor, y las recuperadoras de calor 200-X-3 y 200-X-7 con una suma estimada de 80 T/H de vapor adicional. Posteriormente, en el año 1992, con la puesta en servicio de la planta Supermetanol, se instaló una segunda caldera, la 720-B-3, con las mismas características de la caldera 720-B-1. Esta caldera era propiedad de Supermetanol pero estaba instalada en Súper Octanos, y por ende, era operada por su personal. El vapor de esta nueva caldera se enviaba a la red principal de vapor de Súper Octanos, a través del cual se suministraba vapor hacia las unidades de proceso de Súper Octanos, y una corriente se enviaba continuamente hacia Supermetanol.
En el año 1997, Súper Octanos incrementó su capacidad de producción en un 15 %, por lo tanto, la demanda total de vapor aumentó de 210 T/H a 300 T/H aproximadamente. No se realizó un estudio oficial (manejo del cambio) del impacto sobre el sistema de generación de vapor que tendrían las nuevas exigencias de producción de la planta de MTBE, con la finalidad de determinar si los equipos del sistema de generación de vapor cubrirían sin inconvenientes la nueva demanda de vapor.
En el año 2001, ocurrió un incidente operacional con la caldera 720-B-1 que disminuyó significativamente su vida útil, saliendo de operación en enero 2006. Previo a la parada definitiva de esta caldera, debido a sus continuas fallas, se estaba instalando de emergencia una nueva caldera, la 720-B-4, la cual entró en operación en febrero 2006. Esta caldera era usada, fabricada en el año 2000 y fue necesario realizar modificaciones a nivel del sobrecalentador para lograr las condiciones operacionales del vapor exigidas por Súper Octanos.
A solo dos meses de operación en Súper Octanos, la caldera 720- B-4 presentó una falla en los tubos de la zona convectiva, detectando 12 tubos con grietas transversales, picaduras y roturas. En total, se taponaron 56 tubos y se repararon 24 (10 en pared posterior). El análisis de falla determinó que la causa principal de la falla fue la modificación realizada al sobrecalentador en el año 2005 para incrementar la temperatura de operación de la caldera, lo cual permitió un flujo de calor directo hacia los tubos fallados. Se recomendó revisar el diseño e implementar modificaciones que aseguraran un balance de flujo de calor adecuado hacia las zonas de la caldera donde se encontraron los tubos fallados. Entre las modificaciones realizadas se instalaron ladrillos refractarios para sellar abertura de 2,4 pulg. en la parte superior del sobrecalentador y en el espacio entre las secciones superior e inferior del sobrecalentador (en el espacio entre las mirillas de observación), y se instaló una segunda pared de ladrillos refractarios detrás del sobrecalentador (pared posterior). Posteriormente, en julio 2007 la caldera 720-B-3 quedó definitivamente fuera de servicio al colapsar durante maniobras de arranque luego de la parada programada general de planta correspondiente a ese año. Días después del accidente, se colocó en servicio una nueva caldera, la 720-B-5, la cual se había adquirido para incrementar la confiabilidad operacional de las plantas Súper Octanos y Supermetanol, sin embargo, ante el colapso inesperado de la caldera 720-B-3, la confiabilidad del vapor no se logró mejorar con la puesta en marcha de la 720-B-5 cuya capacidad de producción era igual a la caldera 720-B-4, 113.4 T/H de vapor. Con las calderas 720-B-4 y 720-B-5 en operación, Supermetanol decidió adquirir una nueva caldera para compensar la ausencia de la 720-B-3 y mejorar la confiabilidad del sistema de vapor. Finalmente, durante el mes de julio 2008 se instaló y puso en servicio la nueva caldera 720-B-6 en Súper Octanos, con una capacidad de producción de 68 T/H de vapor. En febrero 2009, la caldera 720-B-6 presentó su primera falla, se detectaron grietas en la unión de los soportes para los sopladores de hollín (no existentes en esta caldera) con los tubos de la zona convectiva, taponando un total de 7 tubos. Siguiendo las recomendaciones del análisis de falla posterior, en agosto 2009 se taponaron los 26 tubos restantes con soportes para los sopladores de hollín. En definitiva, la caldera quedó con 33 tubos taponados.
A principios del mes de mayo 2010, la caldera 720-B-6 comenzó a presentar continuas paradas por fugas internas debido a fallas de los tubos con grietas transversales en la zona de expandido con los domos inferiores. Para el mes de julio ya se había taponado un total de 260 tubos y aún no se lograba una prueba hidrostática satisfactoria. Seguidamente, se determinaron otros 22 tubos con falla, llegando a superar el 19 % de tubos fallados, por lo tanto, se decidió no continuar con las reparaciones y evaluar un posible reentubado de la caldera. Finalmente, se decidió reentubar la caldera y fue puesta nuevamente en servicio en febrero 2011. Por otra parte, en junio 2010 la caldera 720-B-4 presenta una falla por fuga interna, encontrando un tubo de pared fallado en la zona convectiva. Posteriormente, en diciembre 2010 nuevamente se determina fuga interna de esta caldera, ahora por la falla de dos tubos en la zona convectiva. Finalmente, la caldera queda con el 4,3 % de los tubos taponados.
3. DESCRIPCION DEL SISTEMA DE VAPOR
El sistema de generación de vapor de Súper Octanos está constituido principalmente por la Unidad de Generación de Vapor y Agua de Alimentación de Calderas (Unidad 720) y parte de la Unidad de Deshidrogenación (Unidad 200). La unidad 720 está conformada por el desaireador 720-V-1, las bombas de agua de calderas 720-P- 1A/B/C con sus respectivos motores 720-MP-1A/B y turbina a vapor 720-TP-1C. El desaireador 720-V-1 recibe dos corrientes principales: un flujo de 160 Ton/h de condensando recuperado procedente de las unidades de procesos y 140 Ton/h de agua desmineralizada, ambas corrientes provenientes de la unidad 770. La corriente de agua desmineralizada es el resultado de 70 Ton/h recibidas desde Supermetanol y 70 Ton/h producidas en la unidad de agua desmineralizada de Súper Octanos (Unidad 770), ver figura 1.
En la unidad 720 se encuentran instaladas tres calderas a combustión con gas natural: 720-B-4, 720-B-5 y 720-B-6. Las dos primeras pertenecen a Súper Octanos, y la última pertenece a Supermetanol,

3. siendo operada por Súper Octanos. Las calderas 720-B-4 y 720-B-5
tienen una capacidad máxima de producción de vapor de 113,4
Ton/h, y la caldera 720-B-6 de 68 Ton/h. Estos equipos reciben agua
de calderas proveniente de las bombas 720-P-1A/B/C y lo convierten
en vapor de alta presión, el cual es enviado a la red principal de
vapor de Súper Octanos a 46,4 kg/cm2 y 430 °C.
Figura 1. Diagrama del sistema de generación de vapor de Súper
Octanos C.A. [5]
Por otra parte, en la unidad 200 se ubican las recuperadoras de calor
200-X-3 y 200-X-7, las cuales, al igual que las calderas de la unidad
720, reciben agua de calderas provenientes de las bombas 720-P-
1A/B/C para convertirlo en vapor de alta presión y enviarlo a la red
principal de vapor. Las recuperadoras de calor 200-X-3 y 200-X-7
son equipos a través de los cuales se hacen pasar los flujos de
hidrocarburo y de aire a altas temperaturas (±600 °C),
respectivamente, provenientes del ciclo de operación de los reactores
de deshidrogenación. Estos equipos son similares a un
intercambiador de calor tubo y carcasa, donde el calor generado para
llevar a cabo la reacción de deshidrogenación es cedido al agua de
calderas, y de esta forma, se aprovecha la energía calorífica para
producir vapor.
3.1 Definir el volumen de control en estudio
Para definir el volumen de control a analizar, solo se consideraron
los equipos principales del sistema de generación de vapor de Súper
Octanos ubicados en la unidad 720.
Figura 2. Volumen de control a analizar del sistema de generación de
vapor de Súper Octanos C.A.
En la figura 2, se presenta el volumen de control definido para el
estudio del sistema de generación de vapor de Súper Octanos,
conformado por el desaireador 720-V-1, las bombas de agua de
alimentación de calderas 720-P-1A/B/C con sus respectivos motores
720-MP-1A/B y turbina a vapor 720-P-1C, y las calderas 720-B-4,
720-B-5 y 720-B-6.
4. MARCO METODOLOGICO.
Para mejorar la confiabilidad del sistema de generación de vapor
de Súper Octanos C.A., se proponen los siguientes pasos
metodológicos:
4.1 Recopilar y validar la información de las paradas de planta
ocurridas en Súper Octanos C.A. durante los últimos 5 años (2007 –
2011)
Solicitar al departamento de producción de la empresa, el archivo
electrónico de las paradas de planta de los años 2007 al 2011, el cual
contiene las fechas de inicio y fin de cada parada de planta, las
pérdidas de producción asociadas y una breve descripción del
evento.
4.2 Determinar los equipos críticos del sistema de generación
de vapor
Se refiere a los equipos dentro del volumen de control que han
generando mayor pérdida de producción debido a sus fallas. De la
lista obtenida en el paso anterior, se selecciona solo la información
correspondiente a los equipos ubicados dentro del volumen de
control del sistema de generación de vapor definido en el punto 3.1.
Para determinar los equipos críticos, en una hoja de Excel se elabora
el Diagrama de Pareto. Los equipos que se ubiquen hacia el lado
izquierdo de la línea vertical, serán considerados los críticos al
representar el 20% de los equipos que genera el 80% de las pérdidas
de producción.
4.3 Determinar los modos de fallas de los equipos críticos que
generan mayor impacto en la producción
Para cada equipo critico, en una hoja de Excel realizar un
Diagrama de Pareto siguiendo los pasos del 4.2.1 al 4.2.9, ahora
considerando los modos de falla de cada equipo crítico con sus
respectivas pérdidas de producción.
De esta forma, se obtienen los modos de falla de los equipos
críticos que generan las mayores pérdidas de producción según el
principio de Pareto, a los cuales se les aplicará Análisis Causa Raíz.
Estos modos de falla serán considerados como los Eventos a analizar
en los respectivos ACR.
4.4 Desarrollo de Análisis Causa Raíz empleando la
metodología PROACT® con el uso del software Meridium
Súper octanos cuenta con el software Meridium [6] para
administrar la gestión de sus activos. Dentro de los módulos que
incluye este software, se encuentra el módulo de Análisis Causa
Raíz, el cual utiliza la metodología PROACT® [7]. PROACT® es
una metodología disciplinada desarrollada por Reliability Center,
Inc. (RCI) que permite identificar las causas físicas, humanas y
latentes de cualquier tipo de falla o incidente que ocurren una o
varias veces permitiendo adoptar las acciones correctivas que
reducen los costos del ciclo de vida útil del proceso, mejora la
seguridad y la confiabilidad del negocio.

4. 4.4.1 Pasos de la metodología PROACT®:
El nombre PROACT se refiere a los pasos a seguir, en inglés, para el desarrollo de la metodología:
• PReserve: Preservar la información del evento.
• Order: Ordenar el equipo de análisis.
• Analyze: Analizar el evento.
• Comunicate: Comunicar los hallazgos y emitir las recomendaciones.
• Tracking: Seguimiento de los resultados y aplicación de las recomendaciones.
4.4.1.1 Preservar la información del evento
Como sucede en cualquier labor investigativa, es un requerimiento que la información (evidencia) sea levantada y preservada de manera tal que pueda ser utilizada en análisis posteriores. Así, como el detective en la escena del crimen, el área debe ser acordonada y la escena preservada para que los profesionales levanten la información necesaria. PROACT® utiliza una técnica de levantamiento de información llamada 5 P’s. Las 5 P’s se refieren a los siguientes cinco tipos de información:
 Personas: Personal a ser entrevistado en relación a un evento. Esto incluye: la gerencia, la administración, ingenieros, operadores, etc.
 Paradigmas: Sistemas de creencias de las personas que contribuyen negativamente en la toma de decisiones. Por ejemplo: “Es culpa del fabricante”, “Pobre diseño”, etc.
 Partes: Evidencia física o tangible. Por ejemplo: rodamientos, tuberías, muestras, cables, etc.
 Posición: Elementos relacionados con el tiempo y el espacio, localización de la evidencia física. Por ejemplo: ubicación de un evento, cuando ocurrió, turno,posición de una válvula (abierta/cerrada), etc.
 Papel: Documentación (papel y electrónico). Por ejemplo: procedimientos, especificaciones, registros, resultados de pruebas, datos del fabricante.
4.4.1.2 Ordenar el equipo de análisis
Una característica de esta metodología es la manera como se constituye el equipo de análisis. Este esfuerzo implica lo siguiente:
Asignar un líder imparcial al equipo que tenga dominio de la metodología PROACT. Es importante considerar que la persona asignada como líder no tenga ningún interés particular en los resultados. Conformar un equipo multidisciplinario basado en la naturaleza del evento a analizar, asegurando la imparcialidad, la objetividad y el compromiso de los miembros del equipo.
4.4.1.3 Analizar el evento
Cualquier evento no deseado es producto de una serie de relaciones “causa-efecto”. La información levantada en la sección 4.4.1.1, se emplea finalmente como evidencia de lo que realmente ocurrió o no. Inicialmente, se elabora el Diagrama del Evento. Posteriormente, se emplea un árbol lógico para representar gráficamente las relaciones “causa-efecto”. De esta forma, los dos niveles de bloques superiores representan el Evento (Nivel 1) y los Modos de Falla (Nivel 2). De nivel a nivel se van representando las relaciones “causa-efecto”, estos niveles específicamente representan los “resultados no deseados” que ocurrieron (solo los hechos). Desde el nivel “Modos de Falla”, no se conoce el por qué de lo ocurrido, solo se sabe que algo ha sucedido. Una vez validadas las hipótesis, se comienzan a identificar los diferentes tipos de causas, empezando por la física, seguida de la humana, y por último, la causa latente. Se puede encontrar más de una causa física de nivel a nivel (Ver la Figura 3).
Figura 3. Árbol lógico de Fallas
4.4.1.4 Seguimiento de los resultados y aplicación de las recomendaciones
Una vez que los hallazgos son comunicados de manera exitosa y las recomendaciones han sido aprobadas e implementadas, es necesario hacerle seguimiento a la efectividad de las recomendaciones para validar que se están produciendo los resultados esperados. El seguimiento de las evaluaciones ayuda a asegurar que las recomendaciones son efectivas y que están atacando las causas identificadas. En caso contrario, es necesario re-evaluar el evento.
5. RESULTADOS
5.5 Análisis Causa Raíz de la falla del soplador de la caldera 720-B-5
El eje del soplador de la caldera se encuentra apoyado sobre rodamientos ubicados en el interior de chumaceras, una localizada en el lado libre del soplador, y otra, en el lado de acoplamiento del soplador con el motor eléctrico. En el interior de cada chumacera se encuentra un rodamiento, el cual es continuamente lubricado para reducir el contacto metálico entre las piezas que giran. Entre los años 2007 y 2011, la caldera 720-B-5 presentó siete fallas por altas vibraciones del soplador, de las cuales, tres se originaron en el rodamiento lado acople, tres en el rodamiento lado libre, y una en ambos rodamientos. El ACR se realizó considerando la información de la última falla ocurrida el 15/07/10, en la cual falló el rodamiento lado libre, ya que se logró reunir evidencia del estado del rodamiento durante la intervención del equipo.
5.5.1 Conformación del equipo de análisis y preservación de la información de la falla
Como parte de los procedimientos de Súper Octanos, al ocurrir una parada de planta generada por la falla de un equipo, se procede a recopilar y preservar la información disponible en el momento relacionada con la falla.

5. Tabla 1. Preservación de información para el ACR de la caldera 720-
B-5
Categoría Datos Estrategia Fecha
Personas Información sobre mtto
realizado al equipo.
Entrevista 1/24/2011
Papel Resultados de Predictivos
realizados al equipo previo a la
falla.
Buscar información
en AMS, oracle y
archivos
personales.
1/24/2011
Personas Información sobre mtto realizado
al equipo.
Entrevista 1/24/2011
Personas Información sobre mtto realizado
al equipo.
Entrevista 1/24/2011
Personas Información sobre mtto realizado
al equipo.
Entrevista 1/21/2011
Personas Información sobre mtto realizado
al equipo.
Entrevista 1/21/2011
Papel Correos asociados a la
falla.
Revisar correo de
la fecha
en el buzón.
1/21/2011
Papel SERVICE MANUAL FOR
HEAVY DUTY FANS
1/27/2011
Papel Punto de apertura del damper
adecuado basado en
comportamiento de vibraciones.
2/2/2011
Papel Información de Balanceo del
equipo.
2/2/2011
Papel Información de comportamiento
de la caldera 72(1-0-5
durante el mes de julio de 2IIK).
2/2/2011
Debido a que el modo de falla “Altas vibraciones del soplador” de la
caldera 720-B-5 resultó ser uno de los modos de mayor impacto
dentro del sistema de generación de vapor, se procedió a conformar
un equipo multidisciplinario para desarrollar el ACR bajo la
metodología PROACT®, con el uso del software Meridium.
Seguidamente, se procede a ordenar las evidencias aplicando la
técnica de las 5 P’s, tal como se muestra en la tabla 1, asignando
responsables a cada una, la estrategia a seguir para su ubicación y la
fecha en la cual debe estar disponible para reunir al equipo
multidisciplinario e iniciar el análisis de la falla.
5.5.2 Análisis de la falla del soplador de la caldera 720-B-5
Una vez reunida y ordenada la información, se procedió a
elaborar el Diagrama del Evento (ver figura 4).
Figura 4. Diagrama de Evento del ACR de la caldera 720-B-5
El diagrama de eventos representa gráficamente la secuencia de los
acontecimientos en el tiempo hasta la ocurrencia de la falla y
posterior puesta en servicio de la caldera luego de la intervención del
rodamiento lado libre del soplador. Posteriormente, se comienza a
elaborar el árbol lógico de fallas, colocando el evento en el nivel
superior, seguido por los posibles modos de falla del soplador, los
cuales resultan de tormentas de ideas durante las reuniones del
equipo de investigación, como resultado de la experiencia y
conocimiento de los miembros del equipo. El evento es representado
dentro del cuadro de línea roja y los modos de fallas dentro de los
cuadros de líneas verdes, tal como se muestra en la figura 5.
Falla del Soplador de la caldera 720-B-5
Alta vibración Alta temperatura Ruido
del rodamiento
Flujo de aire
deficiente
Figura 5. Evento y posibles Modos de Falla del ACR de la caldera
720-B-5.
Para el caso en estudio, se descartaron los modos de fallas “Alta
temperatura del rodamiento” y “Flujo deficiente de aire”; y se
validaron los modos de falla “Alta vibración” y “Ruido”.
¿Existió alta vibración? ¿Se evidenció
ruido anormal?
¿Existió alta temperatura
del rodamiento?
¿Existió flujo de aire
deficiente?
Falla del Soplador de la caldera 720-B-5
Alta vibración Alta temperatura Ruido
del rodamiento
Flujo de aire
deficiente
Figura 6. Validación de los Modos de Falla del ACR de la caldera
720-B-5.
A partir de este momento se comienzan a generar hipótesis sobre
los modos de falla validados, dando respuesta a las posibles causas,
representando de nivel a nivel las relaciones “causa – efecto”, tal
como se muestra en la figura 7 para el modo de falla “Alta
Vibración”.
Desalineación Variación de Desbalance
apertura del
damper
¿Como puede ser que ocurra Alta vibración
alta vibración en el soplador?
Posibles causas
(Hipótesis)
CAUSA
EFECTO
Eje doblado Soltura
Mecánica
Figura 7. Relación “causa – efecto” para el modo de falla “Alta
Vibración”
Con base en las evidencias, se procede a descartar aquellas hipótesis
que no ocurrieron, representándolo con el símbolo prohibido().En
las figuras 8 y 9, se presenta el resultado de este análisis para los
modos de falla “altas vibraciones” y “ruido”, respectivamente, donde
las causas físicas se encuentran en color azul, las causas humanas en
color verde y las causas latentes en color amarillo.

6. Desalineación Eje doblado Soltura
Mecánica
Variación de Desbalance
apertura del
damper
Alta vibración
Desalineación
entre puntos de
apoyo de la
chumacera
Acumulación
de partículas
sólidas en el
rodete
Desalineación
motor –
soplador
Deformación
de
componentes
de aspa del
soplador
Pérdida
de
material
del
impulsor
Centro de
rotación no
coincide
con centro
geométrico
Ajuste
inadecuado
de
componentes
Instalación
inadecuada de
componentes
Componentes
incorrectos
Alineación
deficiente
Estructuras de
apoyo
deterioradas
(Fundaciones)
Adiestramiento
inadecuado
Ausencia de
procedimiento
El soplador no
se balanceó en
sitio
No existen
políticas de
balanceo en sitio
Adiestramiento
inadecuado
Ausencia de
procedimiento
Adiestramiento
inadecuado
Ausencia de
procedimiento
CAUSA FISICA
CAUSA HUMANA
CAUSA LATENTE
Figura 8. Árbol lógico del Modo de Falla “Alta Vibración” del ACR
de la caldera 720-B-5
Es importante hacer hincapié en que una causa física puede ser
originada por otra(s) causa(s) física(s) o por causa(s) humana(s),
mientras que las humanas siempre son generadas por causas latentes,
estas últimas consideradas como las causas raíces. De esta forma,
para el modo de falla “Alta vibración”, basados en las evidencias, se
confirmaron las hipótesis desalineación, desbalance y soltura
mecánica, mientras que el eje doblado del soplador y la variación de
apertura del dámper se descartaron como causas de la alta vibración.
Las causas físicas confirmadas fueron: desalineación entre los puntos
de apoyo (chumaceras), centro de rotación del soplador no coincide
con el centro geométrico y soltura mecánica entre las piezas internas
de la chumacera. Finalmente, las causas latentes que originaron alta
vibración en el soplador fueron la ausencia de procedimientos para
realizar mantenimiento al soplador de la caldera 720-B-5, un
adiestramiento inadecuado para el personal de mecánica rotativa y la
ausencia de una política de balanceo en sitio.
Ruido
Soltura
Mecánica
Ajuste
inadecuado de
componentes
Instalación
inadecuada de
componentes
Componentes
incorrectos
Adiestramiento
inadecuado
Ausencia de
procedimiento
Adiestramiento
inadecuado
Ausencia de
procedimiento
Material
foráneo en la
carcasa del
soplador
Rodamiento
Inapropiado
CAUSA FISICA
CAUSA HUMANA
CAUSA LATENTE
Figura 9. Árbol lógico del Modo de Falla “Ruido” del ACR de la
caldera 720-B-5
En cuanto al modo de falla “Ruido”, se descartaron las hipótesis de
rodamiento inapropiado y material foráneo en la carcasa del
soplador, solo se validó la hipótesis de soltura mecánica entre las
piezas internas de la chumacera, la cual se convirtió en una causa
física. Se puede apreciar que esta causa física también aparece en el
modo de falla “Alta vibración”, por ende, las causas humanas y
latentes son las mismas.
5.5.3 Verificación de hipótesis del ACR de la falla del soplador de
la caldera 720-B-5
Un paso clave para el éxito de un Análisis Causa Raíz, es la
validación de las hipótesis. A medida que se avanzó en el desarrollo
del árbol lógico de fallas, se fueron verificando los supuestos.
Generalmente, durante la primera reunión del equipo
multidisciplinario, se plantean hipótesis que deben confirmarse, ya
sea con la información preservada de la falla, entrevistas con el
personal involucrado, analizando las variables de procesos,
realizando análisis específicos y/o especializados de muestras, entre
otros.
6. CONCLUSIONES.
Es importante destacar que basado en el análisis causa raíz se
construyo un árbol lógico basado en hechos y no en suposiciones. Se
evidenció la ausencia de procedimientos para la intervención del
soplador de la caldera 720-B-5, así como la existencia de
adiestramientos inadecuados para el personal de mecánica rotativa.
No existen formatos que indiquen los detalles de la intervención de
mantenimiento, donde se incluyan las holguras requeridas y
mediciones realizadas entre las piezas internas de la chumacera.
Debido a la ausencia de procedimientos, se presume que no se
realizó una correcta instalación de las piezas internas de las
chumaceras lo cual generó desajuste mecánico, manifestado como
alta vibración y ruido. Así mismo, se confirmo una desalineación
entre los puntos de apoyo del soplador, factor que también
contribuyó a la alta vibración. No existe una política de balanceo en
sitio, es decir, el soplador no es balanceado luego de ser instalado en
su ubicación funcional.
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
[1] L. Corredor, Failure Analysis of Boiler 720-B-4. Super
Octanos. Complejo Jose Venezuela, Reference: PP-026-06,
2006.
[2] L. Corredor, Failure Analysis of downcomer tubes in the lower
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Venezuela, Reference: PP-008-10, 2010.
[3] Indesca y Tecnoserv Ingenieros S.A., Análisis de Falla de los
tubos descendentes de la caldera auxiliar de vapor 720-B-6
tipo A (fabricada por CB Nebraska Boiler) perteneciente a la
empresa Súper Octanos C.A., 2010.
[4] M. Pérez, Análisis de Confiabilidad, Disponibilidad y
Mantenibilidad (Análisis RAM), 2011.
[5] Snamprogetti, Manual de operaciones de la unidad de
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Súper Octanos C.A., 1990.
[6] Meridium, Asset Performance Management Software.
[7] Reliability Center Incorporated (RCI), Metodología
PROACT® para el desarrollo de Análisis Causa Raíz.
[8] Lucietto D, Análisis Causa Raíz para determinar las causas
latentes de las fallas del Sistema de Generación de Vapor.
Tesis de Grado para obtener el título de Especialista en
Confiabilidad de Sistemas Industriales. (En elaboración)
Universidad Simón Bolívar. 2012.