Publicado may. 25, 2016

Rendimiento desde el interior

Una refinería en América del Sur se acercaba a su parada de mantenimiento programado, que se lleva a cabo cada tres años de operación de la planta. De acuerdo con el plan original, la refinería pretendía reacondicionar todas las válvulas de emergencia críticas en la planta. Esto implica la organización de grúas, la preparación de la logística para el transporte de las válvulas a las instalaciones del proveedor, el cambio de todas las piezas de desgaste de las válvulas y, finalmente, volver a ponerlas de nuevo en funcionamiento. Sin embargo, esta vez la refinería decidió pensar dos veces antes de continuar con el plan.

Los objetivos de alta fiabilidad de la instalación requieren que cada válvula de apagado de emergencia (ESD) sea operada con una válvula de solenoide inteligente, lo que podría implementar una prueba de carrera parcial (PST) de forma regular para identificar cualquier degradación en este tipo de válvulas de emergencia. Para esta parada, la refinería decidió sacar el máximo provecho de la información de rendimiento que estas válvulas inteligentes podrían proporcionar.

Figura 1: La información es el primer paso para obtener conocimiento. Una válvula de solenoide inteligente puede identificar y visualizar el rendimiento de una válvula de ESD de una manera fácilmente comprensible, como se muestra en este ejemplo de la válvula de solenoide inteligente Neles ValvGuard.

Así, se analizó toda la información en relación con el rendimiento antes de la parada de mantenimiento, la cual mostró que el 40% de las válvulas estaban desarrollando un problema de rendimiento. Sin embargo, el 60% de las válvulas críticas todavía estaban operando al mismo nivel de rendimiento que al comienzo de su ciclo de vida. Sobre la base de esta información, la refinería decidió llevar a cabo actividades de mantenimiento completas sólo para aquellas válvulas que mostraban un rendimiento inferior y, para el resto de las válvulas, sólo se realizó una doble revisión con el fin de confirmar que no mostraran signos de cualquier desgaste que pudiera provocar un riesgo sobre el rendimiento. Esta operación fue una buena aproximación, ya que la refinería fue capaz de reducir los costes de mantenimiento en un 58% en comparación a su método original. Por otra parte, también se aseguró el tiempo de parada, lo que condujo a una mayor seguridad puesto que se redujo la cantidad de trabajos de mantenimiento. Este ejemplo proporciona una descripción exacta de las capacidades y beneficios que una válvula de solenoide inteligente puede proporcionar a sus usuarios finales.

La información conduce al conocimiento

Algunas personas argumentan que el conocimiento puede ser una molestia. Cuando el personal de operaciones es consciente de un fallo crítico, tal como se describe en el ejemplo anterior, se encuentra en una posición difícil, ya que pueden llegar a preocuparse demasiado en cómo actuar cuando una válvula de seguridad crítica no está funcionando. ¿Cómo pueden organizar rápidas acciones de mantenimiento? ¿Qué pasa si este fallo pone en peligro las operaciones de toda la planta?

Sin embargo, otros creen que la información conduce al conocimiento, el conocimiento conduce a la comprensión y la comprensión conduce a la sabiduría. Incluso si la información recibida desde una válvula de solenoide inteligente no es positiva, es el primer paso crucial necesario para permitir una operación más fiable y segura en cualquier planta.

En este caso particular, sería muy lento y costoso sacar todas las válvulas de emergencia críticas de la planta, como ha ocurrido siempre en el pasado. Así, sólo llevando a cabo el mantenimiento completo en el 40% de las válvulas que experimentan degradación del rendimiento, la planta podría garantizar la fiabilidad y seguridad, además de volver al funcionamiento normal de manera más rápida que cuando se revisaron todas las válvulas. Al utilizar la información antes de la parada, se podría planificar todo el proceso y llevar a cabo con mucha más eficacia.

El personal operador también respondió de forma muy proactiva eligiendo reevaluar  sus procedimientos normales de revisión de todas las válvulas. La información que las válvulas podrían proporcionar ayudó a la refinería a avanzar de una forma mucho más inteligente en cuanto al análisis, aprendizaje y  mejora de sus procesos. Al final, tiene más sentido empresarial conocer y reaccionar a los problemas específicos en lugar de ignorarlos.

Utilizando la información de forma proactiva

Con los diagnósticos proporcionados por la válvula de solenoide inteligente, los operadores de la planta fueron capaces de identificar las válvulas que experimentaban problemas sin una prueba de rendimiento. Por otra parte, fue muy valioso para los operadores contar con una mejor comprensión de cuáles válvulas seguían operando como lo habían hecho desde el inicio de la operación.

Gracias a la información de diagnóstico, fue posible ahorrar mucho más tiempo y dinero al no realizar un mantenimiento completo de todas las válvulas, así como también se planificó con más cuidado el mantenimiento necesario para el 40% que necesitaba un mantenimiento completo en una fase anterior. La información también brindó a los operadores la capacidad de analizar la razón del deterioro de rendimiento en esas válvulas. Esto les permitió aprender más sobre un requisito de aplicación específica, lo que sin duda conduce a una mayor fiabilidad y rendimiento del proceso cuando se pueden determinar las causas.

Los proveedores de válvulas pueden ser de gran ayuda para el usuario final cuando se realiza este tipo de trabajo de análisis. Normalmente, pueden ayudar a analizar si hay algún sitio para mejorar aún más la selección y dimensionamiento de la válvula. Además, pueden recurrir a su amplia experiencia en otras aplicaciones de válvulas similares. Tal vasto conocimiento de aplicación puede hacer una gran diferencia a la hora de seleccionar las válvulas más apropiadas para las tareas críticas.

Una válvula de solenoide inteligente analiza el rendimiento de la válvula ESD

Una válvula de solenoide inteligente es un producto especialmente diseñado para cerrar la válvula ESD en caso de emergencia. Un organismo de certificación externo certifica la válvula de solenoide inteligente con el fin que pueda funcionar en aplicaciones particulares. Por lo general, las válvulas tienen cifras de fiabilidad que les permiten funcionar en aplicaciones de nivel 3 de Integridad de Seguridad (Safety Integrity Level, SILJ).

Además de su actividad principal de aplicar seguridad, una válvula de solenoide inteligente es capaz de analizar el rendimiento de una válvula ESD. Esto gracias al hecho de que se han incluido en ella todos los microprocesadores y electrónica necesarios para que pueda realizar la PST. Por lo tanto, la válvula de solenoide inteligente puede usar esta prueba para determinar si el rendimiento de la válvula ESD ha cambiado a lo largo de su vida útil.

Al utilizar la PST, una válvula se rectifica sólo parcialmente para que pueda moverse a un ángulo de apertura específico, como 20%. Después de alcanzar este ángulo de apertura, la válvula vuelve a su posición original. Cuando una válvula se mueve solo parcialmente, la PST puede llevarse a cabo sin perturbar el proceso. Sin embargo, la carrera es suficiente para identificar cualquier desviación de rendimiento durante la vida útil de la válvula. Los problemas típicos que se pueden identificar con la PST incluyen la adherencia de la válvula, la corrosión de la válvula o del actuador, el flujo en frío de material blando, las fugas neumáticas, los problemas en las válvulas de solenoide, etc.

La válvula de solenoide inteligente es una solución integrada que satisface las necesidades de los usuarios finales mientras que se simplifica la instalación. Esto conduce a una mayor fiabilidad, seguridad y eficiencia en los costes (Figura 2).

Figura 2: Una válvula de solenoide inteligente (arriba) simplifica considerablemente la instalación cuando realiza la acción de seguridad y pruebas de rendimiento. La instalación simplificada resulta en mayores beneficios cuando se trata de fiabilidad, seguridad y menores costos totales de instalación. Posicionador y válvula de solenoide (abajo).

Mayor fiabilidad y seguridad con una instalación simplificada

Una válvula de solenoide inteligente puede ofrecer mayores beneficios a un usuario final, así como un contratista de ingeniería, adquisición y construcción (EPC). Desde el punto de vista de un usuario final, la principal ventaja es la instalación simplificada, lo que conduce a una mayor fiabilidad y seguridad, ya que se pueden eliminar los componentes adicionales de la válvula ESD.

Cuando se añade en el mismo paquete la seguridad, la implementación de PST, la alta capacidad neumática y los interruptores de límite, la solución integrada no sólo proporciona una instalación extensa, sino que también extremadamente simple, para el control crítico de la válvula ESD. Es bueno tener en cuenta que estos beneficios tienen como objetivo tanto la fiabilidad y la seguridad, así como también se pueden obtener otras ventajas cuando se utiliza la información de diagnóstico, de modo que se pueden utilizar las actividades de mantenimiento predictivo.

Estudios anteriores han estimado que un programa de mantenimiento predictivo que funcione correctamente puede proporcionar un ahorro del 30 - 40% en comparación con un programa que sólo utiliza el mantenimiento reactivo y preventivo. La retroalimentación de los clientes ha demostrado que la ejecución de las paradas de mantenimiento programadas junto con la ayuda de la información de mantenimiento predictivo puede reducir los costos de mantenimiento a la mitad en los mejores casos. Además, y quizás aún más importante, la preparación preliminar de las acciones de mantenimiento puede asegurar que el programa se mantenga como estaba previsto para eliminar cualquier riesgo de perder tiempo valioso de producción.

Menores costos de inversión de capital para los EPC

Desde el punto de vista de un contratista EPC, los principales beneficios provienen de la inversión de capital. La instalación per se simplifica considerablemente todo el caso y el número de componentes neumáticos usados se reduce para proporcionar una solución de bajo costo para el EPC.

Por otra parte, cuando se considera una solución integrada donde la válvula de solenoide y la funcionalidad de PST están en el mismo paquete, el número de activación/desactivación (I/O) del sistema de seguridad/SCD se puede reducir a la mitad. El costo de la tarjeta I/O es una cosa, pero el espacio es dinero. Una válvula de solenoide inteligente proporciona una solución donde se puede optimizar el espacio y reducir la cantidad I/O a la mitad cuando se trata del control de la válvula ESD.

A pesar de que en general se cree que el diagnóstico no proporciona muchos beneficios para un EPC, esta no es toda la verdad. El diagnóstico puede ayudar a identificar los posibles problemas durante la fase de puesta en marcha. Eso en sí mismo es muy apreciado por los EPC cuando se trabaja hacia inicio rápido de una planta de proceso.

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