Este caso ha sido preparado para servir de base de discusión y no como ilustración de la gestión adecuada o inadecuada de una situación determinada.

Alcance

Un Sistema de Inspección Basada en Riesgo, dispone para su implementación en las industrias de procesos procedimientos de inspección, requiriendo la evaluación del sistema de gestión, resultados de inspección y propuesta de acciones correctivas.

Implementación del Sistemas

Una gestión responsable y eficiente requiere fijar estrategias para lograr operar las plantas con seguridad, confiabilidad y rentabilidad. Se debe preservar tanto la función como la integridad de los activos.

El propósito de un programa de inspección es definir y realizar aquellas actividades necesarias para detectar el deterioro en servicio de los equipos antes de que se produzcan las fallas

El programa de inspección debe sistemáticamente identificar:

  • ¿Qué tipo de daño se produce?
  • ¿Dónde debe buscarse?
  • ¿Cómo puede detectarse (técnica de inspección)?
  • ¿Cuándo o con qué frecuencia debe inspeccionarse?

Un programa de inspección está basado en riesgo cuando se emplea una metodología capaz de sustentar la toma de decisiones aún cuando se cuenta con datos inciertos o incompletos.

El sistema tiene una función predictiva, que intenta determinar la evolución más probable del comportamiento tanto de un conjunto de equipos (unidad, planta) como de un equipo particular, y una función proactiva destinada a decidir acciones correctivas de reparación, rediseño, reemplazo, inspección de los equipos, así como la decisión de continuar en operación hasta la rotura.

Se considera que un grupo reducido, del orden del 20% de los equipos, tienen asociado mas de un 80% del riesgo de una planta, por lo que se debe identificar esos equipos de alto riesgo para focalizar los esfuerzos de inspección y disminuir los riesgos de la planta. De este modo es posible optimizar los recursos económicos empleados en el mantenimiento de los equipos privilegiando seguridad y confiabilidad.

Etapas del Sistema de Gestión

El sistema se implementa en tres Fases.

En la Fase I se define el sistema o conjunto de equipos a analizar así como sus funciones y localización. Durante esta etapa inicial se realiza una auditoría al sistema de gestión de riesgos destinada a determinar el potencial efecto de la gestión actual sobre la probabilidad de falla de los equipos. Del resultado de la evaluación surgen en forma evidente las primeras acciones de mejoras a implementar.

La Fase I se completa con la elaboración de un ranking de criticidad basado en riesgos de los equipos que componen el sistema. Para elaborarlo se emplea primariamente el método cualitativo de análisis de riesgo de API 581. Alternativamente se utiliza o desarrolla un análisis de peligros HAZOP.

Los activos tales como recipientes, tanques, cañerías, compresores, torres, etc. pueden deteriorarse con el transcurso del tiempo, produciéndose diversos tipos de daño (pérdida de espesor, fisuras, cambios metalúrgicos, etc.). Cada tipo de daño puede ser originado por diversos modos o mecanismos de falla operativos según sea el contexto operacional, (mecanismo de desgaste, corrosión, fatiga, creep, fragilización, etc.).

Las diversas técnicas de ensayos no destructivos (END) permiten determinar la presencia y caracterizar las dimensiones asociadas con cada tipo de daño. Sin embargo no hay ninguna técnica de END que pueda emplearse durante una inspección que sea capaz de determinar la presencia de todos los tipos de daño posibles.

Por su elevado costo, no es recomendable realizar una inspección para caracterizar la presencia de todos los tipos de daño posibles en un equipo, por lo que surge como necesidad un análisis previo a la inspección de cuáles modos de falla son posibles o pueden resultar operativos en un determinado equipo. Y luego determinar cuáles son los modos de falla más probables y que tipos de daño pueden causar en el equipo.

Para inspeccionar los equipos identificados como de bajo riesgo se generan planes de inspección genéricos que contemplan un nivel de inspección satisfactorio que considera fundamentalmente el modo de falla por la pérdida de material por corrosión, y se decide la aplicación a intervalos fijos en forma similar a la requerida por la normativa legal.

Realizada estas acciones que involucran definir los Planes de Inspección de un conjunto importante de equipos se pasa a la Fase II. Esta Fase II consiste en el desarrollo de Planes de Inspección específicos para cada equipo.

Con los equipos identificados como de alto riesgo se realiza un análisis semi-cuantitativo de riesgos para cada uno de los equipos. Primero se evalúa para cada equipo cuáles son los modos o mecanismos de falla posibles y los tipos de daño que estos pueden producir. Y se determina el TMSF (subfactor módulo técnico) total como suma de los TMSF para cada mecanismo. El TMSF es una medida del incremento en la probabilidad de falla genérica de un equipo debido al estado del mismo y a la incertidumbre asociada con el conocimiento de la velocidad de daño y el nivel de la inspección.

De este modo es posible diseñar un plan de inspección efectivo para caracterizar la presencia de solo aquellos tipos de defecto que resulten más probables de estar presentes en el equipo, debido a la antigüedad del mismo, materiales con los que fue fabricado, dimensiones, medio agresivo, condiciones operativas, etc.

Con los tipos de daño más probables para el equipo se pueden seleccionar las técnicas de END más adecuadas para caracterizarlos. Sin embargo, según la intensidad – efectividad de la inspección - con que se empleen las técnicas de END estas evidencian con diferente efectividad la presencia y magnitud del daño.

Por ejemplo, la inspección puede ser externa o intrusiva, se pueden emplear una o más técnicas de inspección combinadas y se puede realizar la inspección total o parcialmente.

La determinación de la categoría de efectividad de inspección que se empleará en el Plan de Inspección esta relacionada con el nivel de riesgo del equipo (en algunos casos asociado con la edad), las posibilidades de acceso al interior, la disponibilidad del equipo para su inspección y fundamentalmente de la frecuencia de inspección adoptada.

Finalmente, con la categoría (Satisfactoria, Generalmente Satisfactoria, Muy Satisfactoria) y frecuencia de inspección adoptadas se puede diseñar un Plan de Inspección para el equipo que permita mantener el nivel de riesgo dentro de valores admisibles.

El efecto del Plan de Inspección adoptado sobre el nivel de riesgo se focaliza en el efecto sobre la probabilidad de falla, más que sobre sus consecuencias. Si el Plan de Inspección es poco efectivo en determinar los daños, la probabilidad de falla resultará alta, fundamentalmente debido a la imprecisión en determinar la velocidad de daño.

Cuanto mayor sea la efectividad de la inspección y su frecuencia mayor será el conocimiento sobre el comportamiento del sistema y por consiguiente la probabilidad de falla adoptada para calcular el nivel de riesgo del equipo se aproximará a la probabilidad de falla real, pero desconocida. De este modo el riesgo del equipo resultará menor y más aproximado al nivel genérico asociado al tipo de equipo (cañerías, recipientes, tanques, etc.).

Para algún equipo particular, con un historial que amerite desarrollar un plan de inspección basado en un análisis mas detallado que el precedente, se puede emplear el análisis cuantitativo que describe API 581. Este análisis requiere de realizar un análisis de consecuencias muy detallado junto con un análisis de probabilidad basado en las probabilidades genéricas, corregidas por el TMSF (subfactor módulo técnico) y factores característicos de la planta que incluyen la información recogida inicialmente en la auditoria del sistema de gestión.

A medida que se profundiza el estudio se debe corregir o actualizar el ranking de criticidad.

Con los Planes de Inspección definidos, se ingresa en la FASE III, de consolidación de lo actuado, donde se deben realizar las Inspecciones, analizar sus resultados y realizar las acciones correctivas que surjan de las mismas.

El análisis de los resultados de las inspecciones permite mejorar el conocimiento de la velocidad de daño, determinar la aptitud para el servicio y vida remanente del equipo, determinar las acciones correctivas para realizar reparaciones, decidir reemplazos, re-elaborar los Planes de Inspección y re-categorizar el nivel de riesgo del equipo. Paralelamente con la realización de estas tareas se debe consolidar la capacitación del personal destinado a administrar el sistema de inspección basado en riesgo.

Junto con la planificación estratégica representada por el Sistema de Inspección Basado en Riesgos, se deben realizar las acciones tácticas de mantenimiento reactivo con la detección de fallas, diagnóstico de sus causas y acciones correctivas. Para ejecutar estas tareas se puede emplear la metodología de análisis de fallas.

Un análisis costo–beneficio debe ser realizado para lograr la justificación económica de las acciones realizadas.

El sistema de inspección basado en riesgo integra las técnicas de análisis de riesgo – determinación de integridad estructural y vida remanente, análisis de fallas y análisis costo beneficio.

Conclusiones

La aplicación del Sistema de Inspección basado en Riesgo permite:

  • Capacitar al personal en las modernas estrategias de inspección
  • Evaluar el sistema de Gestión de Riesgos
  • Elaborar un ranking de criticidad basado en riesgo de los equipos y mantenerlo actualizado
  • Elaborar Procedimientos genéricos de Inspección
  • Evaluar los modos de falla más probables y los tipos de daño asociados.
  • Seleccionar las técnicas de END apropiadas para determinar cada tipo de daño
  • Establecer los Planes de Inspección por equipo fijando frecuencia y efectividad de la inspección.
  • Evaluar los resultados de los ensayos que surjan de la aplicación de los Planes de Inspección por equipo
  • Decidir en forma apropiada las acciones correctivas a partir de datos inciertos o incompletos: Re diseño, reparación, recambio, acciones de mitigación, etc.
  • Minimizar los riesgos de la operación de plantas industriales,
  • Minimizar los costos de inspección,
  • Incrementar la confiabilidad y disponibilidad de los equipos
  • Incrementar la seguridad de la planta.

Referencias

“Risk – Based Inspection” American Petroleum Institute, API 581, Recommended Practice, First Edition, May 2000

“Fitness - For - Service”- RP 579, American Petroleum Institute, API, Recommended Practice, First Edition, January 2000.

“Risk Based Design” by Mario Solari, Chapter 2, Part I “Design Principles”, “Handbook of Mechanical Design Based on Material Composition”, Ed. G.Totten, K. Funatani and L. Xie, to be published by Marcel Dekker USA, 2003

“Inspección Basada en Riesgo” – Un sistema integrado de análisis de riesgo, determinación de vida remanente y análisis de fallas de instalaciones industriales.- (API 581 y API 579), CURSO ASME, Mario Solari.

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