NORMA ISO 14224 - Industrias de Petróleo, Petroquímicas y de Gas Natural (2016)

MAYO 2021

ISO 14224 INDUSTRIAS DE PETRÓLEO, PETROQUÍMICA Y GAS NATURAL RECOLECCIÓN E INTERCAMBIO DE DATOS DE CONFIABILIDAD Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS

Nicolay Agustín Cerda C. Daniel Mauricio Sanchez Madelyne Alonso Luis Felipe Ochoa F. Alejandra Aponte M.

Nicolás Guevara G. Santiago Candil R. Diego Alejandro Moreno Daniel Felipe Medina D. Arley Angulo

Mateo Linares Geraldine Manosalva Juan Pablo Tobos Victor G. Pulido C.

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ALCANCE Base para la recolección de datos de confiabilidad y mantenimiento (RM) con practicas estandarizadas en un formato para la industria de Oil & Gas.

ESTANDARES INTERNACIONALES Se enfocan es dos areas principales: Requisitos de los datos a recolectar.

Formato de datos para facilitar el intercambio.

Se deben recolectar datos de las siguientes categorías: Datos de equipos.

Datos de fallas.

Datos de mantenimiento.

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TERMINOS Y DEFINICIONES:

Con el propósito de comprender a fondo todos los parámetros expuestos en la norma, estos estan definidos y abreviados para uso dentro de esta. Así como notas para su interpretación o categorización

E.J Tiempo Activo de Mantenimiento Duración de una acción de mantenimiento, excluyendo la demora logística Nota 1 a la entrada: Las demoras técnicas están incluidas en el tiempo activo de mantenimiento.

Nota 2 a la entrada: Vea Figura 4 y Anexo C para una descripción más detallada y una interpretación de los tiempos de mantenimiento. Véase también ISO/TR 12489:2013, Figura 5.

Nota 3 a la entrada: Se puede llevar a cabo una acción de mantenimiento mientras el ítem esta función requerida.

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APLICACIÓN

Cobertura del Equipo

Industria del petróleo, petroquímica y gas natural; equipos de procesos, tuberías, equipos de seguridad, equipos de carga y descarga, etc.

Periodos de tiempo

Aplicable durante el ciclo de vida operativo del equipo, incluyendo la instalación, puesta en marcha, operación, mantenimiento y modificación.

Usuarios de este Estándar Internacional

Planta/instalación, propietario/operador, industria, fabricante/diseñador, autoridades/organismos regulatorios, consultor/contratista.

Limitaciones

No proporciona descripciones detalladas de métodos para el análisis de datos, así como los datos de costos (usados en el análisis de rendimiento de confiabilidad).

Intercambio de datos de RM

Cualquier intercambio debe cumplir con las leyes nacionales e internacionales que gobiernan las prácticas anti-competitivas (p.ej. arreglos de boicot colectivos).

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BENEFICIOS DE LA RECOLECCIÓN E INTERCAMBIO DE DATOS RM Diseño/ fabricación

Eventos de falla y mantenimiento

Operaciones y mantenimiento

Mejora de Concepto

Datos

Ajustes y Modificaciones Análisis

Figura 1. Proceso de mejora continua.

Aspe. económicos Optimización del CAPEX y OPEX. Mejor rentabilidad.

Menor costo de seguro, etc.

Aspe. generales "Ser capaz de operar".

Extensión de vida del equipo.

Mejor calidad del producto.

Aspe. de seguridad y medioambientales Mejor seguridad del personal.

Reducción de fallas catastróficas.

Menor impacto medioambiental.

Aspe. analíticos Mayor calidad y población de datos.

Mejor toma de decisiones.

Mejor previsibilidad.

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7: CALIDAD DE DATOS Características

Verificación de Datos

Posibles Problemas y limitaciones La recolección de datos en un proceso extenso que está codiciando por varios factores, entre ellos se encuentran: la fuente, interpretación, el formato, método de recolección, competencia y motivación. Los cuales presentan una serie de problemas y limitaciones, a continuación se presentan estos:

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8: LIMITES DE EQUIPO, TAXONOMIA Y DEFINICION DE TIEMPOS LIMITES DE EQUIPO La determinación de los limites de un equipo, sus alcances y elementos ayuda a la correcta recolección y análisis de datos. Tambien mejora la comunicación entre distintas areas, ya que al tener un esquema claro y general se obtendrán datos compatibles entre el personal.

Una forma de facilitar esto es con un esquema donde se resalten componentes, sistemas, entradas, salidas y una linea que delimite el equipo. Es importante hacer un esquema por equipo.

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TAXONOMIA En cuanto a la taxonomia, es la clasificacion sistematica de los items. Esta clasificacion debe tener en cuanta factores como ubicacion, uso, subdivisiones entre otros. En la siguiente imagen se pude ver el orden y categorias que se deben considerar segun la regla internacional.

Ahora bien, los datos deben estar relacionados con ciertos parametros de confiabilidad y mantenimiento. Esta relacion se ve en la siguiente tabla.

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LINEA DE TIEMPO Para la correcta recolección de datos se debe definir un periodo de vigilancia, asi se podrán determinar los factores de confiabilidad.

Durante este tiempo hay una terminología que se debe tener clara: - Caliente: maquinaria lista para trabajar pero aun no inicia.

- En servicio: maquinaria en funcionamiento.

- Frio: tiempo de espera y preparacion.

Estos terminos se encuentran en dos campos mas grandes, parada y activo, los cuales se explican en la siguiente imagen:

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En cuanto al tiempo de recolección de datos, como se dijo anteriormente depende del tiempo que tarde en presentar fallas y/o su nivel de importancia. Este tiempo puede ser hasta todo el ciclo de vida del equipo, pero lo mas común es que sea un intervalo mas corto debido al costo (Anexo C).

La recolección comienza despues de que el periodo de arranque (burn in) concluya. Esto se repetirá en varios arranques dependiendo del equipo.

Posteriormente se analizaran los datos obtenidos, ponderando el numero de fallas con el tiempo.

Por ultimo, tenemos el tiempo de mantenimiento explicando cada uno de los estados o fases despues de una falla.

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9. DATOS RECOMENDADOS PARA EQUIPOS, FALLAS Y MANTENIMIENTO Categoría de datos • Datos del equipo • Datos de la falla • Datos de mantenimiento

Formato de datos • Facilitación de consultas y análisis de datos, • Facilitar la entrada de datos, • Revisión de consistencia llevada a cabo en la entrada, al mantener listas de códigos predefinidos, • Minimización del tamaño de la base de datos y tiempos de respuestas a consultas.

Estructura de base de datos Estructura lógica

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9. DATOS RECOMENDADOS PARA EQUIPOS, FALLAS Y MANTENIMIENTO Datos de equipos

Datos de falla

Categorías de mantenimiento

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ANEXO A

ATRIBUTOS DE CLASES DE EQUIPOS El "Anexo A" brinda información acerca de cómo se pueden categorizar los equipos típicos utilizados en la industria petroquímica, respecto a factores como la taxonomía, definición de los límites y data general de inventario.

Dicho enfoque estandarizado ha sido aplicado a sub-unidades comúnes de la mayoría de clases de equipo. Esto permite sintetizar la data de categorías y definiciones de un solo equipo.

1. DEFINICIÓN DE LÍMITES

2. DATOS DE EQUIPOS COMUNES El Estándar Internacional recomienda algunos datos comunes del equipo que deben ser recolectados por todas las clases de equipos. Se concluye que dichos datos resultan valiosos al momento de comparar o realizar el benchmarking del equipo. Dichos datos clasifican los equipos por nivel de taxonomía, así como entre los 3 grandes sectores de la industria petrolera: upstream, midstream, downstream - Petroquímica-. A continuación se presenta una tabla resumen de algunos de los equipos comunes.

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ANEXO A

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ANEXO A 3. CLASIFICACIÓN DE EQUIPOS Y APLICACIÓN

¿Qué es la OREDA? Oreda es un proyecto que inició en el año 1981, en este participaron diversas compañías internacionales de Oil & Gas, de igual manera cada 6 o 7 años se lleva a cabo una nueva edición actualizada de la data. El OREDA Proyect surgió como una necesidad de proporcionar información cualitativa y cuantitativa de Confiabilidad en el Mantenimiento.

Para cada categoría de equipo OREDA ofrece 3 aspectos relevantes como lo son: Inventario de Equipos, Modos de Fallos, Actividades y trabajos de Mantenimiento.

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DATOS ESPECÍFICOS AL EQUIPO Se presentan un ejemplo para la clase de equipos indicadas en la tabla A.4 con una descripción de la clasificación de equipos, definición de límites, subdivisión en niveles jerárquicos menores y datos específicos al equipo EJEMPLO EQUIPOS GIRATORIOS Motores de combustión Clasificación de equipos y tipos

Definición de limites

Subdivisión de equipos

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Datos específicos del equipo

Esta información se debe utilizar para identificar los datos que se requieren recolectar para cada ejemplo de equipo presentado, y para definir la estructura de una base de datos para los elementos taxonómicos relevantes.

En el anexo A consignado en la norma se lista más ejemplos para cada uno de los siguientes equipos presentados en la Tabla A.4 EQUIPOS GIRATORIOS Motores giratorios Compresores Grupos electrógenos Motores eléctricos Turbinas de gas Bombas Turbinas de vapor Expansores turbo

EQUIPOS ELÉCTRICOS Suministro de energía ininterrumpida (UPS) Transformadores de potencia Conmutadores Convertidores de frecuencia

EQUIPOS SUBMARINOS Equipos submarinos de control de producción Boca de pozo submarina y árboles de navidad Tubos de elevación Bombas submarinas Distribución de energía eléctrica

EQUIPOS MECÁNICOS Grúas Intercambiadores de calor calefactores y calderas Tanques de presión Tuberías Tornos Torretas Conectores giratorios Tanques de almacenamiento

SEGURIDAD Y CONTROL Detectores de gas e incendios Dispositivos de entrada Unidades de lógica y control Válvulas Boquillas Botes salvavidas

TERMINACIÓN DE POZOS Válvulas de seguridad (DHSV) Bombas sumergibles eléctricas Boca de pozo y árboles de navidad Datos de producción/inyección Entre otros** **Para más información consultar desde la sección A.2.2 hasta A.2.12

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ANEXO B INTERPRETACIÓN Y NOTACIÓN DE PARÁMETROS DE FALLAS Y MANTENIMIENTO Toda falla se interpreta por medio de un numero modo de falla, que dice la criticidad de esta.

Primero se recolectan datos de los equipos para conocer su confiabilidad y disponibilidad, como se ve a continuación. a)Fallas intrínsecas del equipo, como lo son las reparaciones que se deben hacer normalmente cada cierto tiempo. b)Ciclo de vida del equipo, como también sus mantenimientos asociados (preventivo y correctivo). c)Fallas anteriormente presentadas. d)Tasa de fallos para registrar la historia de confiabilidad de los equipos.

A continuación, se muestra la tabla donde se exponen los tipos de fallas y la relación entre confiabilidad y disponibilidad.

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NOTACIÓN DE FALLAS Y DATOS DE MANTENIMIENTO Para optimizar el tamaño y la base de datos se recomienda usar datos codificados puesto que si se usan códigos es muy probable que se pierda información útil y además la gran cantidad de códigos puede generar confusión e incluso eh existir duplicados lo necesario es contar con una definición unificada de códigos. se debe también considerar un método de reportar las fallas que permita registrar la fecha y hora de la falla como también detalles como el mecanismo de falla, método de detección y la actividad de mantenimiento.

También es bueno considerar usar códigos de subdivisión para mecanismos de Falla y causas de falla.

MECANISMO DE FALLA El mecanismo de falla es el proceso en el que se encuentra la causa raíz de la falla.

Los códigos de mecanismo de falla se están relacionados a las siguientes categorías generales de tipos de fallas: Fallas mecánicas Fallas de material Fallas de instrumentación Fallas eléctricas Influencia externa Varios Se recomienda que dentro de cada categoría se debe utilizar una categorización más detallada.

Si no existe suficiente información para aplicar los códigos en el subnivel entonces estos códigos quedarán con el número del nivel principal.

También para tener en cuenta es importante resaltar que no se debe confundir el modo de falla con el mecanismo de falla.

El modo de falla es la manera en la que falla el equipo y el mecanismo de falla hace referencia a la causa de la misma.

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A continuación se muestra la tabla con mecanismos de falla.

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CAUSA DE FALLA La causa de falla consiste en identificar el evento desencadenante de la falla.

Se tienen 5 categorías junto con sus divisiones respectivas y códigos relacionados que deben ser utilizados en las bases de datos.

Causas relacionadas al diseño Causas relacionadas a la fabricación/instalación Causas relacionadas a la operación/mantenimiento Fallas relacionadas a la gestión Otros Si no se tiene la información necesaria es posible utilizar la clasificación general.

Las causas de falla no se conocen a simple vista sino que implica realizar un análisis específico de causas raíces.

Esto es de suma relevancia para las fallas más complejas donde es importante evitar que se repitan ya que las consecuencias son graves.

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FALLAS DE CAUSA COMÚN La causa de falla consiste en identificar el evento desencadenante de la falla.

Se tienen 5 categorías junto con sus divisiones respectivas y códigos relacionados que deben ser utilizados en las bases de datos.

Causas relacionadas al diseño Causas relacionadas a la fabricación/instalación Causas relacionadas a la operación/mantenimiento Fallas relacionadas a la gestión Otros Si no se tiene la información necesaria es posible utilizar la clasificación general.

Las causas de falla no se conocen a simple vista sino que implica realizar un análisis específico de causas raíces.

Esto es de suma relevancia para las fallas más complejas donde es importante evitar que se repitan ya que las consecuencias son graves.

Estas fallas deben haber sido abordadas desde el principio de la recolección de datos de confiabilidad y mantenimiento, para las fallas de causa común dependen del nivel taxonómico en el que se realice la recolección de datos y el nivel en donde ocurren las fallas.

Sí existe más de una falla en cualquier nivel debajo de la unidad en donde se recolectan los datos sólo se debe registrar una falla sin embargo en el registro se debe indicar varias unidades, por lo que se debe registrar sólo la primera falla desencadenante.

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MÉTODOS DE DETECCIÓN Este es el método por el cual se descubre la falla esta información es demasiado importante al momento de evaluar el efecto del mantenimiento para sí poder tomar una acción.

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ACTIVIDAD DE MANTENIMIENTO Se establecen doce categorías de actividad de mantenimiento, junto con los códigos correspondientes para el uso en bases de datos, tanto para mantenimiento correctivo como para mantenimiento preventivo.

Sí existen diferentes actividades involucradas, las actividades que predominan son las de reparación, reemplazos, reacondicionamientos y modificaciones, luego vendrían las actividades de reequipamiento y ajuste.

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MODOS DE FALLA Es la manera en que la falla se descubre.

Los modos de falla se presentan en las 8 tablas siguientes para cada categoría principal de equipos mostrada en la Tabla A.4.

La Tabla B.15 presenta un resumen de todos los modos de falla. Se presentan modos de falla recomendados para cada categoría principal de equipos.

Rotatorios (motores de combustión, compresores, generadores eléctricos, turbinas de gas, etc.); Mecánicos (grúas, intercambiadores de calor, calefactores y calderas, tanques de presión, tanques de almacenamiento, tuberías, etc.)

Eléctricos (suministro de potencia ininterrumpible, transformadores de potencia, convertidores de frecuencia, etc.); Seguridad y control (detectores de incendio y gas, dispositivos de entrada, unidades de lógica de control, válvulas, boquillas, etc.)

Submarinos (equipos de control de producción submarinos, boca de pozo y árboles de navidad submarinos, tubos de elevación, bombas submarinas, etc.)

Terminación de pozo (boca de pozo y árboles de navidad en superficie, válvulas de seguridad en pozos, bombas eléctricas sumergibles, etc.)

Perforación (preventores de sobrecarga submarinos (BOP), preventores de sobrecarga en superficie (BOP), unidad de mando superior,etc.)

Intervención en pozos (equipos de control de pozo en superficie, intervención en pozos submarinos, intervención en aguas abiertas, etc.)

Marinos (ej. autoelevación y fijación)

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TABLAS ANEXO B (MODOS DE FALLA)

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ANEXO C GUÍA A LA INTERPRETACIÓN Y CÁLCULO DE LOS PARÁMETROS DERIVADOS DE CONFIABILIDAD Y MANTENIMIENTO Incluye algunas reglas de interpretación recomendadas y fórmulas de cálculos básicos que se utilizan a menudo al momento de analizar los datos de confiabilidad y mantenimiento.

REDUNDANCIA Puede aplicarse según lo siguiente. a)espera pasiva: redundancia en donde una parte de la capacidad de realizar una función requerida se requiere para operar, y la parte remanente de la capacidad permanece inoperante hasta que se requiera; b)espera activa: redundancia en donde toda la capacidad de realizar una función requerida debe operar de manera simultánea.

DATOS BAJO DEMANDA Los datos de confiabilidad recolectados se utilizan para estimar la probabilidad de fallas bajo demanda. En las estimaciones, se debe distinguir entre: a) Fallas ocurridas antes de que la demanda ocurra (fallas no detectadas reveladas por demanda real o en pruebas periódicas de demanda); b) Fallas que ocurren al momento de ocurrir la demanda (debido a la demanda en sí).

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FALLAS INDEPENDIENTES Dos eventos, A y B, son independientes si la ocurrencia de A es independiente de aquella de B. En términos matemáticos, esto significa que la probabilidad condicional de la ocurrencia de B dada la ocurrencia de A, P(B |A), es simplemente igual a P(B). Por lo tanto, utilizando la definición de la probabilidad condicional:

∩

P (B | A) =P(A B) / P (A)= P (B) Esto implica que: P(A B)=P(A)×P(B) Cuando dos eventos tienen la propiedad anterior, significa que actúan de manera independiente el uno del otro, y se puede decir que son estocásticamente independientes.

∩

FALLAS DEPENDIENTES Cuando la ocurrencia de un evento depende de la ocurrencia de una o varios otros eventos, estos eventos se denominan dependientes: P(A B)≠P(A)×P(B) Como ya no son conservadores, no pueden ser aceptables, especialmente para estudios de seguridad. Es por ello que se han introducido los conceptos de falla de causa común y falla de modo común. Los componentes que fallan debido a una misma causa, normalmente fallan a través del mismo modo funcional.

∩

FALLA DE CAUSA COMÚN Una falla de causa común es la falla simultánea o concomitante de varios componentes debido a una misma causa. Por lo tanto, cada vez que las fallas no son completamente independientes, existe la posibilidad de una CCF. Las CCF pueden dividirse en diferentes categorías: a) Falla de suministros (electricidad, aire comprimido, etc.) o agresiones externas (ambientales, incendio, etc.); b) Fallas internas (error de diseño, error de instalación, componentes defectuosos, etc.); c) Fallas en cascada (la falla de A conlleva a la falla de B, que produce la falla de C, etc.).

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FALLA DE MODO COMÚN La noción de una falla de modo común, CMF, se confunde frecuentemente con la noción de CCF, pero es ligeramente diferente: una CMF ocurre cuando varios componentes fallan de la misma manera (el mismo modo). Por supuesto, esto puede ser debido a una CCF.

CLASIFICACIÓN DE OCURRENCIA DE FALLAS

CLASIFICACÓN DE CONSECUENCIAS DE FALLA

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ANÁLISIS DE FALLAS a)El modelamiento de sistema de es recomendable para todos los equipos críticos para el servicio, ya que permite comparar la confiabilidad de diferentes configuraciones de sistema propuestas para contribuir a la selección de concepto en el desarrollo de la base de diseño. Específicamente, — Estudios de sensibilidad para identificar las fallas de componentes o errores humanos, o ambos, que tengan el mayor impacto en la confiabilidad del sistema — Evaluación de los intervalos de inspección operacionales que tienen un impacto directo en la confiabilidad proyectada del sistema — Establecer la cantidad de inspecciones y pruebas requeridas para ciertos elementos del sistema. b) Se puede utilizar un análisis para establecer la lista de los “agentes más graves” de la planta en base a los elementos con las mayores tasas de falla o los costos totales de mantenimiento más elevados. Los agentes más graves también pueden estar relacionados al costo de la producción perdida y el nivel de seguridad inaceptable. c) Se recomienda realizar un análisis de causa raíz en los siguientes casos: — Fallas de tipos de severidad I a VIII; — Sistemas definidos como “agentes graves” por parte de la operación. d) Se recomienda aplicar un análisis de ciclo de vida, tal como el análisis Weibull, para los tipos de equipo que poseen cinco o más fallas de modo común con niveles de severidad de I a XII.

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DISPONIBILIDAD La “disponibilidad” caracteriza una función que puede ser interrumpida sin ningún problema, mientras que la “confiabilidad” es relevante para las funciones que no pueden ser interrumpidas durante un periodo de tiempo.

MATEMÁTICA DE LA DISPONIBILIDAD A(t), es la probabilidad de que un ítem esté en condición de cumplir una función requerida bajo condiciones determinadas en un instante específico de tiempo, suponiendo que todos los recursos externos requeridos están presentes.

A(t) = PS(t) donde PS(t) es la probabilidad de que el ítem S esté en estado disponible en el momento, t — La disponibilidad media para una misión determinada (sobre un periodo de tiempo determinado), Am(t1,t2), es el promedio de los valores de disponibilidad puntuales durante el periodo de tiempo, de t1 a t2: t1<<t<t2

-Disponibilidad “de Estado Constante” (o asintótica), Aas, es el límite de la disponibilidad media para una misión determinada donde el periodo de tiempo tiende al infinito,

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MATEMÁTICA DE MEDICIONES Y ESTIMACIONES DE REGISTROS DE DATOS DE DISPONIBILIDAD MEDIA a) Disponibilidad operativa, A0 A0 = MUT / (MUT + MDT) donde MUT es el tiempo activo medio, estimado utilizando el tiempo activo real observado en terreno; MDT es el tiempo de parada medio, estimado utilizando el tiempo activo y tiempo de parada real observados en terreno. b) Disponibilidad intrínseca, AI AI = MTTF / (MTTF + MTTRes) donde MTTRes es el tiempo medio para restaurar, estimado utilizando el tiempo activo de mantenimiento observado en terreno; MTTF es el tiempo medio transcurrido hasta la falla, estimado utilizando los tiempos activos reales observados en terreno. c) tiempo medio transcurrido hasta la falla, METBF, METBF = MTTF + MTTRes

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USO DE MEDICIONES Y ESTIMACIONES EN REGISTROS DE DATOS DE DISPONIBILIDAD MEDIA AI y Ao no son equivalentes, excepto cuando MDT es igual a MTTRes. Generalmente, AI es de interés para los ingenieros de confiabilidad, mientras que Ao es de interés para el personal de mantenimiento.

La disponibilidad operacional por año, Ao,y, y la disponibilidad técnica por año, AT,y

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MATEMÁTICA DE LA TASA DE FALLA Y ESTIMACIÓN DE PROMEDIO DE FALLA

La frecuencia media de falla es la frecuencia media, w, de falla (es decir, el número de fallas por unidad de tiempo). Es fácil calcular un estimador, wˆ, de esta frecuencia en base a los datos históricos de RM al dividir el número de fallas observadas, n, del ítem considerado por el tiempo acumulado de funcionamiento (tiempo de operación) durante el mismo periodo de tiempo wˆ = n / STTFi donde n es el número de fallas observadas; TTFi es el tiempo ith hasta la falla (i.e. duración ith de funcionamiento observada en terreno).

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ESTIMACIÓN DE METODOS DE FALLA Para estimar la probabilidad máxima se usan parámetros como el numero de fallas observadas y el tiempo de servicio contando tiempos de vigilancia y operación.

Estimadores de intervalos de confianza: Para estimar la probabilidad máxima se usan parámetros como el numero de fallas observadas y el tiempo de servicio contando tiempos de vigilancia y operación.

Estimación de la tasa de fallas sin fallas: Ya que el enfoque que se tiene en el estimador de fallas tiene en cuenta el numero de falla en un periodo de tiempo, este tiene problemas cuando el numero de fallas es igual a cero por ello para este nuevo caso se utiliza a formula.

La tasa de fallas se estima con la formula:

Ventajas: - Funciona con n=0 - Es homogéneo con el nivel de confianza - Es fácil de usar

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Fallos por función de ciclos en vez de tiempo En algunos casos es pertinente halar de la falla dado al numero de ciclos que se han hecho que al tiempo en el que el objeto falla para hacer un análisis mas real como ejemplo se tiene un conector, es lógico pensar que un conector va a fallas si se suele conectar y desconectar varias veces al día a un conector que se conecte una sola vez y no se vuelva a desconectar por eso surge el análisis de fallas con respecto al número de ciclos donde las formulas anterior mente mencionadas funcionan pero se tiene que reemplazar la variable tiempo (t) con la variable ()c que son el numero de ciclos que se realizaron también llamada la demanda el ítem, un ítem que tiene una demanda mas grandes va a tener un numero de ciclos mucho mas grande que uno de baja demanda Mantenibilidad: Cuando se habla de mantenibilidad se habla de la capacidad que tiene un objeto de mantenerse en un estado en el que cumple su función dado situaciones determinadas Es la probabilidad que tiene un objeto de ser restaurando a su condición en un tiempo predeterminado Un método de probabilidad para medir el rendimiento de la mantenibilidad de un ítem

RT= Tiempo para reparar el item P(RT<t ) la probabilidad de que RT se menor al tiempo t

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TASA DE REPARACION μ es la probabilidad de que un ítem se repare en in intervalo de tiempo. La formula es:

Donde TR es el tiempo hasta reparar RTi es la duración de la reparación MTR Tiempo total medio de la reparación Mediciones y estimaciones.

Factores intríncecas y extríncecas -Intríncecas son las que son diseñadas para que el item sea fácil de hacerle mantenimiento -Extríncecas son las condiciones que se le están dando al ítem para trabajar Interpretaciones del tiempo medio: Los valores medios como el tiempo medio de parada, entre fallas, transcurrido hasta el final, de reparación, activo y otros son buenos indicadores en circunstancias en las cuales no se encuentran muchos datos necesarios para una estimación o simplemente el ítem no tiene un cierto comportamiento probabilístico, pero también pueden ser muy malos indicadores cuando se habla de desgaste y periodo de ajuste.

-Tiempo de parada medio -Tiempo medio transcurrido entre fallas -MUT Tiempo activo medio -MDT Tiempo de parada medio -Tiempo medio hasta fallar -Tiempo medio de reparación -Tiempo disponible medio Pruebas de detección de fallas: -Disponibilidad requerida -Disponibilidad requerida -Error Humano

-Disponibilidad costo beneficio -Manejo de le incertidumbre

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ANEXO D REQUISITOS DE DATOS TÍPICOS

El valor que poseen los datos se basa en las decisiones que se toman con respecto a ellos. Estas decisiones repercuten en factores económicos y de seguridad del proyecto. Buenos modelos de análisis y datos de alta calidad permiten tomar las mejores decisiones.

En general este anexo presenta los tipos de análisis que corresponde según la aplicación y estos son detallados en la tabla D.1.

Por otro lado, los tipos de datos a recolectar con respecto a su análisis se muestran en las tablas D.2, D.3 y D.4.

Tabla D.2 — Datos de equipos a registrar Tabla D.3 — Datos de fallas a registrar Tabla D.4 — Datos de mantenimiento a registrar Estas tablas deben ser usadas en conjunto con la Tabla 5,6,8 (Datos de equipos comunes para toda clase de equipos, Categorización de Mantenimiento, Datos de mantenimiento) A continuación, se presenta una parte de la tabla D.2

Finalmente, en la tabla D.5 se presentan la clasificación que se le da a los datos de confiabilidad según su fuente.

Datos Datos Datos Juicio Datos

generales específicos a la empresa operadora específicos al fabricante de expertos sobre el error humano

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ANEXO E INDICADORES DE RENDIMIENTO CLAVES (KPIS) Y BENCHMARKING Los datos permiten generar indicadores para mejorar el rendimiento del proceso

Benchmarking de rendimiento: Permite comparar varias organizaciones.

Identificación de áreas de mejora: Con el benchmarking se pueden identificar las áreas de mejora, sin embargo, estas áreas no siempre son las que tienen el menor rendimiento.

Desarrollo de KPIs para el mejoramiento: Los KPIs se desarrollan en las áreas donde se desea mejorar el rendimiento. Estos deben ser: Con objetivos específicos, medibles, alcanzables, realistas y basados en el tiempo.

Medición de KPI : Es importante medir los KPIs y una vez se tiene el resultado se debe comparar este con el objetivo propuesto.

Implementación de acciones correctivas: Si existen desviaciones entre la medición y el objetivo se deben implementar acciones correctivas.

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ALINEAMIENTO CON LOS OBJETIVOS DE NEGOCIOS Los KPIs se alinean con los objetivos de la organización para las instalaciones.

Benchmark vs KPIs Pese a tener diferencias sutiles, es importante identificarlas.

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USO DE BENCHMARKING Principios de benchmarking Permiten determinar los puntos de referencia y el estándar con respecto al cual se puede medir el rendimiento. En 3 pasos: Evaluar y medir su propia operación Documentando de procesos y en relación a entidades en el grupo de pares Identificar las buenas prácticas e implementarlas.

General Una base conocimiento sólida es necesaria para el desarrollo de buenas prácticas. Es vital que exista información de todas las diferencias en el diseño y las condiciones de operación. El benchmarking no es sólo un sistema de puntuación, pero como una guía para el progreso hacia las metas y el mejoramiento continuo en el futuro.

Nivel de taxonomía Si un KPI establecido en un nivel taxonómico identifica una debilidad, entonces se debe definir y aclarar las causas de la debilidad en el siguiente nivel taxonómico hacia abajo.

Selección de benchmarks Para el Estándar Internacional los KPIs que son capaces de medir la confiabilidad y efectividad son: MTTF, disponibilidad, costo de pérdidas de producción, costos directos, costos del personal de soporte de mantenimiento y control y planeación de actividades

Beneficios Asegura un mejoramiento continuo en elementos claves del proceso de trabajo de mantenimiento confiabilidad de la planta. Elementos como: mantenimiento predictivo y preventivo, gestión de materiales ,etc...

Selección de grupos de pares Los dos factores diferenciadores de grupos de pares más significativos en estudios de confiabilidad y mantenimiento son: Familia de procesos: por razones de tipos de equipos, grado de severidad del proceso y complejidad de mantenimiento Región geográfica: por razones de los costos generales como mano de obra por hora, prácticas laborales y de contratación, entre otros.

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ANEXO F CLASIFICACIÓN Y DEFINICIÓN DE FALLAS CRÍTICAS DE SEGURIDAD GENERAL Este Anexo busca familiarizar al usuario con el Estándar Internacional, algunas definiciones y clasificaciones aplicadas a los equipos críticos para la seguridad.

En la industria del petróleo se resaltan estos lineamientos de seguridad a nivel nacional: IEC 61508:2010 (todas las partes) IEC 61511:2016 (todas las partes) IEC 61508:2010 (todas las partes) IEC 61511:2016 (todas las partes) ISO/TR 12489:2013 proporciona orientación en relación al modelamiento y cálculos de confiabilidad de sistemas de seguridad.

MODELAMIENTO Y CÁLCULOS DE CONFIABILIDAD DE SISTEMAS DE SEGURIDAD ISO/TR 12489:2013 proporciona lineamientos para los ingenieros de confiabilidad que trabajan con enfoques probabilísticos, los cuales, en conjunto con las consideraciones cualitativas, se utilizan cada vez más para diseñar sistemas de seguridad confiables.

Algunas de las fallas de causa común recopiladas pueden ser fallas sistemáticas, por lo que no se categorizarían bajo los grupos de modo de falla aleatorios DU/DD/SD/SU. La clasificación de las fallas sistemáticas también está cubierta en ISO/TR 12489:2013,

Al momento de registrar y/o analizar las fallas de SIS, se recomienda consultar IEC 61508:2010 (todas las partes), IEC 61511:2016 (todas las partes), ISO/TR 12489:2013, además de cualquier directriz nacional que se considere relevante.

El Anexo D.5 proporciona una clasificación de las fuentes de datos de confiabilidad para el uso al momento de analizar tales sistemas, pero esta clasificación también sirve para la recolección e intercambio de datos de confiabilidad en general

EL ANEXO A DE ISO/TR 12489:2013 PROPORCIONA UN LISTADO DE 31 SISTEMAS CON FUNCIONES DE SEGURIDAD, Y TAMBIÉN ENUMERA LAS CLASES DE EQUIPO ASOCIADAS BAJO ESTE ESTÁNDAR INTERNACIONAL, LAS CUALES SON RELEVANTES PARA LA RECOLECCIÓN O ESTIMACIÓN DE LOS DATOS DE CONFIABILIDAD AL MOMENTO DE ANALIZAR TALES SISTEMAS

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CLASIFICACIÓN Y DEFINICIÓN DE FALLAS CRÍTICAS DE SEGURIDAD

GENERAL

Los sistemas instrumentados de seguridad (SIS) pueden tener un alto grado de influencia en la seguridad e integridad de la planta, por lo que las fallas de estos deben ser tratadas de manera más específica. Además, es de interés primordial saber las consecuencias de una falla de estos sistemas con respecto su impacto en la seguridad.

A continuación, se enumeran algunos términos de uso común en esta área, con referencias a las definiciones de los términos: Sistemas no de seguridad intrínseca en caso de falla: sistemas en donde la probabilidad de fallas peligrosas no es insignificante.

Falla segura (véase ISO/TR 12489:2013, 3.2.5).

Estas fallas favorecen una acción de seguridad determinada.

Las fallas sin efecto son aquellas fallas que no tienen impacto en la seguridad.

Las fallas sin efecto son aquellas fallas que no tienen impacto en la seguridad.

Fallas ocultas (véase ISO/TR 12489:2013, 3.2.11). Estas fallas pueden ser detectadas, por ejemplo, por pruebas periódicas.

Fallas reveladas inmediatamente (véase ISO/TR 12489:2013, 3.2.10).

Falla segura (véase ISO/TR 12489:2013, 3.2.5).

Estas fallas favorecen una acción de seguridad determinada.

Sistemas de seguridad intrínseca en caso de falla: sistemas basados en un diseño que favorezca las fallas seguras y que tengan una probabilidad insignificante de fallas peligrosas.

Falla peligrosa (véase ISO/TR 12489: 2013, 3.2.3). Estas fallas impiden una acción de seguridad determinada.

CLASIFICACIÓN DE MODOS DE FALLA EN SIS PARA LA RECOLECCIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS DE CONFIABILIDAD EC 61508:2010 (todas las partes) introduce una clasificación de fallas adaptada a los SIS. Aquí, las fallas se dividen primero en dos categorías fallas aleatorias y fallas sistematicas: Las fallas aleatorias de los componentes en IEC 61508:2010 se categorizan en mayor detalle, dividiéndose por modo de falla en los siguientes grupos: — peligrosa detectada (DD); — peligrosa no detectada (DU); — segura detectada (SD); — segura no detectada (SU).

Al momento de recolectar datos para los SIS, se debe enfatizar dos temas: — fallas de causa común — intervalo de pruebas (periódicas) para la identificación de fallas peligrosas no detectadas (DU)

Algunas de las fallas de causa común recopiladas pueden ser falla sistemáticas, por lo que no se categorizarían bajo los grupos de modo de falla aleatorios DU/DD/SD/SU descritos anteriormente.

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TEMAS DE TIEMPO INACTIVO EN RELACIÓN A LA RECOLECCIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS DE SIS Los temas de tiempo inactivo son importantes para la recolección y análisis de datos de confiabilidad de SIS. La Cláusula 3 define el término “tiempo total medio de reparación (MRT)”, en relación de la reparación de las fallas después de que hayan sido detectadas. Otro término que se utiliza es “tiempo medio para restaurar (MTTRes)”, el cual incluye tanto el tiempo de detección de la falla como el tiempo de reparación.

MTTRES = MFDT + MRT. DEFINICIÓN DE FALLAS PARA SISTEMAS DE SEGURIDAD GENERAL La gestión de riesgos de sistemas de seguridad también requiere de una gestión de confiabilidad de los equipos y recolección de datos asociados.

Las fallas no detectadas típicamente se denominan fallas críticas para la seguridad en relación a la función de seguridad, y por lo tanto existen prácticas de presentación de informes que involucran a las autoridades reguladoras.

las fallas peligrosas que deshabilitan una Función de Seguridad Instrumentada (SIF) se denominan fallas críticas para la seguridad con respecto a esta SIF. Las fallas críticas para la seguridad pueden ser identificadas y monitoreadas a nivel de la planta, y la relación entre el número de fallas críticas para la seguridad detectadas por las pruebas periódicas y el número correspondiente de pruebas realizadas (comúnmente denominada “fracción de falla”) se utiliza para este propósito.

SEGUN EL ESTANDAR INTERNACIONAL: el término “crítico/a” está relacionada al impacto de una falla en una o varias funciones o en la planta.

Las fallas no críticas son las fallas de degradación y las fallas incipientes, según lo definido por este Estándar Internacional.

Caracteriza una falla que deshabilita por completo una función de seguridad instrumentada.

El analista debe considerar de manera cuidadosa cuáles de los modos de falla de los equipos son relevantes con respecto al análisis de confiabilidad de la función de seguridad. En este contexto, se deben cubrir los ítems relevantes dentro de los límites del equipo que son necesarios para la función de seguridad (es decir, detección, decisión y acción).

DEFINICIONES RECOMENDADAS Adicionalmente en este documento se proporciona algunas definiciones recomendadas, además de criterios técnicos y operacionales de los modos de falla

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ISO 14224 INDUSTRIAS DE PETRÓLEO, PETROQUÍMICA Y GAS NATURAL RECOLECCIÓN E INTERCAMBIO DE DATOS DE CONFIABILIDAD Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS TALLER EN ÉNFASIS II - UNIVERSIDAD DE LA SABANA