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Foto: www.tankwelder.com

Soldadura Automatizada de Tanques Industriales:Un paso ms all de lo tradicionalJorge Augusto Barrera OtloraPeriodista Metal Actual

La automatizacin en los sistemas de soldadura, se ha convertido en un aliado de las industrias.

Los equipos automatizados de soldadura tienen la caracterstica de hacer hasta en 50 por ciento ms eficiente, el proceso de fabricacin de tanques en comparacin con la soldadura tradicional o de electrodo manual.

Con la llegada de nuevas tecnologas y en busca de mejorar tanto los procesos como los productos, la industria metalmecnica en el mundo, con el paso del tiempo, se ha acoplado a unos estrictos y rigurosos cdigos o indicaciones para la fabricacin de estructuras metlicas; tal es el caso del sector fabricante de tanques para almacenamientos de productos para industrias como las petroleras, qumicas, hidrocarburos y alimenticias entre otras. En busca de garantizar la eficiencia del proceso de fabricacin y asegurar la calidad del producto, en el mercado actual algunas empresas fabricantes de tanques trabajan con un sistema totalmente automatizado de soldadura,WWW.METALACTUAL.COM

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Foto: www.hmttank.com

gracias al cual los fabrican en menor tiempo, con menor desperdicio de material y con la garanta que cumplen estrictamente con las normas de construccin; aspectos que los sistemas tradicionales de soldadura (manual) difcilmente alcanzan. Los sistemas automatizados de soldadura ofrecen una alta productividad en comparacin con la soldadura tradicional o de electrodo manual, debido a que pueden rendir entre 6 a 10 veces ms, usando procesos con alambre tubular con o sin escoria en vertical ascendente o arco sumergido en posicin plana y horizontal respectivamente, esto es tanto para la fabricacin de los anillos, piso y techo, partes que conforman el tanque. Cabe resaltar que previo a la etapa de soldadura automatiza este sistema exige un ante paso, el cual consiste en ejecutar el punteado uniendo las planchas o placas con el objetivo de mantener firme cada parte de la estructura del tanque. En el mercado, la mayora de las compaas fabricantes ofrecen tres tipos de mquinas, cada una trabaja

La fabricacin de estos tanques cumplen unas normas a nivel mundial para su fabricacin.

las diferentes partes del tanque: el cuerpo, piso o techo. Para el techo y el piso son modelos de carros tractores para soldadora automatizada, mientras que el cuerpo o envolvente trabajan con un sistema automatizado para soldadura horizontal y otro para la soldadura vertical. Estos sistemas no slo garantizan la calidad y repetitividad del acabado del tanque, sino que al reducir el tiempo de fabricacin y usar operadores que no requieren la destreza de un soldador, aumentan la productividad en comparacin con los procesos tradicionales.

Tractores para Soldadura AutomatizadaComo consecuencia del tamao de los tanques en mencin, en el mercado no existen lminas o placas de tales dimensiones con las que se puedan fabricar la tapa y base, motivo por el cual los constructores deben utilizar varias lminas de gran tamao con sus respectivas longitudes, dependiendo de las medidas del tanque en general para su fabricacin. El carro o mini tractor que es utilizado para la- fabricacin de la tapa y la base del tanque-, cumple la funcin de soldar sobre el piso las diferentes placas o lminas necesarias para conformarlo, as como realizar la soldadura interior de filete horizontal del primer anillo al piso, donde el tractor realiza un movimiento circular apoyndose sobre la estructura del tanque por medio de unos soportes que actan como guas mecnicas, copiando automticamente la forma del mismo. El mini tractor elctrico consta de un sistema de control digital que puede programar y almacenar parmetros de soldadura como: nmero de pasadas, proceso de soldadura, dimetros, corriente (amperios), tensin (voltaje) o, velocidad en milmetros por minutos. Gracias a estos parmetros se aseguran caractersticas al momento de realizar la soldadura como: estabilidad, desplazamiento, velocidad, distribucin del electrodo y la respectiva energa aportada para el proceso.

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Los tanques son utilizados en varias industrias como depsitos diseados para el almacenamiento o proceso de fluidos para su uso y/o comercializacin.

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Ejemplo de parametros de soldadura con tractor automatizadoNumero de pasadas 1 Proceso SAW Dimetros (mm) 3,2 Tipo y polaridad DCEP Corriente (Amp) 620-650 Tensin (voltaje) 32-33 Velocidad (mm/min) 750-800 Energa Kj/mmFoto: www.esab.com

r

1,6

Ejemplos de parametros de soladura para juntas verticalesNumero de pasadas 1 y 2 ocilado 3 Dimetro en milmetros 1,2 1,2 Corriente Amp 180-190 180-185 Tensin de voltaje 25-26 25-26 Velocidad mm/ min 140-190 125-130 Energa Kj/ mm 1,4/1,6 2,0/2,2En el mercado mundial existen otros modelos automatizados de carros o tractores soldadores

Equipos Automatizados de Juntas VerticalesEste sistema es usado para soldar las lminas de acero que componen el cuerpo o cilindro del tanque y suelda en posicin vertical. Las lminas son unidas, una a una, hasta forma el anillo. El sistema consta de cuatro componentes el carril o riel que va ajustado a la placa verticalmente para soldarla de abajo hacia arriba, la antorcha de soldadura, la unidad de programacin y la unidad de control remoto la cual es manipulada por un solo operador.

El equipo de automatizado para juntas verticales est compuesto por piezas de aluminio y acero inoxidable con el fin que resistir condiciones ambientales adversas; este dispositivo tiene la posibilidad de soldar vertical ascendente, horizontal, plano y sobrecabeza. Esta mquina suelda y corta en todas las posiciones -en metales magnticos y no magnticos- y sus valores son calibrados en milmetros, centmetros y segundos, ajustados a cualquier longitud requerida; tiene un soporte angular para realizar un ajuste rpido del ngulo de la pistola o antorcha de soldadura y en su control

remoto, posee un potencimetro para los respectivos ajustes de los parmetros de soldadura.

Equipos Automatizados para Juntas HorizontalesEl sistema de soldadura automatizado para juntas a tope, es una mquina diseada para todo tipo de soldaduras horizontales en estructuras como tanques, hornos, chimeneas y otros elementos cilndricos. Como parte de su instalacin es necesario, utilizar una gra con el propsito de montar la mquina sobre el segundo anillo para iniciar la primera unin en horizontal del tanque, una vez que finaliza se eleva sobre el siguiente nivel y as continua el acenso, dependiendo el nmero de anillos del tanque. En el mercado existen dos versiones: las sencillas o de un cabezal para soldar de un lado o de doble cabezal para soldar ambos lados a la vez; por lo general trabajan bajo proceso de soldadura por arco sumergido.

Estos sistemas modulares tienen la ventaja de proporcionar al soldador una alta precisin en corte y soldadura gracias a sus plataformas o rieles.

Los TanquesFotos: www.bugo.com

Actualmente, existen dos normas o cdigos para la fabricacin de tanques para las industrias anteriormente mencionadas, la API 650 (InstitutoWWW.METALACTUAL.COM

Ejemplos para parametros para soldadura de juntas horizontalesDimetro Tipo y Corriente Tensin Velocidad Energa Numero de Proceso (mm) polaridad (Amp) (volt) mm/min Kj/mm Pasadas

1 2-3 4

SAW SAW SAW

1,6 1,6 1,6

DCEP DCEP DCEP

250 250 250

28 28 28-30

50 60-50 60

0,8 0,7 0.75

Fotos: www.bugo.com

En el mercado solo existen 4 modelos estndar, los cuales algunos tienen una sola cara para realizar la soldadura circular por un solo lado del tanque, mientras que otros la realizan por dentro y a la vez por fuera del mismo.

Americano del Petrolero) y la AWS (Sociedad Americana de Soldadura). La API regula los parmetros para la construccin como: presin, temperatura, espesor y ngulos; y la AWS por su parte, reglamenta caractersticas del proceso como: especificacin de electrodos, fundentes para soldar y tambin evala los estndares para la calificacin de soldadores y operarios durante la prueba de inspeccin, tanto de los procesos tradicionales como de los automatizados en la construccin de tanques. Previo a la fabricacin de tanques con procesos de soldadura automatizados, los fabricantes deben seguir un modelo de presentacin sugerido por la API y la AWSWWW.METALACTUAL.COM

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MAQUINARIAEjemplo de modelo de presentacin para la construccin en soldadura automatizada para un tanque industrialProducto: Crudo- Cdigo del Diseo: API 650Tipo de Techo: Fijos, Flotantes, Sin techoNmero de Anillos: por ejemplo: 5,6, 7 de placa - Altura de Anillo: por ejemplo 2446 milmetros, 2260 milmetros etc Dimetro interior del tanque: por ejemplo (almacenamiento de crudo 500.000 barriles) 85 306 milmetros - Altura total del tanque:16786 milmetros Piso del tanque Proceso SAW Cuerpo del tanque Proceso SAW Soldadura vertical Proceso FCAW Tipo de Junta y Posicin: Filete/Solape Horizontal - Material Base: Acero ASTM A572gr 50 Proceso FCAW (arco electrnico) - Tipo de Junta y Posicin: vertical ascendente Material de Aporte: Proceso SAW Proceso SMAW (arco manual) - Tipo de Junta y Posicin: todo tipo

que a unas indicaciones y guas para la construccin en aspectos como: tipo de acero, medidas, peso, tipos de juntas y posicin, longitud de las placas y procesos de soldadura que manejar en el piso, techo y cuerpo. Segn el estndar API 650, en el mercado existen tres modelos de tanques para las industrias anteriormente mencionadas: los tanques de techos fijos los cuales son usados para contener productos no voltiles o de ligeros contenidos no inflamables, como agua, diesel, petrleo crudo y asfalto; los tanques de techos flotantes; son empleados para almacenar productos con alto contenido voltil como alcohol, gasolina y combustibles y por ltimo, los tanques sin techo que cumplen con el objetivo de almacenar productos que no demandan proteccin, control, contaminacin y evaporacin en sustancias como el agua cruda, residual y contra incendios. En Colombia, segn Zaida Rojas, ingeniera metalrgica y gerente comercial de la empresa ESAB Colombia, la demanda de tanques ha crecido en los ltimos aos por parte de las industrias petroleras, qumicas y de hidrocarburos, regulada con las normas API 650, lo cual es una ventaja para el uso de mquinas que realicen procesos de soldadura automatizados ya que brindan beneficios como: tiempo, calidad, reduccin en la mano de obra y desperdicio del material.

Soldadura horizontal Nmero de anillos 5 Dimetro de 25mts Uniones y medidas de los anillos

Soldadura filete horizontal Proceso SAW

Punteo y unin de secciones Proceso manual SMAW/ FCAW

Tractor para soldadura automatizada

Automatizado para soldadura de la junta horizontal del tanque Posicin soldado 2g

Automatizado para soldadura de la junta vertical del tanque Posicin de soldadura 3g

Tractor para soldadura automatizada (piso) 1 anillo Posicin de soldado 2f

Material de aporte para la unin de cada placa

Posicin de soldado 1g

Por ejemplo, segn la ingeniera Rojas, un tanque API 650 de 150 galones, soldado aplicando la normatividad AWS puede durar en construccin de cinco a seis meses- si es fabricado de manera tradicional con varios soldadores -en cambio uno con las mismas caractersticas pero elaborado con maquinaria automatizada es montado hasta en 56 das.

Foto: www.vidi.eu

Hasta hace pocos aos, para la fabricacin de tanques, era comn utilizar el proceso de soldadura electrodo manual por arco elctrico, pero hoy en da, segn la ingeniera Rojas, es considerado como limitado comparado con el automatizado, debido a que el tradicional desperdicia material y es menos eficiente e impreciso pues depende nicamente de la habilidad del soldador, con el riesgo que no pase los respectivos controles de calidad que exige la API y la AWS. Con la llegada de estos equipos automatizados al pas, estos defectos durante los procesos de construccin pueden ser eliminados para garantizar la calidad del producto a su vez, reducir los procesos de fabricacin en factores como tiempo y horas hombre.Fuentes Zaida Rojas Ingeniera Metalrgica, gerente comercial de ESAB-Colombia. Zaida.Rojas@ esab.com.pa

Tanques de techos fijos

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