Actividad 3: Infografía “Planteamiento del mantenimiento prescriptivo”

mantenimiento centrado en confiabilidad y mantenibilidad rcm

Actividad 3: Infografía “Planteamiento del mantenimiento prescriptivo”

uNIVERSIDAD SANTO TOMAS

HOLLMAN STEVEN MANDUANO RESTREPO JESSICA LORENA ALVAREZ ALDANACARLOS HUMBERTO MIRANDA DIAZLUISA FERNANDA RUIZ VIDAL

04-11-2025

ÍNDICE

1. introducción

7. Por qué Plan 53B es “la mejor opción” para este caso?

2. LEctura cap 3.

8. Plan de implementación (RCM asistido por IA)

3. Activo y servicio analizado

4. FMECA – Bomba / Tren Moto‑bomba (API 610 OH2)

9. Impactos y beneficios esperados

5. Tareas RCM (derivadas de la lógica JA1011) e integración con IA

10. Conclusiones

11. Bibliografía

6. Variables, sensores y técnicas recomendadas

RCM asistido por IA para una Bomba Centrífuga API 610 (OH2) con Sello Mecánico API 682

Cualquier Estacion de Bombeo de Crudo concentra buena parte de su riesgo operativo y de sus pérdidas de oportunidad en equipos rotativos críticos. Entre ellos, las bombas centrífugas de proceso API 610 (OH2) y sus sistemas de sellado API 682 son protagonistas: bombean crudos, fracciones intermedias y productos a condiciones de presión/temperatura que exigen alta confiabilidad y control de riesgos HSE. La estrategia de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad (RCM) ofrece el marco sistemático para definir tareas que gestionen los modos de falla con mayor impacto (seguridad, medio ambiente, producción, costos), y su validez se sustenta en los criterios SAE JA1011 y la guía JA1012, que establecen qué debe cumplir un proceso para llamarse “RCM” y cómo aplicarlo correctamente. En paralelo, las normas ISO 17359 y la serie ISO 13374 proporcionan lineamientos para programas de monitoreo de condición (qué medir, con qué periodicidad y cómo procesar/visualizar datos), y una arquitectura de datos abierta para integrar fuentes (SCADA/DCS, historiadores, CMMS, analítica avanzada y modelos de IA). Este andamiaje normativo habilita pasar del mantenimiento correctivo o calendario, a uno basado en condición y pronóstico, donde IA y analítica convierten señales en diagnósticos y decisiones de intervención con trazabilidad.

Introducción

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lectura seleccionada (Cap. 3 libro de autoria): SAE JA1011 (2024/2025)

Propósito y alcance: JA1011 es un estándar de evaluación: especifica los criterios mínimos que debe cumplir cualquier proceso para denominarse RCM. No prescribe formatos ni herramientas concretas; más bien, exige que el proceso identifique funciones, fallas funcionales, modos de falla y consecuencias, y que la selección de tareas se realice mediante una lógica de decisión que prioriza seguridad, ambiente, operación y economía del ciclo de vida. Elementos evaluables clave:Definición de funciones y estándares de desempeño del activo y sus límites (boundaries).Análisis de fallas funcionales, efectos y consecuencias, con trazabilidad a datos operativos.Árbol/lógica de decisiones que derive tareas proactivas (condición, restauración, reemplazo), búsqueda de fallas y rediseños, con criterios de aplicabilidad y intervalos defendibles.Gestión de consecuencias de seguridad, ambiente y operación: si ninguna tarea previene o detecta a tiempo una falla intolerable, el proceso debe forzar rediseños o cambios de operación.Documentación y mantenimiento del programa (living program), con retroalimentación de resultados y auditorías periódicas.

Activo y servicio analizado

• Equipo crítico: Bomba centrífuga API 610 tipo OH2; tren motor eléctrico 3,6 kV, acoplamiento flexible, base con grout epóxico; rodamientos antifricción con lubricación por baño/anillo. Características OH2: horizontal, una etapa, carcasa radial, montaje al centro (centerline mounted), diseño back‑pull‑out para mantenimiento ágil.

• Sellado: Arreglo 3 (dual presurizado) con Plan 53B, barrera líquida presurizada por acumulador de vejiga con N₂; circulación por anillo de bombeo y disipación de calor por enfriador. Seleccionado por alta confiabilidad en estaciones remotas y mínimas emisiones fugitivas.

• Entorno operativo: crudo dulce–agrio leve (posible H₂S bajo), operación continua, una bomba en operación y una en standby (N+1), variabilidad de caudal moderada, succión desde tanques, instrumentación DCS/PI.

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FMECA – Bomba / Tren Moto‑bomba (API 610 OH2)

Tareas RCM (derivadas de la lógica JA1011) e integración con IA

On‑condition (ISO 17359)

Restauración / reemplazo:

Búsqueda de fallas:

Rediseño (si la consecuencia es intolerable)

Capa de IA/analítica (como enabler del RCM)

Variables, sensores y técnicas recomendadas

Por qué Plan 53B es “la mejor opción” para este caso?

Para servicios de hidrocarburos en estaciones de bombeo remotas, el Plan 53B ofrece:

• Barrera presurizada independiente con acumulador de vejiga (sin fuente permanente de N₂), que evita disolución de gas en el fluido barrera (ventaja sobre 53A).
• Casi cero emisiones al ambiente durante operación normal; ante degradación, las tendencias de P_barr/flujo/T permiten detección temprana y parada segura.
• Capacidad térmica adecuada con enfriamiento (aire/agua) y circulación por anillo de bombeo.
• Amplio soporte de fabricantes y paquetes estandarizados para montaje brownfield.

(Trade‑offs: mayor costo CAPEX y complejidad frente a un sello simple con Plan 11/62; no obstante, en términos de HSE y confiabilidad, el 53B es la alternativa preferible en petróleo y gas).

Plan de implementación (RCM asistido por IA)

1. Arranque y alineación normativa: validación de funciones y límites del activo (JA1011), requisitos API 610/API 682 y esquema de datos ISO 14224.
2. Instrumentación & QA: instalación/calibración de sensores de la tabla; commissioning del 53B (pruebas de presión, flujo, alarmas); líneas OPC UA a historizador.
3. Baselines: pruebas hidráulicas (curva H‑Q‑η), firmas de vibración/MCSA y del circuito 53B en condiciones nominales.
4. Modelado: gemelo hidráulico; modelos de anomalía y clasificación; RUL guiado por ISO 13381‑1; canal de datos conforme ISO 13374.
5. Gobernanza RCM: Árbol de decisiones documentado, justificación de tareas y periodicidades; auditorías de conformidad JA1011.
6. Escalado y mejora continua: indicadores, lecciones aprendidas y backlog de rediseños.

Impactos y beneficios esperados

• Mayor disponibilidad: detección temprana de cavitación, rodamientos y degradación del 53B, habilitada por monitoreo y analítica. (ISO 17359 + JA1011 sostienen la selección y periodicidad).

• Reducción de fugas/emisiones mediante sello dual presurizado y control de variables del plan (53B)
• Eficiencia operativa: operación más estable cerca del BEP a partir del gemelo hidráulico y control de NPSH (marco API 610).
• Datos comparables y trazables para decisiones y aprendizaje corporativo (ISO 14224 + ISO 13374).

Conclusiones

• JA1011 aporta el listón mínimo para llamar RCM a un proceso: garantiza que el esquema propuesto preserve funciones, evalúe consecuencias y fundamente sus tareas en una lógica replicable; con ello, la IA se integra como soporte, no como sustituto del método.
• Para una bomba API 610 (OH2) en bombeo de crudo, el sello dual presurizado con Plan 53B es la alternativa más robusta para minimizar emisiones y sostener la continuidad operativa en estaciones remotas.
• Un programa de monitoreo conforme ISO 17359 y vibración regida por ISO 10816‑7 permite detectar degradaciones mecánicas e hidráulicas con suficiente antelación para tomar acciones on‑condition, reduciendo paradas no planificadas.
• Estandarizar la gestión de datos con ISO 14224 y la arquitectura de proceso con ISO 13374 es decisivo para que los modelos de pronóstico (ISO 13381‑1) y la toma de decisiones del RCM sean trazables, auditables y escalables.

GRACIAS

bomba centrífuga API 610 tipo OH2

Para las bombas API, el marco técnico se complementa con API 610 (requisitos de diseño y pruebas), API 682 (sellos mecánicos y planes de sellado) y estándares de vibración (ISO 20816 / antes 10816) y ANSI/HI 9.6.4 (medición/valores permisibles) que dan criterios objetivos de severidad y aceptación. Para la lubricación/aceites y limpiezas se incorporan ISO 4406 (códigos de limpieza) y ASTM D4378 (aceites de turbina; aplicamos el enfoque de monitoreo a aceites de equipos rotativos), que estructuran el programa de análisis de aceite. Finalmente, ISO 55000/55001 alinea el RCM con un Sistema de Gestión de Activos de clase mundial. Este trabajo desarrolla un caso de bomba centrífuga API 610 (OH2) en un tren de carga de una unidad de destilación. Se integra un RCM asistido por IA: análisis funcional, AMFE/RCM según JA1011/JA1012, arquitectura de datos ISO 13374/OSA-CBM, y un plan de implementación con sensores, umbrales y tareas predictivas.

FMECA resumido (método conforme JA1011)

Funciones primarias: entregar caudal y presión de despacho; secundarias: operar cerca del BEP con vibración/temperatura dentro de límites; mantener cero fugas no controladas del sello; cumplir protecciones. (Marco API 610 para desempeño de bomba; API 682 para sellado). Modos de falla de mayor riesgo (extracto):

• Cavitación/aireación por NPSHa insuficiente u operación fuera del BEP.
• Desbalance/desalineación (montaje, acoplamiento, depósitos).
• Falla de rodamientos (lubricación/contaminación/fatiga).
• Holguras hidráulicas (anillos de desgaste, eje).
• Vibración estructural/resonancia (rigidez de base, soft‑foot).
• Falla de sello dual/auxiliares: pérdida de presión de barrera, obstrucciones, sobre‑temperatura, fuga excesiva.
• Fallas eléctricas motor (MCSA: barras del rotor, desequilibrios).
• Protecciones inoperantes (switches de presión/flujo en sistema 53B).
• La estructura de datos y taxonomía para registrar efectos y consecuencias seguirá ISO 14224.