Para realizar este análisis, se investigó a nivel de la Corporación, los procesos y equipos similares, puesta en marcha de proyectos recientes. Con ello se logró homologar los equipos del Proyecto con otros existentes.
La aplicación del método se realizará para el caso de la Planta de Chancado Primario, la cual está compuesta por:
• Chancador Primario.
• Alimentador de Correa.
• Correa Transportadora Overland
Lo que se muestra en forma esquemática en la figura 6.1
Figura 6.1 Proceso Chancado Primario
Para fines de representación en la simulación del sistema, se representa en bloques como lo muestra la figura 6.2.
Figura 6.2 Configuración de Equipos Principales Area Chancado Primario
6.2.1 Cálculo de la Disponibilidad
Para nuestro análisis, utilizaremos la expresión de disponibilidad operacional, la cual incluye los tiempos estimados de detención por mantenimiento planificado, además de los tiempos utilizados en mantenimiento correctivos no planificados (ecuación N° 1).
D =Ttotal − (TiempoPM + TiempoMCF ) (%) (1)
Ttot al
donde:
TiempoPM : Tiempo Total utilizado en Mantenimiento Planificado.
TiempoMCF : Tiempo Total utilizado en Mantenimiento Correctivo no
Planificado.
Ttotal : Tiempo total análisis.
Se considerará en cada caso las frecuencias para mantenimiento preventivo más representativas del equipo, estimando el tiempo total de detención. Por otra parte, el tiempo total utilizado en mantenimiento correctivo no planificado, es decir por eventos de fallas, se estiman a través de la suma de las indisponibilidades por fallas, las cuales a su vez son estimadas por medio de un “motor estadístico aleatorio”.
6.2.2 Curvas de Confiabilidad - Definición de Parámetros
S e cálculo los parámetros de las curvas de confiabilidad de los equipos, utilizando el Software MES.
Para llevar a cabo el análisis se realizó una búsqueda de información en SAP PM, consistente en eventos de falla para los equipos homologables al proceso productivo de Ministro Hales.
Dentro de los cálculos se determinó las curvas de confiabilidad R(t) y de probabilidad de falla F(t) en función del tiempo. Se debe tener en cuenta que la confiabilidad se encuentra directamente relacionada con la probabilidad de falla según la relación: F(t)=1-R(t) (1)
Una de las maneras más simples de representar la curva de confiabilidad, es a través de la distribución exponencial, ecuación N° 2,
R(t ) = e
−λ⋅t (2)Este tipo de distribución es muy usado en los análisis de confiabilidad, ya que se trata de una distribución típica de sistemas en donde los fenómenos son puramente casuales, esto es, en donde las causas de las fallas son exclusivamente aleatorias y su aparición es independiente de la edad del equipo (Tasa de falla Constante).
De las diferentes funciones de distribución de probabilidades, la distribución de Weibull es la más usada en estudios de confiabilidad, especialmente de sistemas mecánicos, ya que tiene la ventaja de ser muy flexible, y adaptable a una variedad de observaciones, tales como eventos de mortalidad infantil (Alta tasa de falla en una edad temprana del componente), Tasa de falla constante (productos de eventos aleatorios) y tasa de falla creciente en una edad de vejez de los componente, comportamiento conocido como la curva de la bañera. La expresión de Weibull de 3 parámetros se muestra en ecuación N° 3.
R(t ) = e
−( t −γ
)
βη
En dónde:
β= Parámetro de forma (adimensional)
η= Vida característica (en unidades de tiempo)
γ= Vida asegurada (en unidades de tiempo)
La figura 6.3 muestra el comportamiento de la tasa de falla, en función de β,
para un η=2
Figura 6.3 Parámetros de Weibull
6.3 ANTECEDENTES TÉCNICOS
Los antecedentes técnicos utilizados para desarrollado del análisis y estimación de la Disponibilidad y Confiabilidad, fueron proporcionados por:
• Vicepresidencia de Proyectos.
• Información recopilada desde el Sistema de Administración del Mantenimiento
SAP-PM, para equipos de características similares operando, en las demás divisiones de Codelco Chile. En este punto en particular, se obtuvo información principalmente desde la División Radomiro Tomic.
En la Tabla 6.1, se muestran los equipos escogidos como representativos u homologables en su diseño, capacidad y similitud de operación a lo considerado en el proyecto.
Tabla 6.1 Equipos Homologables Utilizados para el análisis
Proceso Nombre Equipo Equipo Homologable Ubicación Técnica División
Chancado
Chancador Primario Chancador RT RMIN-CHP-CPR RT Correa de Descarga Correa Descarga SRT RMIN-CPS-LPS-ALI RT Correa Overland Correa Overland SRT RMIN-CPS-LPS-CTR-002 RT
6.4 CONSIDERACIONES TÉCNICAS
Para el Cálculo de la Disponibilidad del Proyecto, se utilizó el programa preliminar de mantenimiento revisado hasta la fecha de emisión de este documento. Todos los cambios futuros en este, podrán actualizar los valores aquí mostrados.
Las bases de datos utilizadas para el cálculo de los parámetros de las curvas de confiabilidad, han sido depuradas para eliminar aquellas datas conducentes a error, principalmente relacionadas a antecedentes incompletos. Se debe tener en consideración que estas bases de datos no incluyen detenciones por fallas operacionales ni eventos por detenciones programadas (Mantenimiento Preventivo). En el Anexo Bases de Datos, se presentan las bases de datos utilizadas, para cada tipo de equipo.
6.5 DESARROLLO DEL ANÁLISIS
El análisis de Disponibilidad y Confiabilidad del proyecto se realizó en el Software MES.
A partir de los registros históricos del mantenimiento de estos equipos, en SAP PM e información de usuarios (Mantenedores y Operadores), se modela el comportamiento de las fallas de equipos homólogos a los proyectados. Se obtiene, entre otros, los parámetros de ajuste de curva para las respectivas funciones de probabilidad de fallas en el tiempo, para cada equipo del proyecto. Posterior a ello, y utilizando los parámetros de ajuste de curva obtenidos, se obtiene TMEF y curvas de probabilidad de fallas de los mismos.
El parámetro Tiempo Medio Para Reparar (TMPR), se obtiene a partir del promedio de los tiempos de reparación declarados en los historiales de mantenimiento consultados. Para los ajustes, se utilizó los métodos de Kolmogorov, Coeficiente de Correlación de Spearman, Coeficiente de Correlación Lineal y el Método de la Mínima Distancia a la Curva, comparando entre ellos el porcentaje de error en la estimación.
Para el cálculo de la Disponibilidad, se preparó un plan de mantenimiento preliminar de las instalaciones, en donde se refleja las intervenciones planificadas más significativas para los equipos, considerando duración de la parada y frecuencia.
Una vez obtenidos los valores de las curvas de confiabilidad, las frecuencias de mantenimiento y la duración de las paradas, se utiliza simulación, con una configuración de bloques, datos concernientes a la confiabilidad (TMEF), Mantenibilidad (TMPR), entre otros, que son necesarios y útiles para el cálculo de la disponibilidad de los equipos considerados por el proyecto.
El análisis mostrado en este trabajo, se centra en una primera parte en el cálculo de la disponibilidad de cada equipo, según la configuración del proyecto.
6.6 CONFIABILIDAD Y HOMOLOGACIÓN DE EQUIPOS