1

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN DE AREQUIPA

FACULTAD DE PRODUCCION Y SERVICIOS

Escuela Profesional de Ingeniería Mecánica

“Implementación de Procedimiento de Reparación por Soldadura de Cucharones de Pala P&H 4100 de 56 Yardas Cúbicas Para la Empresa

Southern Perú Toquepala”

Informe que Presenta el Bachiller en Ingeniería Mecánica

MARIO ARTURO CONDE VILCA

Para Optar el Titulo de INGENIERO MECANICO

AREQUIPA - PERU 2010

2

3

CURRICULUM VITAE

I. DATOS PERSONALES:

1.1 NOMBRES : Mario Arturo

1.2 APELLIDOS PATERNO : Conde

1.3 APELLIDO MATERNO : Vilca

1.4 LUGAR DE NACIMIENTO : Moquegua

1.5 FECHA DE NACIMIENTO : 03 de Diciembre de 1971

1.6 ESTADO CIVIL : Soltero

1.7 DNI : 04435077

1.8 LIBRETA MILITAR : 3079026716

1.9 DOMICILIO : calle 2 de Mayo N° 140

CP. San Francisco

1.10 TELEFONO : 953675115

II. ESTUDIOS REALIZADOS :

2.1 ESTUDIOS PRIMARIOS :

Escuela “Rafael Díaz” – Moquegua

2.2 ESTUDIOS SECUNDARIOS :

Colegio “Manuel C. De la Torre” – Moquegua

2.3 ESTUDIOS SUPERIORES :

Universidad Nacional de “San Agustín” de Arequipa

III. GRADOS Y TITULOS :

4

BACHILLER EN INGENIERÍA MECANICA

IV. EXPERIENCIA LABORAL :

Prácticas Pre-Profesionales por haber laborado en la

Municipalidad Distrital de Samegua, como ASISTENTE

TÉCNICO DE LA RESIDENCIA DE OBRA “PLANTA DE

TRATAMIENTO” a partir del 19 de Octubre del 2001 hasta el 08

de Abril del 2002.

Certificado por haber laborado en la empresa SEFAME S.A.C.

Servicios y Fabricaciones Mecánicas como DIBUJANTE en

labores desarrolladas en Toquepala, durante la reparación de

Cucharón Bucyrus, Cucharón P&H 4100, Armado de Tolvas

Komatsu 830 y 930, Fabricación de Misceláneos de la perforadora

P&H, Misceláneos en Concentradora desde el 01 de Abril del

2004 hasta 24 de Mayo del 2005.

Certificado por haber laborado en la empresa JAVFRANK

CONTRATISTAS S.A.C. como SUPERVISOR DE LINEA en

labores desarrolladas en Toquepala durante la reparación de

Tolvas Komatsu 830 y Tolvas Titán, Cucharón P&H 2100 desde el

25 de Agosto del 2005 al 14 de diciembre del 2005.

Certificado por haber laborado en la empresa SEFAME S.A.C.

como SUPERVISOR en la reparación de tolva komatsu 830, tolva

komatsu 930 y cucharón P&H 4100 , Compuerta , Arco y

Ecualizador, reparación de Latch bar (Barretón), Zapatas de

perforadora, reparación de Moto niveladora 24 H, fabricación de

5

silos para la cancha de Nitrato desde el 1 de Abril del 2006 hasta

el 31 de octubre del 2006.

Certificado por haber laborado en la empresa JAVFRANK

CONTRATISTAS S.A.C. como SUPERVISOR DE LINEA en

labores desarrolladas en Toquepala durante la reparación de

Tolvas Komatsu 830 y Tolvas Titán, Cucharón P&H 2100,

Cucharón P&H 4100, Cucharón Bucyrus, Reparación de Zapatas

de Pala P&H 4100, fabricación de arco de cucharón P&H 4100,

reparación de pluma 2100 desde el 14 de Febrero del 2007 hasta

el 7 de julio del 2008.

Certificado de trabajo de estar laborando en la empresa ICC

PERU SAC como Ingeniero Residente en Toquepala realizando

recalzado de cadenas de tractore D9N, D10R, D11R desde el 03

de mayo del 2010 al 02 de agosto del 2010.

V. CURSOS, SEMINARIOS Y TALLERES DE CAPACITACIÓN :

Certificado por haber asistido al curso: SAP 2000 V.11 nivel

básico realizado del 10-02-2009 al 12-03-2009 con una duración

de 40 horas.

Certificado por haber asistido al curso: CODIGO ASME,

SECCION IX – SOLDADURA: DESARROLLO Y CALIFICACION

DE PROCEDIMIENTOS Y SOLDADORES. Realizado del 05 -05-

2008 al 05-06-2008.

6

Certificado por haber asistido al curso: FORMACION DE

INSPECTOR DE SOLDADURA realizado del 17-07-2006 al 16-

12-2006 con una duración de 134 Horas.

Certificado por haber Asistido al curso: AUTOCAD 2005 nivel

Avanzado realizado 20-08- 06 al 25-09-06 con una duración de

40 horas.

Certificado por haber Asistido al curso: CONTROL DE

PROYECTOS POR COMPUTADORA: MS-PROJECT Realizado

del 04-07-2004 al 24-07-2004 con una duración de 40 Horas.

Certificado por haber Asistido al curso: COSTOS Y

PRESUPUESTOS S-10 realizado del 15-07-2005 al 19-07-2005

con una duración de 40 Horas.

Certificado por haber Asistido al curso: MICROSOFT EXCEL-

2003 realizado del 07-05-2005 al 28-05-2005 con una duración de

40 Horas.

Certificado por haber Asistido al curso: INGLÉS realizado del 01-

02-2002 al 31-04-2002 con una duración de 300 horas.

Certificado por haber Participado en el curso: PAQUETE DE

HIDRAULICA realizado del 01-07-2000 al 07-10-2000 con una

duración de 110 horas Teórico – Práctico.

Certificado por haber participado en el curso: SELECCIÓN DE

RODAMIENTOS realizado del l5 de Abril al 16 de Abril de 1999.

Certificado por haber participado en el curso: REPARACIÓN DE

MOTORES CON ENCENDIDO ELECTRÓNICO realizado del 03

7

al 14 de Noviembre de 1997 con una duración de 45 horas

Teórico – Prácticas.

Certificado por haber Participado en el curso: WORD FOR

WINDOWS 8.0 realizado del 29-09-1998 al 10-30-1998 con una

duración de 60 horas.

Certificado por haber participado en el curso: MANTENIMIENTO

MECANICO I realizado del 30-05-1998 al 19-07-1998 con una

duración de 60 horas Teórico – Práctico.

VI. REFERENCIAS :

HUGO CALDERON WILSON – GERENTE DE ADMINISTRATIVO

SEFAME SAC CEL.: 995739486

JUAN CARLOS SALAS ESPIRITU – INGENIERO RESIDENTE

EMPRESA JAVFRANK CONTRATISTAS SAC CEL.: 957978891

WILFREDO URCUHUARANGA - GERENTE ADMINISTRATIVO

ICC PERU SAC CEL.: 1998436331

Moquegua, 13 de Septiembre del 2010

---------------------------------- Mario Arturo Conde Vilca DNI. N° 04435077

8

IMPLEMENTACION DE PROCEDIMIENTO DE REPARACION

POR SOLDADURA DE CUCHARONES DE PALA P&H 4100 DE

56 YARDAS CUBICAS PARA LA EMPRESA SOUTHERN PERU

TOQUEPALA

CAPITULO I 21

ANTECEDENTES 22

1.1 ALCANCES GENERALES 22

1.1.1 IDENTIFICACION DEL PROYECTO

1.1.2 UBICACIÓN DEL PROYECTO

1.2 OBJETIVOS 22

1.2.1 OBJETIVOS GENERALES

1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

1.3 DELIMITACION DEL PROYECTO 23

1.4 JUSTIFICACION DEL PROYECTO 23

CAPITULO II 24

CONDICIONES DE SERVICIO 24

2.1 DEFINICION 24

2.2 DESGASTE ABRASIVO 25

2.3 DESGASTE ADHESIVO 29

9

2.4 EROSION 32

2.5 FRETTING (DESGASTE MICRO-OSCILATORIO) 33

CAPITULO III 37

INSPECCION Y EVALUACION DEL CUCHARON 37

3.1 NOMENCLATURA DEL CUCHARON 37

3.2 PREPARATIVOS PARA LA INSPECCION 39

3.3 INSPECCION VISUAL Y POR TINTES PENETRANTES 38

3.4 DETERMINACION DEL TIPO DE REPARACIONES A EFECTUAR 48

CAPITULO IV 52

SELECCIÓN DEL PROCESO DE SOLDADURA 52

4.1 PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO (SMAW) 52

4.1.1 CARACTERISTICAS DEL PROCESO 52

4.1.2 FUENTES DE PODER 52

4.1.3 VENTAJAS Y PRINCIPALES APLICACIONES 53

4.1.4 POSICIONES APLICABLES 54

4.1.5 MATERIALES SOLDABLES, ESPESORES 54

4.1.6 VARIABLES DEL PROCESO 54

4.1.7 EL ELECTRODO 55

4.1.7.1 EL REVESTIMIENTO DE LOS ELECTRODOS 55

4.1.7.2 FUNCIONES DEL REVESTIMIENTO 56

10

4.1.7.3 COMO AFECTA A LA SOLDADURA EL

REVESTIMIENTO 58

4.2 SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO (SAW) 60

4.2.1 CARACTERISTICAS DEL PROCESO 60

4.2.2 FUNDAMENTOS DEL PROCESO 60

4.2.3 CARACTERISTICAS E IMPLICANCIAS 61

4.2.4 EQUIPAMIENTO 61

4.2.5 VARIABLES DEL PROCESO 62

4.2.6 CONSUMIBLES 63

4.2.7 FUNDENTES 63

4.2.8 ELECTRODOS 64

4.2.9 SELECCIÓN DE CONSUMIBLES 64

4.2.10 PROPIEDADES MECANICAS 65

4.2.11 FISURACION Y OTROS DEFECTOS 67

4.3 SOLDADURA TIG (GTAW) 69

4.3.1.1 CARACTERISTICAS DEL PROCESO 69

4.3.1.2 EQUIPAMIENTO 69

4.3.1.3 TORCHA 69

4.3.2 VARIABLES DEL PROCESO 70

4.3.2.1 OPERATIVIDAD Y APLICACIONES 70

4.3.3 CONSUMIBLES 71

4.3.3.1 ELECTRODOS NO CONSUMIBLES 71

4.3.3.2 GASES 72

4.3.3.3 VARILLAS DE APORTE 72

11

4.4 SOLDADURA MIG/MAG (GMAW,FCAW) 73

4.4.1 EQUIPAMIENTO 73

4.4.2 TRANSFERENCIA METALICA 75

4.4.3 VARIABLES DEL PROCESO 78

4.4.4 MATERIALES DE APORTE Y GASES DE PROTECCION 78

4.4.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS 79

4.4.6 CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL PROCESO 80

CAPITULO V 84

EVALUACION TECNICA 84

5.1 COMPARACION ENTRE TIPOS DE SOLDADURA UTILIZADA 84

5.2 ESTIMACION DE RENDIMIENTOS DE REPARACIONES

REALIZADAS 89

CAPITULO VI 93

SELECCIÓN DEL MATERIAL BASE Y MATERIAL DE

APORTE 93

6.1 CLASIFICACION DEL METAL BASE SEGÚN EL FABRICANTE 93

6.2 CLASIFICACION DEL METAL BASE SEGÚN NORMA AWS 14.3 -94

SPECIFICATION FOR WELDING EARTHMOVING AND

CONSTRUCCTION EQUIPMENT 96

12

6.3 CRITERIOS DE SELECCION DE MATERIAL DE APORTE 99

6.4 PLANCHAS Y MATERIALES ANTIDESGASTE 101

CAPITULO VII 111

DISEÑO DE JUNTAS SOLDADAS 111

7.1 JUNTAS SOLDADAS 111

7.2 PARTES DE JUNTA SOLDADA 112

7.3 LIMITACIONES EN TAMAÑOS Y LONGITUDES DE SOLDADURA 113

7.3.1 TAMAÑO MINIMO 113

7.3.2 TAMAÑO MAXIMO DE SOLDADURAS 114

7.3.3 LONGITUD MINIMA DE CORDON 114

7.4 AREAS EFECTIVA EN LAS SOLDADURAS 115

7.5 RESISTENCIA NOMINAL DE LAS SOLDADURAS 116

7.5.1 RESISTENCIA NOMINAL DE LAS SOLDADURAS

ACANALADAS 116

7.5.2 RESISTENCIA NOMINAL DE LAS SOLDADURAS

DE FILETE 117

7.6 ESPECIFICACION AISC – LRFD PARA SOLDADURAS 118

7.6.1 SOLDADURA ACANALADA (AISC – J 2.1) 118

7.6.2 SOLDADURA DE FILETE (AISC – J.2) 119

7.7 SOLDADURA CON BISEL 119

13

7.8 CLASIFICACION DE LAS JUNTAS DE ACUERDO AL ESPESOR DE

LA PLANCHA 126

7.8.1 JUNTAS A TOPE 127

7.8.1.1 JUNTA A TOPE 127

7.8.1.2 JUNTA A TOPE EN V 127

7.8.1.3 JUNTA A TOPE EN DOBLE V O X 128

7.8.1.4 JUNTA A TOPE EN U SIMPLE 128

7.8.1.5 JUNTA A TOPE EN DOBLE U 129

7.8.1.6 OTROS TIPOS DE JUNTAS A TOPE 129

7.8.2 JUNTA EN T TIPOS DIVERSOS DE SOLDADURA

EN ANGULO 130

7.8.2.1 JUNTA EN T CON BORDE PLANO 130

7.8.2.2 JUNTA EN T CON BORDE EN V 131

7.8.2.3 JUNTA EN T CON BORDES EN DOBLE V 131

7.8.2.4 JUNTA DE SOLAPE DE RINCON SIMPLE 132

7.8.2.5 JUNTA DE SOLAPE DE RINCON DOBLE 133

7.9 JUNTAS PRECALIFICADAS SEGÚN AWS 14.3 134

7.10 ESPECIFICACION DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA

(WPS) 140

CAPITULO VIII 147

PROCEDIMIENTO DE REPARACION DEL CUCHARON 147

8.1 LIMPIEZA GENERAL DEL COMPONENTE 147

14

8.1.1 QUEMADO 147

8.1.2 ARENADO 147

8.2 PARTE SUPERIOR DEL CUCHARON Y OREJAS

PRINCIPALES 148

8.2.1 PROCEDIMIENTO DE RELLENO DE DESGASTE DE OREJAS

SUPERIORES DE CUCHARON 148

8.2.2 PROCEDIMIENTO DE RELLENO, ALINEACION Y MAQUINADO

DE ASIENTOS DE BUJES 150

8.2.3 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE BUJES 151

8.2.4 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE RAJADURAS Y

CAMBIO DE PLANCHAS BASE 154

8.3 PARTE DE LABIO DEL CUCHARON 161

8.3.1 PROCEDIMIENTO DE RETIRO DE ADAPTADORES Y

PROTECTORES LATERALES DE LABIO 161

8.3.2 PROCEDIMIENTO DE INSPECCION DEL LABIO POR EL

METODO DE TINTES PENETRATES PARA DETECTAR

FISURAS 162

8.3.3 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE FISURAS 163

8.3.4 PROCEDIMIENTO DE RECONSTRUCCION DE ASIENTOS DE

ADAPTADORES Y RECTIFICACION DE DESGASTE EN

AGUJEROS DE CUÑAS 165

8.3.5 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE REVESTIMIENTO

ANTIDESGASTE DE PAREDES LATERALES INTERIORES,

EXTERIORES Y PISO DE LABIO 169

15

8.4 PARTE INTERIOR DEL CUCHARON, PISO LATERALES, TECHO Y

LACHT KEEPER 171

8.4.1 PROCEDIMIENTO DE RETIRO DE KIT DE REVESTIMIENTO

ANTIDESGASTE DE PARTE INTERIOR DE CUCHARON 171

8.4.2 PROCEDIMIENTO DE INSPECCION VISUAL Y CON TINTES

PENETRANTES DE PARTE INTERIOR DEL CUCHARON 172

8.4.3 PROCEDIMIENTO DE RETIRO DE PLANCHA DE PISO

ESQUINEROS Y LATERALES DE CUCHARON 173

8.4.4 PROCEDIMIENTO DE ARMADO DE PLANCHA BASE DE PISO

ESQUINEROS Y PAREDES LATERALES 173

8.4.5 PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE NUEVOS CAJONES

PORTA AMORTIGUADORES 174

8.4.6 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE KIT ANTIDESGASTE

(REVESTIMIENTO DE KIT DE CARBURO DE CROMO) 175

8.4.7 PROCEDIMIENTO DE REPARACION POR SOLDADURA DE

LACHT KEEPER 176

8.4.8 PROCEDIMIENTO DE RETIRO Y REEMPLAZO DE PLANCHA

BASE DE TECHO Y PLATINAS ANTIDESGASTE 178

8.4.9 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE FISURAS 178

8.5 PARTE INFERIOR Y LATERALES EXTERIORES DEL

CUCHARON 180

8.5.1 PROCEDIMIENTO DE RETIRO E INSTALACION DE NERVIOS

O MUERTOS 181

16

8.5.2 PROCEDIMIENTO DE RETIRO E INSTALACION DE PLANCHAS

BASE DE LATERALES 181

8.5.3 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE KIT ANTIDESGASTE

EN PAREDES LATERALES 182

8.5.4 PROCEDIMIENTO DE RETIRO E INSTALACION DE KIT DE

REVESTIMIENTO DE TALON 182

8.6 TAPA DE CUCHARON 183

8.6.1 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE FISURAS EN BRAZOS

DE TAPA 183

8.6.2 PROCEDIMIENTO DE RELLENO DE DESGASTE EN

LATERALES DE OREJAS PORTABUJES 183

8.6.3 PROCEDIMIENTO DE RELLENO, ALINEACION Y MAQUINADO

DE ASIENTOS DE BUJES 184

8.6.4 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE BUJES 185

8.6.5 PROCEDIMIENTO DE RETIRO Y REEMPLAZO DE PLANCHA

DE PISO 185

8.6.6 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE TALON E

INSTALACION DE KIT ANTIDESGASTE 186

8.6.7 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE KIT ANTIDESGASTE

TANTO EN PARTE INFERIOR COMO EN SUPERIOR

DE TAPA 187

8.6.8 PROCEDIMIENTO DE RECUPERACION DEL DESGASTE EN

EL INTERIOR DEL TUNEL PORTA BARRETON Y

ACCESORIOS 188

17

8.6.9 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DEL MECANISMO DEL

CERROJO 188

8.7 ARCO DE CUCHARON 190

8.7.1 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE RAJADURAS 190

8.7.1 PROCEDIMIENTO DE RELLENO DE DESGASTE EN

LATERALES DE OREJAS PORTABUJES 190

8.7.2 PROCEDIMIENTO DE RELLENO, ALINEACION Y MAQUINADO

DE ASIENTOS DE BUJES 191

8.7.3 PROCEDIMIENTO DE RETIRO Y REEMPLAZO DE TRAMOS

DE PLANCHA DETERIORADOS 191

8.8 ECUALIZADOR 193

8.8.1 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE RAJADURAS 193

8.8.2 PROCEDIMIENTO DE RELLENO Y RECTIFICADO DE PERFIL

Y CANAL PORTACABLE DE MEDIAS LUNAS 194

8.8.3 PROCEDIMIENTO DE RELLENO, ALINEACION Y MAQUINADO

DE ASIENTOS DE BUJES 194

CAPITULO IX 197

CONTROL DE CALIDAD DE INSPECCIONES SOLDADAS 197

9.1 INSPECCION VISUAL DE LAS SOLDADURAS 197

9.1.1 INTRODUCCION 197

9.1.2 CALIDAD 197

9.1.3 TERMINOS Y DEFINICIONES 198

18

9.1.4 PROCEDIMIENTO DE INSPECCION VISUAL 198

9.2 PENETRANTES LAVABLES CON AGUA 204

CAPITULO X 210

SEGURIDAD E HIGIENE 210

10.1 INTRODUCCION 210

10.2 ANALISIS DE RIESGO 211

10.2.1 RIESGO POR EL TIPO DE TRABAJO Y SU LUGAR DE

REALIZACION 211

10.2.2 RIESGO POR LA MANIPULACION DE GASES

COMPRIMIDOS 211

10.2.3 RIESGO POR LA UTILIZACION DE MAQUINARIA Y

EQUIPOS 212

10.2.4 RIESGO ASOCIADO A LOS AGENTES CONTAMINANTES

PRODUCIDOS DURANTE EL SOLDEO 212

10.3 MEDIDAS DE PREVENCION 214

10.3.1 PROTECCIONES PERSONALES 215

10.3.2 PROTECCIONES COLECTIVAS 218

10.3.3 PREVENCION DE LA MANIPULACION DE GASES

COMPRIMIDOS 219

10.3.4 PREVENCION EN LA UTILIZACION DE MATERIALES Y

EQUIPOS 226

10.3.5 PROTECCION CONTRA HUMOS Y GASES 227

10.4 RIESGOS Y PREVENCIONES ASOCIADOS A LAS OPERACIONES

ACCESORIAS AL SOLDEO 229

19

CAPITULO XI 232

ESTRUCTURA DE COSTOS DE MATERIALES E INSUMOS,

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS 232

11.1 MATERIALES 232

11.2 MANO DE OBRA, EQUIPOS Y HERRAMIENTAS 232

11.2.1 HERRAMIENTAS 233

11.2.2 UNIFORMES E IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD 234

11.2.3 OBRERO 235

11.2.4 EMPLEADO 237

11.2.5 VEHICULOS 239

11.2.6 ALIMENTACIÓN 241

11.2.7 RESUMEN 242

CONCLUSIONES 243

BIBLIOGRAFIA 244

ANEXOS 245

PLANOS 266

20

CAPITULO I

21

22

ANTECEDENTES

Para la reparación de componentes mineros la empresa Southern Perú

Toquepala viene licitando sus componentes para su reparación, asignando la

reparación a diferentes empresas contratistas previa evaluación técnica

económica, se ha notado que de acuerdo a la experiencia de estas empresas

se reparan los componentes de diferentes maneras y sus propios criterios que

a veces difieren mucho de una a otra dependiendo de cuan especializada sea.

Esto origina paradas de pala para realizar reparaciones, reclamos de garantía

por reparaciones mal efectuadas produciendo perjuicios económicos y

disminución de la producción.

DEFINICION DEL PROBLEMA

Durante el proceso de reparación de cucharones se ha notado que siempre

ocurren retrasos en el montaje debido a que presentan defectos en su

reparación como son:

- La compuerta no encaja, no cierra

- El revestimiento anti desgaste de la compuerta se cae a los pocos días de

haberse instalado el cucharón.

- Paradas no programadas porque aparecen fisuras en diferentes partes del

cucharón.

Esto origina paradas inesperadas perjudicando económicamente a la empresa

afectando su productividad.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 OBJETIVOS GENERALES

23

- Establecer procedimientos para mejorar la calidad de las reparaciones

de cucharones y reducir los tiempos de reparación.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Reducción de costos de paradas inesperadas

- Proponer procedimientos de soldadura a fin de mejorar la calidad de la

soldadura, alargar la vida útil del componente.

- Establecer un kit de revestimiento anti desgaste único basado en el

análisis y experiencia del personal que hace estas reparaciones.

1.3 DELIMITACION DEL PROYECTO

Esta limitado para cucharones de pala P&H 4100 STD ya que existe una gran

variedad de fabricantes como son ESCO y BUCYRUS, estos manejan otros

modelos y diseños.

Esta limitado por la zona geográfica ya que el estudio esta realizado para la

mina de Toquepala ubicada en la ciudad de Tacna, toda mina tiene diferente

composición geológica siendo diferente para cada zona.

1.4 JUSTIFICACION DEL PROYECTO

El presente trabajo tiene por objetivo optimizar los tiempos de reparación,

reducir los costos de mantenimiento, establecer un sistema único de reparación

para que cualquier empresa contratista que efectué la reparación lo haga en

forma satisfactoria y sin problemas.

24

CAPITULO II

CONDICIONES DE SERVICIO

2.1 DEFINICION

El desgaste es inevitable donde quiera que haya cuerpos en contacto, bajo

carga y con movimiento relativo. Normalmente el desgaste no ocasiona fallas

violentas pero:

Ocasiona reducción de la eficiencia de operación.

Produce perdidas de potencia por fricción.

Incrementa el consumo de lubricantes.

Es una de las causas más importantes en las pérdidas de materiales,

eventualmente conduce al reemplazo de componentes desgastados y a la

obsolencia de las máquinas en su conjunto.

El desgaste también puede definirse como la pérdida progresiva de material

procedente de una superficie operativa de un cuerpo producida por el

movimiento relativo en dicha superficie.

El desgaste es una de las principales causas de aquellas que hacen necesaria

el mantenimiento industrial.

La fricción o rozamiento es una de las principales causas de disipación de

energía el control del rozamiento causara por tanto un considerable ahorro

energético

El comportamiento frente al desgaste no constituye una propiedad

característica de los materiales, sino que depende de todo un sistema

tribológico, generalmente constituido por dos cuerpos lubricante y ambiente.

25

Un enfoque de sistemas considera a los factores que influyen en el desgaste

como:

Variables operacionales

Carga aplicada

Velocidad

Temperatura

Tipo de Movimiento

Variables estructurales

Propiedades volumétricas: geometría, dimensiones, composición

química, dureza, etc.

Propiedades superficiales: rugosidad, micro dureza.

Área de contacto.

Propiedades de los lubricantes interpuestos.

Características de la atmosfera.

INCIDENCIA DE LOS TIPOS DE DESGASTE

Una discriminación de la importancia relativa de distintos tipos de desgaste en

la industria ha sido estimada en los siguientes términos

Abrasión 50%

Adhesión 15%

Erosión 0.8%

Desgaste micro-oscilatorio (“fretting”) 0.8%

Desgaste químico 0.5%

Es necesario añadir que existen procesos en los cuales uno de estos tipos se

transforma en otro ó en los que dos o más de ellos coexisten

26

2.2 DESGASTE ABRASIVO

Se llama abrasión al desgaste producido por partículas duras que penetran en

una superficie; ocasionando deformación plástica y/o arrancando virutas. Se

considera que este tipo de desgaste puede tomar dos formas extremas: una en

la cual la deformación plástica es lo mas importante fig. 2.1 y la otra en la cual

la fractura con deformaciones plásticas limitadas es lo que predomina fig. 2.2

FIGURA 2.3: FORMAS DE DESGASTE ABRASIVO

FIGURA 2.1: DEFORMACION PLASTICA FIGURA 2.2: FRACTURA CON DEFORMACION PLASTICA

27

Las partículas abrasivas pueden ser inclusiones de una superficie o bien

partículas metálicas sueltas.

Este tipo de desgaste se presenta en equipos de perforación de suelos,

trituradoras, molinos de bolas, en algunos casos en cuerpos en contacto

deslizante

En los metales la resistencia a la abrasión aumenta con la dureza. Para una

misma dureza los aceros presentan ser menor resistencia a la abrasión que

los metales puros. Por otra parte el contenido de carbono en los aceros hace

disminuir la abrasión que distintas micro estructuras presentan diferentes

resistencias al desgaste.

FIGURA 2.4: PARTICULAS ABRASIVAS

FIGURA 2.5: RELACIONES DUREZA REISTENCIA A LA ABRASION Y CARBONO RESISTENCIA A LA ABRASION

28

En los aceros el contenido de carburos es un factor importante en la reducción

de la abrasión; siendo los carburos de vanadio y niobio mas efectivos que los

de cromo y tungsteno.

La martensita tiene mejor resistencia a la abrasión que la perlita y la ferrita

La austenita y la bainita de igual dureza son más resistentes a la abrasión que

la ferrita, perlita o martensita.

En general, para metales ferrosos las mejores resistencias al desgaste se

obtienen en matrices martensíticas con carburos uniformemente distribuidos.

Se requiere una matriz mas tenaz, para condiciones de impactos fuertes, es

mas recomendable una estructura austenítica, la cual tiende a endurecerse por

deformación.

Se ha encontrado que el desgaste abrasivo depende de la correlación entre la

dureza del abrasivo y la del metal.

Para reducir la componente abrasiva del desgaste la dureza del material (Hm)

FIGURA 2.6: RELACION POCENTAJE DE CARBUROS RESISTENCIA A LA ABRASION

29

Debe ser mayor que la dureza de las partículas abrasivas (Ha): Hm>1.5Ha

Los recubrimientos a parte de tener gran dureza, deben ser lo suficientemente

tenaces para aumentar su resistencia al choque o impactos

Los factores más importantes que hacen disminuir la abrasión son los

siguientes:

Aumentos de dureza en el material

Control de la relación entre la dureza de la superficie y del abrasivo

Disminución del tamaño de las partículas abrasivas

Formas de partículas redondeadas

Disminución de velocidades

Aumento del contenido de carbono y carburos duros (aceros)

Disminución de las cargas.

2.3 DESGASTE ADHESIVO

El desgaste adhesivo también llamado desgaste por fricción, se presenta ente

dos superficies en contacto deslizante bajo la acción de cargas normales

FIGURA 2.7: RELACION ENTRE LA DUREZA DEL ABRASIVO Y EL METAL

30

Las puntas de las asperezas de las dos superficies sufren fluencia plástica y

soldadura en frío.

Al producirse el movimiento las uniones soldadas se rompen por cizalladura,

tomando lugar la separación en el interior del cuerpo de menor dureza.

La fractura se produce en zonas sub-superficiales de uno o ambos materiales,

como se indica esquemáticamente en la figura 2.8.

La superficie mas dura se cubre de una película transferida del material de la

contra cara, a la vez que se desprenden partículas en el proceso.

Desgaste Suave: caracterizado por velocidades de desgaste moderadas y

producción de partículas de desgaste de tamaño reducido con la apariencia de

óxidos oscuros.

Desgaste Severo: se presentan velocidades de desgaste de 4 a 100 veces

mayores y los desechos incluyen partículas sensiblemente más grandes

algunas de ellas con brillo metálico.

FIGURA 2.8: ACCION DEL DESGASTE ADHESIVO

31

GENERALMENTE

A mayor dureza de material menor velocidad de desgaste (siempre que otros

factores permanezcan constantes)

Una variación importante de la dureza del material puede provocar transición

de desgaste suave a severo.

Aumentos excesivos de dureza eventualmente pueden conducir a una

tenacidad insuficiente y a fallas por fragilidad.

EFECTO DE LA RUGOSIDAD

La rugosidad también puede tener efectos contrapuestos

Una rugosidad alta generalmente produce mucho desgaste; mientras que una

rugosidad moderada le confiere a la superficie capacidad de retener lubricantes

Por otra parte, una rugosidad excesivamente baja puede favorecer los

fenómenos adhesivos y conducir a un desgaste acelerado.

EFECTO DE LA TEMPERATURA

Generalmente el desgaste aumenta con la temperatura, debido a incrementos

de la ductilidad de las asperezas y del crecimiento resultante de las juntas

metálicas.

FIGURA 2.9: RELACIONES DEL DESGASTE ADHESIVO

32

Sin embargo se han encontrado temperaturas de transición, por encima de las

cuales se producen notables reducciones en la velocidad desgaste. Este

fenómeno ha sido asociado a la formación de óxidos con muy buenas

propiedades lubricantes.

Sin embargo, una alta tasa de oxidación puede convertirse en un problema de

desgaste mayor.

2.4 EROSION

Se considera a la erosión como una forma de abrasión producida por esfuerzos

de contacto relativamente bajos, debido al impacto de partículas sobre una

superficie.

Esta a consecuencia del proceso generalmente presenta una apariencia

granular fina similar a la de las fracturas frágiles. El desgaste de tipo erosivo se

presenta por ejemplo en equipos y líneas de bombeo con sólidos en

suspensión boquillas de equipos para granallado por arena (sand-blasting).etc.

Un material blando puede ser más adecuado para resistir la erosión que un

material duro. Por ejemplo el caucho natural o sintético produce buenos

resultados debido a su bajo modulo elástico lo que le permite grandes

deformaciones y una buena distribución de la carga.

La velocidad de desgaste por erosión aumenta con la velocidad de las

partículas y si los ángulos de impacto son pequeños predomina el corte

abrasivo; siendo la dureza superficial un factor critico, si por el contrario los

ángulos de impacto son grandes el desgaste es debido principalmente a

deformación y fractura.

33

Parece existir una buena correlación entre la resistencia a la erosión y el

modulo de resilencia (R) de un material:

R = σy2/2E

Donde:

σy = resistencia a la fluencia y

E = modulo de rigidez (módulo de Young o módulo de elasticidad)

Este parámetro representa la cantidad de energía que puede ser absorbida por

un cuerpo antes de que ocurra deformación plástica (permanente) o fractura

por impacto.

SOLUCION A LOS PROBLEMAS DE EROSION

Modificar ángulos de ataque

Reducir velocidades

Escoger materiales de mejor calidad o modificar sus superficies

Además puesto que la erosión se considera como una forma de abrasión, las

recomendaciones para el control de desgaste abrasivo tienen en general

validez para el desgaste erosivo.

2.5 FRETTING (DESGASTE MICRO-OSCILATORIO)

Esta forma de deterioro se caracteriza por la perdida de material de superficies

en contacto, bajo la acción de una carga, y un movimiento deslizante de

amplitud muy pequeña menor a 130μm.

FIGURA 2.10: ACCION DE DELGASTE MICRO-OSCILATORIO

34

SECUENCIA DE EVENTOS

Vibración y deslizamientos

Desgaste adhesivo y generación de partículas

Oxidación de las partículas las cuales permanecen atrapadas en pequeñas

áreas de contacto

Abrasión de las partículas oxidadas aumentando la velocidad de desgaste y

mayor producción de partículas

Ello produce un significante daño localizado.

FRETTING CORROSION

Es el término aplicado a situaciones donde se genera una gran cantidad de

óxido en polvo alrededor de las superficies en contacto. En los componentes de

acero el óxido que se produce es de color rojo.

FRETTING FATIGA

Ocurre en situaciones en donde la carga y los ciclos son suficientes para iniciar

y propagar fisuras el fallo puede ser acelerado por los elementos corrosivos de

procesos de desgaste.

Normalmente la apariencia de la superficie es marrón-rojiza (ladrillo) o gris con

presencia de partículas oxidadas el desgaste micro oscilatorio conduce a fallas

por fatiga y se produce en uniones atornilladas, piezas ajustadas por calado,

contactos eléctricos etc.

El fretting se combate muy bien con recubrimientos resistentes a la corrosión

(como el niquelado químico) o a través de recubrimientos mas dúctiles como

las plata y el indio.

Los factores más importantes que influyen en el desgaste micro oscilatorio son:

35

El aumento de la amplitud del movimiento conduce a otros tipos de desgaste:

adhesivo.

El aumento de la frecuencia de oscilación hace disminuir el desgaste.

Por lo general este tipo de desgaste aumenta con el número de ciclos de

funcionamiento.

La carga normal hace variar el desgaste micro- oscilatorio de manera

impredecible

EFECTO DE LA CARGA

Disminuciones de la carga normal producen reducción de la amortiguación de

las vibraciones y esto ocasiona mayor desgaste

Aumentos de la carga normal reducen las vibraciones pero aumentan el área

de contacto y a su vez el desgaste.

No obstante lo antes expuesto en general los aumentos de la carga normal

hacen aumentar este tipo de desgaste.

EFECTO DE LA TEMPERATURA

La temperatura también tiene un efecto diverso aunque mas consistente a

temperaturas muy bajas (-150°C) se detecta mayor deterioro y se observa que

a medida que la temperatura aumenta hasta 0°C el desgaste micro oscilatorio

disminuye gradualmente, con aumentos de temperatura hasta 50°C el daño

superficial disminuye apreciablemente. Por encima de los 70°C comienza de

nuevo a aumentar el desgaste

EFECTO DE OTROS FACTORES SOBRE EL FRETTING

Humedades relativas entre 0 y 50% reducen el desgaste para la mayoría de los

metales. Por encima de 50% parejas acero-acero presentan aumentos en la

36

velocidad de desgaste mientras que la combinación acero-cromo se comporta

de mejor manera con decrementos en las velocidades de desgaste.

Lubricantes sólidos son la mejor opción para este tipo de aplicación; siendo el

bisulfuro de molibdeno (MoS2) el de mejores resultados.

Las atmósferas inertes o con bajas concentraciones de oxígeno proviene la

oxidación de las superficies en contacto y reducen esta forma de desgaste.

Un buen acabado superficial es una buena opción para superficies sometidas a

deslizamientos micro-oscilatorios, pero rugosidades muy pequeñas (menores

de 0.05μm) pueden impedir la penetración del lubricante y harían aumentar el

fretting.

37

CAPITULO III

INSPECCION Y EVALUACION DEL CUCHARON

3.1 NOMENCLATURA DEL CUCHARON

Para una mejor comprensión de algunos términos técnicos frecuentemente

usados en esta tesis se muestran a continuación en la siguiente figura 3.1 y 3.2

1. Punta y adaptador.

2. Labio.

3. Protector de ala.

4. Protector de labio.

5. Talón del labio.

6. Talón.

7. Encaje de pestillo.

8. Puerta.

9. Brazo de la puerta

10. Espada.

11. Caja Pívot.

12. Lainas.

13. Barretón.

38

1

4

5

6

3

2

FIGURA 3.1: NOMENCLATURA DEL CUCHARON

7

8

9

13

11

12

10

FIGURA 3.2: NOMENCLATURA DEL CUCHARON (CONTINUACION)

39

3.2 PREPARATIVOS PARA LA INSPECCION

Inspección regular

Si los componentes estructurales parecen tener agrietaciones u otros daños,

podría ser necesario efectuar más investigaciones. Se pueden utilizar los

siguientes métodos no destructores de inspección (NDT):

Visual

Con partículas magnéticas

Con tinte penetrante

Inspecciones no programadas

Esto incluye limpiar la zona de aparentes daños para identificar la longitud total

de la grieta o para definir los requisitos totales de la reparación.

Limpieza de la superficie

Se necesita limpiar a fondo las superficies de modo que se pueda determinar la

extensión de la grieta o de los daños. Al mismo tiempo la limpieza proporciona

una superficie limpia para la soldadura, de modo que se evita la contaminación

de la soldadura de reparación. La grasa que permanezca adyacente a una

soldadura podría actuar como un agente carburizador que, al ser calentado por

el proceso de soldadura, cause que la superficie del metal adyacente se torne

quebradiza debido al hidrógeno presente en la grasa y sus productos de

combustión.

3.3 INSPECCION VISUAL Y POR TINTES PENETRANTES

INSPECCION VISUAL

La inspección visual de soldaduras es una herramienta de vital importancia en

la obtención de resultados satisfactorios desde el punto de vista productivo y de

40

calidad de los proyectos de construcción de soldadura enfocada y utilizada

correctamente la inspección visual tiene elevadas posibilidades de detectar y

corregir diversos inconvenientes de manera oportuna evitando los elevados

gastos en tiempo y dinero que ellos hubieran ocasionado en el desarrollo del

proyecto.

La soldadura es una operación que ejerce una influencia enorme, el resultado

de todo el proceso productivo que la incluya. Pero en soldadura… ¿Son los

resultados predecibles? ¿Puede influenciar la suerte en los resultados

productivos que obtengo con soldadura? ¿Podría controlar “mi forma de soldar”

de manera que obtenga buenos resultados?

¡Con soldadura los resultados son predecibles porque la soldadura es una

ciencia!.

Existen reglas de juego descubiertas por el hombre a lo largo de los años

(usando el método científico: observación, razonamiento y finalmente

experimentación) para comprender, al menos temporalmente (hasta que

aparezca otra regla más exacta) y parcialmente (hasta que aparezca otra regla

que pueda explicar más cosas), el complejo fenómeno de la soldadura.

Estas reglas de juego relacionan las variables de ingreso de un proceso

constructivo con soldadura, la forma en que interaccionan y los resultados de

esa interacción.

Por lo tanto si sabemos que variables controlar y la ciencia de la soldadura nos

ha permitido comprender el fenómeno de la misma (al menos de manera

parcial pero suficiente), entonces podemos predecir los resultados y si

41

podemos hacer esto y queremos buenos resultados, necesitaremos

básicamente conocer las variables de ingreso y las reglas de este juego.

Las variables de ingreso a controlar

Diferentes autores u organizaciones identifican variables de ingreso a controlar.

Diferentes programas de AWS (American Welding Society) considera que estas

variables son las siguientes:

Los materiales de construcción.

El diseño de la unión soldada.

El procedimiento de soldadura.

La forma de aplicar la soldadura.

El programa de inspección que establezca.

Así, la inspección visual es una operación que tiene como objetivo controlar

estas variables durante todo el proceso productivo. Ahora describiré

rápidamente cada variable.

Los materiales de construcción utilizados incluyen al material base, material de

aporte, materiales de respaldo, fundentes, etc. La inspección visual verificara

que estos cumplan las especificaciones requeridas y que su estado de

suministro conservación o mantenimiento sea apropiado.

El diseño de la unión soldada corresponde a la forma geométrica en la que se

disponen los elementos para poder soldarlos. Idealmente este diseño es

propuesto por el fabricante y aprobado por el diseñador. Muchas veces puede

ser mal propuesto entonces el inspector visual puede tener un rol importante en

la detección temprana del problema.

42

El procedimiento de soldadura es un documento escrito que establece como se

van a combinar las distintas variables involucradas en la fabricación de

determinado tipo de unión soldada. Constituye la receta o la guía que el

personal de construcción debe seguir para obtener resultados satisfactorios.

Toda unión soldada a ser fabricada debe tener un procedimiento de soldadura

asignado y el personal que ejecute la construcción debe ceñirse estrictamente

al procedimiento de soldadura establecido.

La capacidad de un procedimiento de soldadura de obtener resultados

satisfactorios (de acuerdo a las especificaciones de construcción establecidas

contractualmente) se mide durante la calificación del procedimiento de

soldadura, labor que se realiza antes de haber realizado la construcción y que

es de responsabilidad del constructor. Una vez calificados los procedimientos

los procedimientos de soldadura se vuelve parte de las especificaciones y parte

de la labor del inspector visual de soldaduras es verificar su cumplimiento.

La forma de aplicar la soldadura esta relacionada a la capacidad de seguir el

procedimiento de soldadura y al control de diversas variables que también

pueden afectar el resultado obtenido. Un buen procedimiento no garantiza

buenos resultados así como una buena receta no garantiza un buen plato. Se

necesita también personal calificado con herramientas adecuadas para obtener

el objetivo deseado. Los soldadores son responsables de la aplicación de

soldadura. Los soldadores deben haber pasado una prueba de calificación para

verificar sus habilidades en determinada configuración para determinados

materiales y dentro de determinadas condiciones. Este proceso de verificación

de habilidad también es responsabilidad del constructor.

43

¿Cuándo controlar?

Sabemos que controlar… si supiéramos cual es el momento adecuado de

hacerlo, nuestra herramienta (la inspección visual) seria más poderosa aún.

Ahora veamos como podemos dividir temporalmente el proceso productivo.

Son los siguientes:

Fase A: Revisión inicial.

Fase B: Chequeos pre-soldadura.

Fase C: Chequeos durante la soldadura.

Fase D: Chequeos posteriores a la soldadura.

Solo durante la Fase C el arco esta encendido. Así la inspección visual abarca

temporalmente todas las actividades que rodean y también aquellas que están

inmersas de manera directa en la ejecución de las uniones soldadas. Por lo

tanto la calidad de una unión soldada se planea desde el escritorio (Fase A) y

definitivamente no es resultado del azar.

Si pudiéramos resumir actividades de inspección en función a la información

entregada por manuales y cursos al respecto, podríamos establecer la

siguiente lista de actividades por fase:

Fase A:

Revisar orden de compra, contrato, especificaciones, códigos y dibujos.

Desarrollar los planos de inspección en función a lo requerido por las

especificaciones.

Revisar los planes de calidad existentes.

Revisar procedimientos de soldadura calificados; verificar si se requiere

nuevas calificaciones.

44

Revisar calificaciones de soldadores y su vigencia, verificar si se requiere

nuevas calificaciones.

Establecer un sistema de documentación de inspección, de reporte y

manejo de no conformidades.

Crear un programa de acción correctiva.

Publicar un sistema de identificación de productos no conformes.

Fase B:

Verificar condición de equipos y accesorios

Verificar conformidad del material base y material de aporte con las

especificaciones.

Verificar posicionamiento de los miembros y de las juntas.

Verificar preparación de la junta, alineamiento limpieza.

Verificar mantenimiento del alineamiento.

Verificar temperatura de precalentamiento.

Fase C:

Verificar cumplimiento del procedimiento de soldadura.

Verificar calidad y ubicación de los pases de soldadura.

Verificar secuencia de aplicación.

Verificar temperatura y limpieza inter-pase.

Verificar aplicación de escarbado de raíz.

Monitorear la aplicación de ensayos no destructivos.

Fase D:

Verificar apariencia y sanidad.

Verificar dimensiones.

45

Verificar precisión dimensional.

Monitorear la acción de ensayos no destructivos.

La inspección visual esta lejos de ser la simple observación de soldaduras

terminadas para estimar su calidad. Ese es un concepto equivocado. La

inspección visual es una secuencia de operaciones que tiene como fin asegurar

la calidad de las uniones soldadas fabricadas.

TINTES PENETRANTES (PT)

En términos generales, el ensayo de líquidos penetrantes revela

discontinuidades superficiales mediante la afloración de un medio penetrante

contra un fondo contrastante coloreado. Esto se logra mediante la aplicación de

un penetrante (generalmente un líquido) sobre la superficie limpia de la pieza a

ensayar. Una vez que se deja permanecer al penetrante sobre la superficie

durante una cantidad de tiempo de penetración, éste va a infiltrarse adentro de

Cualquier abertura superficial. A continuación se remueve el exceso de

penetrante y se aplica un revelador que saca al penetrante que permanece en

las discontinuidades. Las indicaciones resultantes son mostradas en contraste

y magnifican la presencia de la discontinuidad de manera que pueden ser

interpretadas visualmente.

Hay dos maneras básicas en las que pueden ser agrupados los penetrantes;

Específicamente, por el tipo de indicación producida, y por el método de

remoción del penetrante en exceso. Las dos indicaciones del penetrante son

visibles y fluorescentes. La marca visible (generalmente roja) produce un color

rojo vívido contra un revelador blanco cuando se ve bajo luz blanca. El

penetrante fluorescente produce una marca fluorescente verdosa contra un

46

fondo luminoso cuando es observada bajo luz ultravioleta (negra). Debido a

que el ojo humano puede percibir más fácilmente una marca fluorescente que

una marca visible, puede resultar un método de ensayo más sensible el uso de

un penetrante fluorescente. La segunda categoría en la que son clasificados los

penetrantes se refiere al método mediante el cual el penetrante en exceso es

removido de la superficie. Pueden ser removibles mediante agua, solvente o

post-emulsionable. Los penetrantes removibles mediante agua contiene un

emulsificador que permite al penetrante aceitoso se levantado con una baja

presión del spray de agua. Los penetrantes removibles mediante solvente

requieren un solvente para remover al penetrante del objeto a ensayar. Los

penetrantes post-emulsionables son removidos agregando un emulsificador

después del tiempo de penetración.

El primer paso involucrado en la realización del ensayo de líquidos penetrantes

es limpiar cuidadosamente la superficie del objeto a ensayar. Debido a que el

ensayo de líquidos penetrantes es usado para revelar discontinuidades

superficiales, este paso es extremadamente importante. Si cualquier cosa está

bloqueando la abertura de cualquier discontinuidad hacia la superficie, va a

impedir que el penetrante entre por esa abertura; y como consecuencia, la

discontinuidad no va a ser revelada. El objeto a ensayar debe estar libre de

polvo, aceite, humedad, pintura, etc. Una vez que la superficie está bien limpia

y seca, el penetrante es aplicado. En piezas grandes, el penetrante puede

aplicarse mediante un spray o un pincel. Debe permitirse que el penetrante

permanezca sobre la superficie de ensayo por un periodo de 5 a 30 minutos, y

este tiempo es conocido como el tiempo de penetración. La cantidad exacta de

47

este tiempo de penetración depende de las recomendaciones del fabricante del

penetrante, de temperatura de la pieza y del tamaño de las discontinuidades en

cuestión. La acción capilar que provoca que los líquidos sean empujados

adentro de pequeñas ranuras. Siguiendo el tiempo de penetración prescrito, la

superficie del objeto a ensayar es limpiada cuidadosamente del exceso de

penetrante. Una vez que el exceso de penetrante ha sido removido, es aplicado

el revelador. Puede ser un polvo seco o un polvo suspendido en un líquido

volátil que se evapore rápidamente, dejando al polvo sobre la superficie. Es

importante que el revelador sea aplicado en una capa fina y uniforme. Una

capa fina de revelador puede marcar indicaciones muy pequeñas. La

sensibilidad del ensayo de líquidos penetrantes depende del tamaño de las

partículas del polvo del revelador como así también del espesor de la capa del

revelador sobre la superficie de ensayo. Partículas de gran tamaño y capas

gruesas de revelador van a tender a disminuir la sensibilidad del ensayo de

líquidos penetrantes. La indicación de una discontinuidad puede ser evaluada

hasta donde es considerada una condición perjudicial. Cuando se usa un

penetrante visible, la evaluación es realizada bajo luz blanca mientras que con

el uso de penetrante fluorescente va a requerir que la evaluación sea realizada

bajo una luz ultravioleta (negra) en un área oscurecida. Se pueden obtener

muchas ventajas por el empleo del método de ensayos de líquidos penetrantes.

Primero, el uso de líquidos penetrantes no está limitado al ensayo de objetos

metálicos. Cualquier material no poroso puede ser ensayado mediante este

método para detectar la presencia de discontinuidades superficiales. Y puede

ser aplicado a materiales no magnéticos cuando otras técnicas no son

48

aplicables. El proceso es fácilmente transportable, especialmente los

removibles mediante solvente. Para este método, hay latas de aerosol de

penetrante, y revelador que pueden ser llevados a cualquier lugar de ensayo.

Dependiendo del tipo de sistema penetrante usado, el equipo requerido puede

ser mínimo, permitiendo el uso del ensayo de líquidos penetrante sin un costo

excesivo comparado con otros métodos de ensayo. Uno de las limitaciones

más importantes del ensayo de líquidos penetrantes es que no detecta

discontinuidades sub-superficiales. También es desechado porque lleva

demasiado tiempo cuando se lo compara con otros ensayos como el de

partículas magnetizables. La condición superficial de la pieza a ensayar tiene

un efecto significativo sobre la confiabilidad de este ensayo, de manera que la

limpieza requerida para ciertos casos puede ser muy grande. También debe

limpiarse la pieza a ensayar después de un el ensayo se realizó. Cuando se

ensayan superficies rugosas, irregulares que son las que generalmente se

presentan como resultado de una soldadura, la presencia de indicaciones no

relevantes hacen que su interpretación sea muy difícil. El equipamiento

requerido para realizar el ensayo de líquidos penetrantes es muy simple y

puede consistir solamente del penetrante, el revelador, el removedor y, si es

requerido, el emulsificador.

3.4 DETERMINACION DEL TIPO DE REPARACIONES

Una inspección y examen minuciosos de los requisitos de carga de la pieza

servirán como guía para escoger el tipo de reparación. Una agrietación por

fatiga podría ameritar un enfoque distinto al de una pieza dañada por una

49

sobrecarga temporal. Se podría reparar un miembro agrietado añadiendo una

placa doblada o acanalando la agrietación y volviéndola a soldar.

Se utiliza un enfoque totalmente distinto al reparar piezas desgastadas.

Normalmente se deposita una capa de soldadura sobre las piezas desgastadas

en donde no se coloco soldadura durante la fabricación original. Esto también

puede hacerse sobre una capa de soldadura de reparación previamente

depositada. Una selección cuidadosa de los materiales y procedimiento de

soldadura es necesaria para depositar la capa más útil.

Algunas reparaciones podrían requerir empalmar una placa o miembro nuevo.

La planificación cuidadosa y el secuenciado de la soldadura evitaran la

creación de deformaciones en estos casos. Los metales de base y los

procedimientos de empalme deben ser consistentes con la construcción

original de la pieza.

EVALUACION DE LAS REPARACIONES

El enfoque para las reparaciones involucra la revisión de numerosos factores

para poder hacer una reparación por soldadura satisfactoria algunos de los

factores a considerar incluyen:

1. ¿Se esta reparando una grieta por fatiga o una por sobrecarga?

2. ¿Se esta reparando una pieza que necesita refuerzo en las zonas

desgastadas?

3. ¿Se necesitan hacer soldaduras extensas que requieren un soldador de

alambre?

4. ¿Cuáles son los requisitos de precalentamiento y post calentamiento?

5. ¿Causara la reparación deformaciones inaceptables?

50

6. ¿Será necesario usar andamios?

7. ¿Se necesitara el uso, y por tanto el pedido de un material de relleno

especial?

8. ¿Puede colocarse la pieza en una superficie plana para soldarla o será

necesario efectuar una soldadura fuera de posición?

Una vez considerados todos estos criterios determinamos las reparaciones a

realizar en el cucharón que son las siguientes:

- Arenado general del componente.

Parte superior del cucharón y orejas principales

- Rellenar desgaste de los laterales de las orejas principales; totales 9 orejas

Superiores y 02 frontales.

- Rellenar, alinear y rectificar los asientos de los bujes, instalar bujes nuevos y

Soldar los anillos de seguridad correspondientes.

- Inspeccionar y reparar rajaduras en la estructura y bases de las orejas.

Parte del labio del cucharón. (Acero austenítico al manganeso)

- Retirar los adaptadores de dientes.

- Inspeccionar y reparar rajaduras en general en la estructura del labio.

- Rellenar desgaste a límite nuevo de la parte frontal del labio, los asientos de

los Adaptadores y rectificar desgaste de las caras de los agujeros porta cuñas.

- Probar el ajuste con plantilla y adaptadores nuevos.

- Rellenar desgaste a límite nuevo de toda la superficie de las caras interior y

exterior del labio.

- Retirar, habilitar e instalar nuevo kit de revestimiento de las caras interior y

exterior del labio.

51

- Instalar nuevo juego de adaptadores, dientes, entre dientes y protectores

laterales.

Parte del interior del cucharón, piso, laterales, techo y latchkeeper.

- Inspeccionar y reparar rajaduras en general en el piso, laterales, el techo y

latchkeeper del cucharón.

- Retirar, habilitar en instalar plancha base del piso, esquineros y laterales del

Cucharón. (Por condición)

- Retirar, habilitar e instalar nuevos cajones porta amortiguadores.

- Retirar, e instalar nuevo kit de revestimiento en plancha de carburo de cromo

de ¾ pulg. Según formato estándar para cucharón P&H4100A std.

- Retirar, habilitar e instalar, plancha estructural, de protección y platinas de

refuerzo del techo del cucharón.

- Rellenar a límite nuevo la estructura del latchkeeper, y habilitar e instalar

planchas de desgaste en la cara superior e inferior del latchkeeper.

- Habilitar e instalar rampa de protección del latchkeeper según plano.

- Inspeccionar y reparar rajaduras en general en el piso, laterales, el techo y

latchkeeper del cucharón.

Parte inferior y laterales exteriores del cucharón.

- Inspeccionar y reparar rajaduras en general en la zona de los muertos, los

laterales exteriores y el talón del cucharón.

- Retirar, habilitar e instalar el kit de revestimiento del final del labio e inicio de

los muertos.

- Retirar, habilitar e instalar los muertos con desgaste severo, recuperar el resto

mediante relleno y proteger el perfil de los mismos con barras de carburo de

52

tungsteno.

- Retirar, habilitar e instalar el kit de revestimiento del talón del cucharón.

- Retirar, habilitar e instalar nuevo kit de revestimiento de los laterales

exteriores del cucharón.

- Tapa del cucharón.

- Reparar ambos brazos de las bisagras. (Critico)

- Rellenar desgaste en los laterales de las orejas porta bujes.

- Rellenar, alinear y rectificar los asientos de los bujes e instalar bujes

nuevos.

- Retirar, habilitar en instalar plancha base del piso y talón de la tapa y

respectivo kit de revestimiento de desgaste.

- Retirar, habilitar e instalar nuevo kit de refuerzos en la estructura parte

posterior de la tapa.

- Reparar rajaduras en la estructura de la tapa.

- Rectificar desgaste en el interior del túnel porta barretón y accesorios.

- Arco del cucharón

- Reparar rajaduras en la estructura del arco.

- Rellenar desgaste en las caras laterales de las orejas posteriores del arco.

- Rellenar, alinear y rectificar los asientos de los bujes de las orejas.

- Reemplazar tramos de planchas en la estructura del arco.

- Ecualizador.

- Reparar rajaduras en la estructura del ecualizador.

- Rellenar y rectificar los perfiles y canal porta cable de las medias lunas.

53

CAPITULO IV

SELECCIÓN DEL PROCESO DE SOLDADURA

4.1 PROCESOS DE SOLDADURA POR ARCO (SMAW)

4.1.1 CARACTERISTICAS DEL PROCESO

El proceso consiste en el establecimiento de un arco voltaico entre la

pieza y el extremo de un electrodo, consistente en un alambre de hierro

revestido de materias orgánicas e inorgánicas aglutinadas con silicatos

alcalinos, que cumplen funciones específicas para mejorar el arco y las

propiedades del metal de soldadura. Ver Fig.4.1

4.1.2 FUENTES DE PODER

El equipo de soldadura es muy sencillo, consiste en la fuente de poder, la pinza

porta electrodo, la conexión de masa y los cables.

La fuente de poder debe presentar la característica de intensidad constante,

para que la corriente de soldadura se vea poco afectada por las variaciones de

la longitud del arco.

Para la soldadura en corriente continua, se utilizarán transformadores -

rectificadores o generadores, para la soldadura en corriente alterna se utilizan

transformadores.

FIGURA 4.1: EQUIPO DE SOLDEO

54

Para la selección adecuada de la fuente de poder se deberá tener en cuenta al

electrodo que se va a emplear, de forma que pueda suministrar el tipo de

corriente (cc o ca), rango de intensidades y tensión de vacío que se requiera.

Los electrodos básicos necesitan mayores tensiones de vacío en comparación

con los electrodos de tipo rutilo y celulósicos.

Salvo para algunos tipos de electrodos específicos, los básicos requieren

corriente continua, mientras que los de los demás tipos de revestimiento

pueden ser empleados indistintamente con corriente continua o alterna.

4.1.3 VENTAJAS Y PRINCIPALES APLICACIONES

Ventajas:

El equipo de soldadura es relativamente sencillo, versátil, de bajo costo y

portable.

El metal de aporte y la protección durante el soldeo provienen del propio

electrodo revestido, sin necesidad de gases adicionales o fundentes.

Es menos sensible al viento y a las corrientes de aire que los procesos con

protección gaseosa.

Se puede operar en cualquier posición, en espacios abiertos ó confinados.

Es aplicable a la mayoría de los metales y aleaciones de uso normal.

Es aplicable para una gran variedad de espesores.

Limitaciones:

Es un proceso lento, por la baja tasa de deposición y por la necesidad de retirar

la escoria.

Requiere gran habilidad de parte del soldador.

55

No es aplicable a metales de bajo punto de fusión ni a metales de alta

sensibilidad a la oxidación.

No es aplicable a espesores menores a 1,5 – 2 mm.

Aplicaciones

Mayoritariamente utilizado en soldaduras de producción cortas, trabajos de

mantenimiento, y reparación, en construcciones de campo,

4.1.4 POSICIONES APLICABLES

Es ampliamente utilizado en la construcción naval, de máquinas, estructuras,

tanques, y esferas de almacenamiento, puentes, recipientes, a presión,

calderas, refinerías de petróleo, oleoductos, y gasoductos, y en cualquier otro

tipo de trabajo similar, facilitando efectuar soldaduras en toda posición.

4.1.5 MATERIALES SOLDABLES / ESPESORES

La mayor parte de las aplicaciones son en rangos de espesores de entre 3 a 38

mm. El proceso es aplicable a aceros al carbono, aceros aleados, inoxidables,

fundiciones y metales no ferrosos tales como el aluminio, cobre, níquel y sus

aleaciones.

4.1.6 VARIABLES DEL PROCESO

A) El diámetro del electrodo

Los parámetros de los que depende la selección del diámetro del electrodo son

la posición, el espesor del material y el tipo de unión. En general, se deberá

seleccionar el mayor diámetro posible que asegure los requisitos de aporte

térmico y que permita su fácil utilización.

El aporte térmico depende de la intensidad de corriente, la tensión del arco y la

velocidad de desplazamiento

56

B) Intensidad de soldadura

El rango de intensidades con que opera un electrodo es dependiente de su

diámetro.

La intensidad de soldadura depende de la posición de soldadura, de los

espesores de los materiales a soldar, de la penetración deseada, de las

características del recubrimiento y de los posibles defectos que se desean

evitar.

C) Longitud del Arco

La longitud del arco regula la tensión del mismo. Al alterar la longitud, variamos

el ancho de la soldadura. A mayor longitud, aumentamos la tensión,

aumentando también el calor aportado y aumentamos el ancho del cordón.

D) Velocidad de desplazamiento

De la velocidad de desplazamiento también depende el calor aportado. Una

adecuada velocidad de desplazamiento permite un depósito de metal de

características regular y una sobremonta sin excesos ni carencias.

E) Orientación del electrodo.

El electrodo puede encontrarse orientado hacia delante del sentido de

desplazamiento o hacia atrás. Ello depende de la posición de la soldadura.

4.1.7 EL ELECTRODO

4.1.7.1 EL REVESTIMIENTO DE LOS ELECTRODOS

El revestimiento de los electrodos, compuesto por una mezcla de materias

primas en polvo, aglutinadas con silicatos alcalinos, tienen las siguientes

funciones:

Promover el encendido del arco.

57

Facilitar la conducción eléctrica del arco y su estabilidad.

Proveer de una atmósfera gaseosa para proteger el arco y la pileta del

oxigeno y del nitrógeno del aire.

Aportar los elementos que equilibran los procesos físicos químicos del arco.

Constituir una aislación eléctrica del alambre de tal manera de poder dirigir

el arco.

Proveer escoria para complementar la protección del metal de soldadura,

refinarlo y contribuir a su control durante soldadura.

Mejorar las condiciones de viscosidad y tensión superficial del metal en

estado líquido de manera de asegurar una buena transferencia del metal de

aporte y su mezcla con el metal base.

Aportar los elementos constituyentes de la escoria de manera de hacerla

más activa respecto al afino y protección del baño de fusión.

Aumentar la velocidad de fusión.

Actuar como medio de transferencia de aleantes, desoxidantes, y polvo de

hierro.

Aportar elementos de aleación al baño de fusión.

4.1.7.2 FUNCIONES DEL REVESTIMIENTO

Para poder comprender claramente el fenómeno de la soldadura eléctrica es

necesario precisar con mayor detalle el papel importante que juega el

revestimiento de los electrodos, y que puede ser clasificado en tres roles:

metalúrgico, eléctrico y físico-mecánico.

A. Función metalúrgica del revestimiento

58

El electrodo se utiliza para realizar una junta soldada en el metal base; por lo

tanto debe obtenerse el metal fundido que responda a características bien

determinadas.

1. Protección gaseosa

Hay materiales en los revestimientos que por combustión y/o descomposición

en el arco eléctrico proveen de una atmósfera gaseosa protectora que no

permite el contacto de los elementos del aire con el metal fundido.

2. Protección mecánica

Se produce debido que la velocidad inicial de fusión del revestimiento es menor

que la del alambre, provocándose un entubado de este dentro del

revestimiento, el que actúa como protector mecánico de la gota en estado

liquido.

3. Protección por la escoria

En las operaciones metalúrgicas el papel fundamental de las escorias es

absorber ciertas impurezas del metal.

4. Aporte de elementos de aleación

A pesar del corto tiempo de contacto entre el metal depositado en estado

líquido y la escoria, el aporte de elementos de aleación por medio del

revestimiento, no es despreciable.

B- Función eléctrica del revestimiento

El encendido y la estabilidad del arco de soldadura depende de la ionización de

su atmósfera y esa ionización puede estar favorecida por la introducción en el

revestimiento de sustancias de bajos potenciales de ionización. El potasio y el

sodio tienen bajos potenciales de ionización (4.1 y 5.1 eV respectivamente),

59

mientras que el flúor tiene 18 eV. Por lo tanto en aquellos casos en que es

necesario un contenido elevado de fluoruro de calcio, por su positivo efecto

metalúrgico, debe compensarse con suficiente sales de potasio y/o sodio con el

fin de obtener un arco estable. La composición del revestimiento determina,

Por su acción eléctrica, la naturaleza de la corriente apta para el soldeo (CC o

CA) y la polaridad en corriente continua.

C- Función física y mecánica

El revestimiento influye sobre la facilidad en la operación de soldadura.

Mediante la composición del revestimiento se puede:

1. Influir sobre la forma del depósito del electrodo.

2. Influir sobre la penetración.

3. Hacer posible la soldadura en toda posición.

4. Evitar un arco errático.

5. Ayudar a la transmisión del calor al metal.

4.1.7.3 COMO AFECTA A LA SOLDADURA EL REVESTIMIENTO

Los recubrimientos producen una afectación sobre los siguientes factores:

I ) La calidad de la soldadura:

Metal de soldadura con propiedades. Mecánicas correctas (desoxidación.

purificación)

Libre de defectos (fisuración, porosidad, socavado, escoria, etc.) adecuada

terminación superficial (resistencia. a la fatiga) adecuada penetración

(resistencia de la junta, etc.)

Ausencia de salpicado (economía, terminación)

Resistencia a la humedad (fisuración, porosidad)

60

Ausencia de sobre calentamiento (perdida de las propiedades del

recubrimiento)

posibilidad de agregado de aleantes (propiedades del metal de soldadura)

2) La operación de soldadura:

estabilidad del arco, y facilidad de arranque

facilidad de manipulación y control de la escoria

facilidad de remoción de escoria

resistencia del recubrimiento

ausencia de humos tóxicos

3) La economía

alta velocidad de deposición

4) Condiciones de operación:

posiciones de soldadura

técnica de soldeo

Se debe tener en cuenta también que no solo la composición química de los

constituyentes del revestimiento afectan el comportamiento del electrodo, sino

también su grado de división (por Ej. partículas muy gruesas pueden dar lugar

a partículas parcialmente fundidas u otro tipo de segregación), el modo de

procesamiento (por ej. temperatura de horneado), y el origen (por ej. contenido

de P en los minerales).

61

4.2 SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO (SAW)

4.2.1 CARACTERISTICAS DEL PROCESO

4.2.2 FUNDAMENTOS DEL PROCESO

El arco eléctrico se genera entre un alambre desnudo, alimentado en forma

continua y la pieza a soldar. La protección del arco se efectúa por medio de un

fundente granulado que se alimenta a través de una tolva y que cubre

totalmente el arco haciendo innecesaria la protección de la vista. Dicho

fundente se funde por el calor del arco formando una protección gaseosa

eficiente y proveyendo elementos desoxidantes y eventualmente elementos de

aleación al baño metálico.

Tanto el alambre como el fundente deben tener una composición química

adecuada para que, en combinación, conformen un cordón de soldadura que

cumpla con los requisitos exigidos.

FIGURA 4.2: REPRESENTACION ESQUEMATICADEL PROCESO DE SOLDEO POR ARCO SUMERGIDO

62

Es de aplicación para la fabricación de cañerías (electrodo simple y múltiple), la

fabricación naval (típico es el uso de electrodo múltiple con respaldo), la

construcción de estructuras, recipientes de presión (soldaduras de unión y de

plaqueado).

4.2.3 CARACTERISTICAS E IMPLICANCIA

Se utiliza para la soldadura con altas corrientes (200-1OOOA), no produce

salpicado ni contaminación atmosférica. Posee una alta eficiencia térmica,

alta penetración y alta velocidad de deposición (sin molestia al operador por

radiación del arco, pero requiere mayor control para el seguimiento de junta).

Suelda en posición bajo mano, horizontal, y vertical en filetes. El consumo de

fundente es proporcional al del electrodo, produce escoria líquida que protege

y conforma la pileta dando soldaduras de excelente terminación superficial.

4.2.4 EQUIPAMIENTO

FIGURA 4.3: EQUIPO PARA EL SOLDEO POR ARCO SUMERGIDO

63

El equipo necesario es complejo, requiriéndose los siguientes elementos:

Una fuente de energía eléctrica de corriente continua alterna, de tensión

constante o corriente constante.

Un devanador que alimente el alambre en forma continúa por medio de un

mecanismo de tracción similar al utilizado en MIG-MAG.

Una tolva que alimente el fúndente.

Un mecanismo de traslación que desplace, con velocidad regulable, alambre y

fundente en forma automática, a lo largo de la junta a soldar.

La automatización del proceso permite trabajar con altas intensidades de

corriente (hasta 1200 Amperes) lo cual disminuye considerablemente los

tiempos completos en soldar una junta, comparado con los demás procesos de

soldadura eléctrica.

4.2.5 VARIABLES DEL PROCESO

Las principales son la corriente, el voltaje, la velocidad de soldadura; la

extensión del electrodo (stickout), el diámetro de alambre, la polaridad y la

altura de capa de fundente.

La corriente afecta la penetración es regulada por la densidad de corriente, y la

velocidad de aporte en forma directa.

El voltaje afecta el contorno y la forma, la dilución, la altura de la sobremonta y

el consumo de fundente (en el caso de fundentes activos afecta la

composición de la soldadura).

La velocidad afecta el tamaño del cordón, que es inversamente proporcional a

la velocidad. La alta velocidad reduce la penetración y el ancho e incrementa la

probabilidad de porosidad. A alta velocidad el voltaje debe ser más bajo para

64

evitar soplo magnético. Con alto voltaje y baja velocidad se puede producir un

formato de cordón susceptible de fisuración en caliente.

La extensión del electrodo (stickout) influye en el precalentamiento del

electrodo. La penetración disminuye y la velocidad de deposición aumenta al

aumentar el stickout. Resulta muy apropiado para plaqueados. Se utiliza

normalmente una extensión de 25-30mm para aceros al C y 20-25mm para

aceros inoxidables.

La polaridad. Con corriente continua electrodo positivo se obtiene una mayor

penetración, mejor terminación y forma de cordón, mayor resistencia a la

porosidad y mejor terminación superficial. Con corriente continua electrodo

negativo se utiliza para limitar la dilución a causa de la menor penetración

obtenible.

4.2.6 CONSUMIBLES

4.2.6.1 FUNDENTES

Los fundentes pueden ser descriptos o clasificados según su composición

química, índice de basicidad, método de fabricación, o aplicación.

El "calcium silicate" con alto contenido de SiO2 permite altas corrientes, sin

embargo no es recomendado para soldaduras multipasadas por aportar Si que

puede llegar a producir fisuración, además las soldaduras son relativamente

de baja tenacidad.

El "manganeso-silicato" con alto contenido de MnO y SiO2 es apto para alta

velocidad, tolerante a chapas oxidadas, transfiere Mn (también Si) por lo cual

se combina con electrodos bajos en Mn.

65

Los que contienen alúmina permiten altas corrientes, el de características

básicas (bajo SiO2) produce soldaduras más bajas en O y no transfiere Si ni

Mn.

Los básicos,"basic fluorides", son aquellos de bajo SiO2 y gran proporción de

CaO, MgO, F2Ca, y A1203.

4.2.6.2 ELECTRODOS

Presentan la superficie cubierta de cobre (no en aplicaciones nucleares) para

protección y contacto eléctrico con la boquilla.

Los de diámetros de 5 a 8mm o más cubren un amplio rango de corriente. Los

menores diámetros producen mayor penetración.

La selección se realiza de acuerdo a la composición del metal base y

considerando la actividad del fundente.

En casos especiales por ej. Aceros muy aleados se refuerza la cantidad de

aleantes vía fundente. Para aceros al C existen electrodos con 0; 5; 1; 1,5; y

2% Mn, correspondiendo a mayor % de Mn, una mayor resistencia.

Un fundente activo en Mn debe combinarse con un electrodo de bajo Mn y

viceversa. El agregado de Mo por Ej. 0,5% agrega resistencia y tenacidad, y el

agregado de 1% Ni (también el B) mejora el impacto a bajas temperatura.

Existen también con Cr-Mo para la soldadura. de aceros de baja aleación, etc.

El contenido de impurezas como el S y P está limitado. Estas impurezas

pueden provenir del alambre, del fundente y/o del material base.

4.2.6.3 SELECCIÓN DE CONSUMIBLES

Entre las consideraciones a tener en cuenta figuran:

66

La alta dilución característica del proceso, que puede llegar a 70% en pasadas

de raíz, y crea una soldadura con distinto tenor de aleantes, con consecuencia

en las propiedades.

El alto calor aportado, que en pasadas de mucho aporte, pueden producir

menores resistencia y tenacidad en el metal de soldadura y menor tenacidad

en la ZAC.

La actividad del fundente puede proveer un aporte de Mn (por Ej. de alto MnO).

Otros pueden proveer alto contenido en SiO2, incrementan el Si y bajan el C

dando un alto nivel de O y por lo tanto alto contenido de inclusiones.

Los básicos prácticamente no aportan Si, remueven poco C, remueven S.

Los factores económicos consideran la velocidad de soldadura y el nivel de

deposición, la facilidad de remoción de escoria, la capacidad de aplicación en

superficies oxidadas. Estas características están controladas por el tipo de

fundente.

Es posible la soldadura con un procedimiento de dos alambres en tandem que

incrementa el nivel de deposición, o la adición de polvo de Fe que tiene el

mismo efecto

La geometría y terminación superficial dependen de los parámetros operativos

y de las propiedades de la escoria (viscosidad, tensión superficial). Por ej. en

soldadura de tuberías la ausencia de socavado es esencial.

4.2.6.4 PROPIEDADES OBTENIBLES

De todas las propiedades mecánicas obtenibles, la tenacidad es la más

comprometida ya que depende del mayor número de factores y comprende

tenacidad a la fractura frágil y dúctil (clivaje y coalescencia de micro cavidades)

67

La fractura frágil está asociada a la micro estructura y la tensión de fluencia,

sobre lo cual influyen la composición química y la velocidad de enfriamiento

(ciclo térmico). El fundente es uno de los factores a ser considerado

conjuntamente con la composición química del metal base y el electrodo y el

procedimiento de soldadura (corriente, voltaje, velocidad., precalentamiento,

etc.).

En el caso de aceros al carbono de baja resistencia, la ferrita pro eutectoide

puede dar la tenacidad adecuada, mientras que para aceros de alta tensión de

fluencia una estructura fina de ferrita acicular es lo indicado. El Mn, Ni, Mo, B,

etc. promueven ese tipo de micro estructura. Hay elementos que en ciertas

cantidades por ej. Nb con Mo, o V, pueden afectar la tenacidad al efectuar

tratamiento térmico de alivio de tensiones.

Por arriba de la temperatura de transición dúctil - frágil, la alta tenacidad va

asociada a la resistencia a la coalescencia de micro cavidades y al bajo

contenido de inclusiones. La fractura dúctil se gobierna básicamente con

fundentes básicos que dan niveles de oxígeno del orden de 0,02 a 0,03 % y

remueven el azufre, y con chapa y electrodos de bajo tenor de impurezas. La

calidad de los constituyentes del fundente también tiene su influencia.

La transición entre dúctil y frágil depende de la resistencia del material a estos

dos tipos de fractura, y de la variación de la fluencia con la temperatura. Por lo

tanto baja temperaturas de transición pueden obtenerse con los aleantes

adecuados y simultáneamente una alta tenacidad a la fractura dinámica

(charpy) y buenas propiedades fractomecánica con un metal limpio.

68

La tenacidad de la ZAC depende de la composición de la chapa, del calor

aportado y del tratamiento térmico pos-soldadura. Por ej. un cambio en el

fundente puede permitir una mayor deposición, pero con mayor calor aportado

dando lugar a una menor tenacidad.

La resistencia requerida en una soldadura es en general obtenida

adecuadamente, aunque puede ser necesario cierta restricción en el calor

aportado (por ej. aceros de baja aleación de alta resistencia), o considerar en el

caso de aceros comunes (que poseen bajo C) si se va a aplicar un tratamiento

de normalizado, etc.

4.2.6.5 FISURACION Y OTROS DEFECTOS

Los defectos relacionados a la forma, a la falta de fusión, a las inclusiones de

escoria, y a la porosidad, generalmente se evitan con procedimientos

calificados y un adecuado control de las operaciones en términos del control

del fundente (su manipulación, el rehúso), la preparación de la junta, etc.

El grado de división del fúndente tiene influencia sobre la porosidad.

La fisuración por H se previene con adecuado secado del fundente, en

particular cuando es aglomerado, con un control de la limpieza del alambre,

con el control del calor aportado y de la temperatura de precalentamiento.

En general el arco sumergido es menos susceptible a la fisuración por

hidrógeno que el electrodo revestido, probablemente por el mayor calor

aportado.

Cuando se produce fisuración es más común en el metal de soldadura que en

la ZAC (por Ej. Chevron cracking).

69

4.3 SOLDADURA TIG (GTAW)

4.3.1.1 CARACTERISTICAS DEL PROCESO

En el proceso TIG, el calor necesario para la fusión es producido por un arco

eléctrico intenso, establecido entre el electrodo de tungsteno, virtualmente no

consumible y el metal a ser soldado. El electrodo, la zona fundida, el arco y las

zonas adyacentes se protegen de la contaminación ambiental con un gas inerte

que puede ser argón o helio.

4.3.1.2 EQUIPAMIENTO

El equipo utilizado consiste en una torcha porta-electrodo, equipada con

conductos para el pasaje del gas protector y una tobera para dirigir dicho gas

alrededor del arco.

4.3.1.3 TORCHA

FIGURA. 4.4: DESCRIPCION DEL PROCESO TIG

70

La torcha es alimentada de corriente por una fuente de poder de corriente

continua o de corriente alterna y puede, además, estar refrigerada por agua, lo

que aumenta su capacidad de conducción de dicha corriente.

4.3.2 VARIABLES DEL PROCESO

4.3.2.1 OPERATIVIDAD Y APLICACIONES

La polaridad utilizada puede ser de corriente continua y electrodo negativo (cc

(-)), corriente continua y electrodo positivo (cc (+)), o corriente alternada. La

distribución de calor varía en cada caso. En general cc(+) no se usa, tiene

buena acción de limpieza pero menor penetración y mayor riesgo de

contaminación. La limpieza se produce porque los puntos de emisión catódica

se sitúan preferentemente en partículas de óxido y otras impurezas, se produce

la vaporización de esos puntos, se rompe la capa de oxido y el óxido

FIGURA 4.5: INSTALACION DE SOLDEO TIG CON PORTAELECTRODOS REFRIGERADO CON AGUA Y CON UNIDADS DE ALTA FRECUENCIA

71

remanente que flota sobre el metal fundido se desplaza a los bordes de la

pileta.

Con corriente continua (-), y para evitar que se produzca la inestabilidad del

arco y se mantenga estable el punto catódico, el electrodo es amolado en

punta y dopado con Th o Zr para mejorar la emisividad (aumenta el área del

punto catódico, mejora el arranque, mejora la resistencia a la contaminación,

aumenta la capacidad de transporte de corriente). El ángulo del extremo afecta

la forma de la penetración. Es importante en proceso automático para obtener

resultados homogéneos, y en general se recomienda: para cc(+) < 20A ~30

grados cc(-) > 20A ~60 grados cc(-)> 200A ~90-120 grados. Para corriente

alterna en general se utiliza punta esférica.

La corriente alterna combina las ventajas de limpieza (medio ciclo positivo), con

la de penetración y refrigeración del electrodo (medio ciclo negativo).

El rango de corriente para cada diámetro de electrodo depende

fundamentalmente del tipo y polaridad

Las toberas o buzas tienen diámetros desde 1/4" a 3/4", las corrientes máximas

para buzas cerámicas son ~250A, por arriba, y en procesos automáticos se

emplean metálicas o refrigeradas.

4.3.3 CONSUMIBLES

4.3.3.1 ELECTRODOS NO CONSUMIBLES

El electrodo para este tipo de proceso requiere tener alto punto de fusión, baja

resistencia eléctrica, alta conductividad térmica y capacidad de emisión de

electrones. Se utiliza tungsteno puro o aleado con oxido de torio o circonio por

su alto punto de fusión (3410 C). La aleación le aumenta su capacidad de

72

conducir corriente y la vida útil. La atmósfera de gas inerte evita su oxidación y

disminuye la velocidad de erosión. Bajo estas condiciones, se lo considera no

consumible.

4.3.3.2 GASES

El argón es el gas utilizado en la mayoría de las aplicaciones. Se provee en

tubos, en estado gaseoso y comprimido a unos 150 Kg./cm2. Es un gas

pesado, inerte, monoatómico, de peso atómico 40. Se obtiene de la atmósfera,

por destilación fraccionada del aire y debe ser de una pureza de 99,95% como

mínimo. Cumple la función de proteger la pileta, el electrodo, y producir

atmósfera para mantenimiento del arco.

4.3.3.3 VARILLAS DE APORTE

De ser necesario material de aporte para conformar el cordón este se aplica

con una varilla, de composición química similar al metal a soldar, que se

sostiene por un extremo y se hace fundir dentro de la pileta liquida, por el calor

del arco, de igual forma que en soldadura oxiacetilénica . La necesidad de

metal de aporte depende del espesor del material a soldar, del tipo de junta y

de factores metalúrgicos. Las piezas de poco espesor usualmente son

soldadas sin metal de aporte.

El extremo del aporte (alambre o varilla) debe mantenerse protegido por el gas.

En muchos casos no se emplea aporte, lo cual requiere juntas muy bien

maquinadas y presentadas, sin embargo el aporte puede ser necesario para

evitar fisuración o porosidad (en ciertos casos se requiere gas de respaldo). En

soldadura automática el equipo cuenta con un control y ajuste de la longitud del

arco para absorber cambios por excentricidad de caños, deformaciones etc.

73

4.4 SOLDADURA MlG-MAG (GMAW; FCAW)

4.4.1 EQUIPAMIENTO

El arco eléctrico se genera entre un alambre desnudo, alimentado en forma

continua y la pieza a soldar. La protección del arco se efectúa por medio de un

gas que puede ser inerte (argón o helio) (soldadura MIG) o activo (anhídrido

carbónico o mezcla) (soldadura MAG).

Al fundir, el alambre se aporta al baño, por lo tanto debe tener una composición

química tal que permite obtener las propiedades deseadas del cordón de

soldadura y proveer, además, elementos desoxidante que garanticen la calidad

de dicho cordón. El anhídrido carbónico, utilizado para soldar acero al carbono,

debe cumplir con los siguientes requisitos:

Pureza mínima: 99,7%

Hidrogeno y nitrógeno máximo: 0,15%

Punto de rocío: -359 C

FIGURA 4.6: SOLDEO POR ARCO CON GAS

74

El equipo utilizado en soldadura MIG-MAG requiere de un mayor número de

elementos que los procesos precedentes, según el siguiente detalle:

a) Una fuente de energía eléctrica de corriente continua, de tensión constante.

b) Un devanador que alimente el alambre en forma continúa. Consta de un

mecanismo de tracción, compuesto por uno o dos pares de rodillos

comandados por un motor de corriente alterna y una caja conductora

c) Una torcha en forma de pistola, que recibe alambre a través de un

manguerote flexible. En le extremo inferior posee un tubo de contacto, de

donde el alambre recibe la corriente de soldadura, proveniente de la fuente.

Rodeando el tubo de contacto, una tobera de cobre encauza y dirige el gas

protector. Un contacto permite gobernar la salida de alambre y gas.

d) Tubo de gas, con reductor de presión, precalentador (en caso de usar CO2)

y medidor de caudal.

FIGURA 4.7: EQUIPO PARA EL SOLDEO MIG/MAG

75

La transferencia del metal a través de la columna del arco eléctrico provee de

una mayor eficiencia del calor aportado en relación al proceso TIG. Este

incremento de la eficiencia es parcialmente el resultado del contenido de calor

del metal sobrecalentado al pasar por el arco. El resultante de esta alta

intensidad de la fuente de calor permite una alta velocidad de soldadura, en

términos generales de hasta cuatro veces más veloz que la soldadura TIG.

4.4.2 TRANSFERENCIA METALICA

El MIG es un proceso de soldadura de alta densidad de corriente en el cual

toda la transferencia metálica ocurre en la forma de gotas de metal que

atraviesan el arco.

Tres tipos de mecanismos de transferencia metálica son conocidos en MIG-

MAG:

a) transferencia spray

b) transferencia globular

c) transferencia de cortocircuito

El tipo de transferencia está determinado por un número de factores. Los que

mayor influencia tienen son:

i. magnitud y tipo de corriente de soldadura

ii. diámetro del electrodo

iii. composición del electrodo

iv. extensión del electrodo

v. gases de protección

a) Transferencia arco-spray:

76

En la transferencia por spray las gotas son iguales o menores que el diámetro

del alambre y su trasferencia se realiza desde el extremo del alambre al baño

fundido en forma de una corriente axial de gotas finas (corriente centrada con

respecto al alambre). Se obtiene este tipo de transferencia con altas

intensidades y altos voltajes. Intensidades 150 a 500 A y voltajes de 24 a 40 V.

los gases inertes favorecen este tipo de transferencia. (Ver figura 4.8)

La transferencia en spray se puede aplicar para cualquier material base pero

no se puede utilizar en espesores muy finos porque la corriente de soldeo es

muy alta. Se consiguen grandes tasas de deposición y rentabilidad.

b) Transferencia globular:

FIGURA 4.8: TRANSFERENCIA POR ARCO SPRAY

77

Se caracteriza por la formación de una gota relativamente grande de metal

fundido en el extremo del alambre (figura 14.9). La gota se va formando hasta

que cae al baño fundido por su propio peso. Este tipo de transferencia no suele

tener aplicaciones tecnológicas por la dificultad de controlar adecuadamente el

metal de aportación y porque suele provocar faltas de penetración y sobre

espesores elevados. Parámetros típicos: Voltaje de 20 a 35 V; intensidad 70 a

255 A.

c) Transferencia por cortocircuito:

FIGURA 4.9: TRANSFERENCIA GLOBULAR

FIGURA 4.10: CICLO DE TRANSFERENCIA POR CORTOCIRCUITO

78

Se produce por contacto del alambre con el metal depositado (figura 4.10). Se

obtiene este tipo de transferencia cuando la intensidad y la tensión de soldeo

son bajas. Se utiliza este tipo de transferencia para el soldeo en posición

vertical, bajo techo y para el soldeo de espesores delgados o cuando la

separación de raíz es excesiva. Parámetros típicos: Voltaje 16 a 22 V;

intensidad 50 a 150 A. Se reconoce porque el arco es corto, suele haber

proyecciones y hay un zumbido característico.

Se obtiene este tipo de transferencia más fácilmente con dióxido de carbono.

4.4.3 VARIABLES DEL PROCESO

Como hemos visto, tres tipos de mecanismos de transferencia metálica son

conocidos en MIG-MAG:

a) transferencia spray

b) transferencia globular

c) transferencia de cortocircuito

Dado que el tipo de transferencia está determinado por los siguientes factores,

los mismos se constituyen en las variables del proceso

i. magnitud y tipo de corriente de soldadura

ii. diámetro del electrodo

iii. velocidad de desplazamiento del electrodo

iv. extensión del electrodo

v. gases de protección

4.4.4 MATERIALES DE APORTE Y GASES DE PROTECCION

79

Los alambres de soldadura Mig/Mag, tienen en general la misma característica

que las varillas usadas para la soldadura TIG y se proveen en diámetros que

van desde los 0,6 mm hasta 2 mm.

Los gases de protección pueden ser:

CO2;

Argón, Helio, o Argón + Helio;

Argón + CO2 o Helio + CO2;

Argón + Oxígeno;

Argón + Oxígeno + CO2;

Argón + Helio + CO2;

Argón + Helio + CO2 + Oxígeno

El proceso se denomina MAG cuando los gases son activos y MIG cuando los

gases son inertes.

4.4.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS

VENTAJAS

Puede utilizarse para el soldeo de cualquier tipo de material.

El electrodo es continuo, con lo que aumenta la productividad por no tener que

cambiar de electrodo y la tasa de deposición es elevada. Se pueden considerar

velocidades de soldeo mucho mas elevadas que con SMAW.

Se puede realizar el soldeo en cualquier posición.

Se pueden realizar soldaduras largas sin que existan empalmes entre

cordones, zona de peligro de intersecciones.

No se requiere eliminar la escoria puesto que no existe.

LIMITACIONES

80

El equipo de soldeo es mas costoso, complejo y menos transportable que el

SMAW.

Es difícil de utilizar en espacios restringidos, requiere de conducciones de gas,

botellas de gas de protección, por lo que no puede emplearse en lugares

relativamente alejados de la fuente de energía.

Es sensible al viento y a las corrientes de aire libre es ilimitada.

4.4.6 CRITERIOS DE SELECCION DEL PROCESO

Cuando seleccionamos un proceso de soldadura para una aplicación

específica, son varios factores los cuales afectan la productividad y la calidad

de la soldadura debe ser balanceada. Esto puede convertirse en una

complicada decisión debido a las conflictivas ventajas y desventajas las cuales

cada proceso posee en cada situación.

Altas tasas de deposición no es usualmente una importante

consideración en muchos trabajos de reparación cada proceso puede ser

rankeado en términos de su tasa de deposición en libras de soldadura de metal

depositado por hora. Sin embargo, hay otros factores los cuales deben ser

considerados. Como mínimo los siguientes términos deben ser considerados

prioridad para seleccionar un proceso de soldadura.

TIPO DE METAL BASE. Algunos procesos satisfacen mejor a ciertos

materiales base que otros. El máximo aporte de calor debe ser limitado en

algunos tipos de materiales. Ejemplos de esto son: templados y revenidos,

endurecidos por envejecimiento, carburizados y otros tratamientos térmicos

especiales y materiales como el manganeso. Procesos que derivan de su

81

ventaja de alta productividad y alto aporte de calor puede ser limitado para

estas aplicaciones.

DISEÑO DE JUNTA Y ESPESOR. cuando aumenta el espesor de la sección.

La productividad de la soldadura llega a ser más importante. Si es posible, la

selección del proceso debe reflejara esto. La longitud o área de la soldadura

debe también ser tomado en cuenta desde una productividad más alta, el

proceso puede no tener una ventaja sobre soldaduras cortas. Ya que algunos

procesos requieren más acceso a la raíz de la junta para evitar defectos de

falta de fusión.

PROCESO APLICACIÓN

Soldeo por arco con electrodo revestido (SMAW)

Tanques de almacenaje, barcos y edificios de estructuras, puentes, maquinaria, tuberías

Soldeo con alambre tubular (FCAW) Recipientes a presión de aceros al carbono y de baja aleación, aceros de alta resistencia, aleaciones resistentes al calor.

Soldeo MIG/MAG (GMAW) Igual como SMAW con adiciones de cobre, aluminio, titanio y aleaciones de metal refractario.

Soldeo por arco sumergido (SAW) Secciones gruesas de aceros al carbono, de baja aleación o aceros inoxidables.

Soldeo TIG (GTAW) Muchos metales y aleaciones. Para secciones delgadas y donde alta calidad de soldadura es requerida.

PROCESO SMAW GTAW GMAW FCAW SAW CALIDAD BUENA EXCELENTE EXCELENTE BUENA EXCELENTE

TASA DE DEPOSICIÓN REGULAR POBRE BUENA BUENA EXCELENTE

CAMPO DE TRABAJO EXCELENTE POBRE REGULAR EXCELENTE POBRE

MANTENIMIENTO DE

EQUIPO BAJA BAJA MEDIA MEDIA MEDIA

GASES/HUMOS ALTA BAJA MEDIA ALTA MUY BAJA

CONTROL DE APORTE DE

CALOR EXCELENTE POBRE BUENA BUENA SATISFACT.

VISIBILIDAD DEL ARCO Y

COLOCACIÓN DEL METAL

DEL RELLENO

BUENA EXCELENTE SATISFACT. SATISFACT. POBRE

VARIEDAD DE METALES

SOLDABLES SATISFACT. EXCELENTE BUENA BUENA EXACTO

TABLA 4.1: DEFINICION DEL PROCESO DE SOLDADURA

TABLA 4.2: CARTA DE COMPARACION DE PROCESOS

82

POSICIÓN DE SOLDADURA. la posición de soldadura de la junta juega una

parte muy importante cuando seleccionamos un proceso, ya que muchos

procesos están limitados a solamente pocas posiciones. Siempre que sea

posible, la junta debe ser en posición plana, ya que la más alta productividad y

calidad de soldadura son obtenidas cuando la soldadura es llevada a cabo en

esta posición. Ya que muchos trabajos de reparación son hechos sobre

grandes estructuras que no pueden ser reposicionadas y el acceso a las juntas

es limitado, use procesos de alta productividad si el material de relleno es

limitado.

CONDICIONES DE MEDIO AMBIENTE. Viento y lluvia son dos de las

condiciones típicas que afectan la soldadura. Un viento muy pequeño puede

perturbar el gas de protección el cual es crítico para la alta calidad de la

soldadura protegida por gas. Esto restringe su uso fuera del ambiente

protegido. El proceso SMAW y FCAW pueden ser afectados por el viento pero

en un menor grado. Ningún proceso es tolerante a la lluvia directa. La

colocación apropiada de lonas, u otras contenciones temporales pueden

rectificar esta situación.

DISPONIBILIDAD DE EQUIPO. Muchos grandes talleres de soldadura tienen

acceso a equipo de soldadura requerido en esta discusión de procesos. Hay

veces, sin embargo, cuando nuevo equipo debe ser evaluado para determinar

si hay un balance entre el incremento de la productividad o versatilidad y el

costo inicial de equipo y entrenamiento.

RESUMEN. La figura carta de comparación de procesos, es una guía de

comparación general para los procesos usados más comúnmente relativo a

83

algunos de los factores discutidos anteriormente. Mientras algunas de las

relaciones son subjetivas, ellos proveen una comparación general para muchas

aplicaciones. Esto puede ser visto de esta carta que muchos variables deben

ser tomadas en cuenta para seleccionar el mejor procedimiento de soldadura

para un trabajo dado. En la práctica la experiencia identifica con precisión el

peso de todas las variables comprometidas. Algunos factores como la altitud y

la percepción de los soldadores a través de un nuevo proceso cambio de

procedimiento, puede ser mas dificultoso de analizara que otros.

Para esta reparación utilizaremos el proceso FCAW ya que se ha revisado

todos los parámetros comparativos y nos ofrece buenos resultados.

84

CAPITULO V

EVALUACION TECNICA

5.1 COMPARACION ENTRE LOS TIPOS DE SOLDADURA UTILIZADA

Debido a que el labio del cucharón es una pieza de trabajo importante,

durante la reparación del mismo tener especial cuidado en su mantenimiento

para que cumpla con su vida útil de trabajo.

Luego de haber efectuado las inspecciones de las dimensiones de los defectos

o zonas dañadas por ensayos no destructivos, determinando su posibilidad de

reparación procedemos a identificar al material base, lo cual debe hacerse

realizando un ensayo métalográfico, o consultando los manuales del fabricante.

Identificamos al material como un acero ASTM A-128 del cual mostramos a

continuación sus propiedades

TABLA 5.1: COMPOSICION QUIMICA ACERO AL MANGANESO SEGÚN NORMA ASTM

85

Características de Servicio: alta tenacidad

RESISTENCIA AL GOLPE SEVERO + ABRASION

Alta contracción y dilatación Alta dilatación

NO SON MAGNETICOS

Punto de fusión: 1,345 ºC Punto C

Por efecto de la temperatura pueden fragilizarse, el fabricante recomienda usar

un electrodo de acero inoxidable de diámetro pequeño (mostrados en tabla) y

solo con las gamas de corriente de 250 a 450 A de 25 a 30V, 150 a 220 in/min.

De velocidad de alimentación del alambre e inversión de polaridad CC.

A continuación se muestra un electrodo de la clasificación 309LT-1. Pero se ha

visto según la experiencia que si bien la soldadura trabaja en forma adecuada

tiene el inconveniente de presentar deformación plástica en las zonas del labio

donde van los adaptadores y protectores de labio como consecuencia del

trabajo que realiza, produciendo demasiado juego lo que provoca con el tiempo

de trabajo fisuras en labio.

Viendo esta situación se opto por usar otro tipo de soldadura como es el

Teromatec OA690 y cuyas propiedades de soldadura se muestran en la figura

5.1

Norma AWS Tipo de

electrodo Marca

AWS A5.22 FCAW E309LT-1 J.W. Harris 0.045”, 1/16” 75%Ar/25%CO2

McKay 0.045”, 1/16” 75%Ar/25%CO2

Sandvik 0.045”, 1/16” 75%Ar/25%CO2

Varillas de aleación 0.045”, 1/16” 75%Ar/25%CO2

E309LT-3 McKay 3/32”

Varillas de aleación 3/32”

AWS A5.4 SMAW E309L-16 Varillas de aleación 1/8”, 5/32”

McKay 1/8”, 3/32”

TABLA 5.2: MATERIAL DE RELLENO

86

FIGURA 5.1: HOJA TECNICA DE SOLDADURARA

87

Efectuamos una comparación entre las dos soldaduras para ver su

comportamiento.

Cuando un material tiene mayor elongación que otro se puede decir que tiene

una mayor capacidad de soportar cargas de peso y compresión.

En la gráfica siguiente se da una idea de lo que es este concepto. Hay mayor

área bajo la curva roja (zona roja) por tener mayor capacidad de elongar el

TEROMATEC OA 690.

Esa área bajo la curva demuestra la tenacidad del material, o sea la capacidad

que tiene para resistir choques y cargas.

FIGURA 5.2: HOJA TECNICA DE SOLDADURA

88

CARACTERISTICAS TEROMATEC OA 690 E309LT-1

Con CO2 Con Ar + 25% CO2

Resistencia a la tensión 600 – 700 (Mpa) 610 620

Alargamiento (%) 1=5d 45 - 55 35 36

FIGURA 5.3: COMPARACION DE ESFUERZOS DEFORMACION DE SOLDADURAS

89

5.2 ESTIMACION DE RENDIMIENTOS DE REPARACIONES REALIZADAS

El objetivo en la administración de equipos es lograr la máxima productividad al

mínimo costo.

5.2.1 PRODUCTIVIDAD DEL EQUIPO

El factor productividad depende de dos factores:

• La producción del equipo en sí como factor de diseño y aplicación específica.

• La disponibilidad esperada del equipo como porcentaje de las horas

programadas que está en función de las características técnicas del equipo, del

mantenimiento que da al usuario y la atención oportuna en servicio y repuestos

del distribuidor.

El mantenimiento es un factor crítico, es obtener la máxima eficiencia del

equipo, La clave para mantener equipos con alta eficiencia es tratar de lograr la

máxima disponibilidad mediante un programa de mantenimiento preventivo con

inspecciones periódicas, pruebas, ajustes y reparaciones “antes de la falla”

(cambio de componentes de bajo costo).

LOS EQUIPOS ADECUADOS AUMENTAN LA PRODUCTIVIDAD

La productividad de los equipos está directamente afectada por cinco factores:

• Técnicas de operación

• Material

• Distancia

• Pendiente

• Superficie de trabajo y terreno

COSTOS

DADPRODUCTIVI

90

5.2.2 COSTOS EN EQUIPOS: POSESIÓN Y OPERACIÓN

Ya sea que el análisis se oriente a la adquisición de un equipo nuevo o a

establecer costos de un equipo ya existente, el punto de partida es calcular el

costo de posesión y el costo de operación del equipo en cuestión.

5.2.2.1 COSTO DE POSESIÓN

El costo de posesión puede representar entre el 15 y 20% de gastos totales de

equipo en su vida útil y es necesario recuperarlo para poder reemplazarlo al

término de su vida.

DEPRECIACIÓN, INTERESES SEGUROS, IMPUESTOS

El precio inicial es sólo un factor del costo de posesión, veamos:

COSTO DE POSESIÓN NETO =

( + ) Flujo de efectivo

( - ) escudo tributario

( - ) valor de recuperación o reventa

El flujo de efectivo lo constituyen todos los desembolsos realizados para

tener derecho al uso del equipo.

FLUJO EFECTIVO =

+ cuota inicial

+ saldo por pagar

+ Interés del financiamiento

+ pagos por seguros

+ impuestos

Un punto importante en el cálculo del costo de posesión es establecer el

91

período de depreciación o vida útil del equipo en horas, el cual debe ser

lo más cercano a nuestra realidad.

PERÍODO DE VIDA DE LAS MÁQUINAS

Tomando como base el Caterpillar Performance Handbook observamos

que los períodos de vida útil esperada dependen de la aplicación del

equipo:

• Liviana

• Moderada

• Severa

5.2.2.2 COSTO DE OPERACION

Los factores a considerar en el costo de operación son los siguientes:

• Energía eléctrica

• Lubricantes, filtros y grasa

• tren de rodaje

• Reserva para reparaciones

• Elementos especiales de desgastes

• Salario del operador

Como podemos ver el mantenimiento del cucharón estaría considerado dentro

de los costos de operación en el ítem elementos especiales de desgaste y

según se deduce de la fórmula de eficiencia al aumentar la durabilidad de las

reparaciones se reducen los costos y se incrementa la eficiencia.

El mantenimiento programado se realiza cada 250 hrs. Pero se ha logrado

extender a 300 hrs. Realizando la optimización en las reparaciones, este

mantenimiento son de 2 tipos:

92

uno en el cual se reparan algunas fisuras menores el cual toma 8hrs.

El otro tipo de mantenimiento se desmonta la tapa del cucharón y esta

programado para 20hrs.

Se ha estimado que las reparaciones realizadas se incrementa en un

periodo de vida del cucharón en un 20% es decir una reparación general

se hacia cada 12000hrs. Y ahora se realiza cada 14400 hrs.

Considerando que el costo por hora parada de la pala es de US $14000

93

CAPITULO VI

SELECCION DEL MATERIAL BASE Y MATERIAL DE APORTE

6.1 CLASIFICACION DEL METAL BASE SEGÚN EL FABRICANTE

P&H MINING EQUIPMENT A HARNISCHFEGER INDUSTRIES COMPANY

P&H

ESPECIFICACION

DE MATERIAL

DESCRIPCION GRUPO DE

MATERIAL

MATERIAL DE

RELLENO

SIMBOLO DE

SOLDADURA

MINIMA TEMPERATURA DE

PRECALENTAMIENTO E INTERPASE

HASTA

¾”

DE ¾”

A 1 ½”

DE 1

½” A 2

½”

SOBRE

2 ½” 1,1H Hierro fundido, bajo C, bajo esfuerzo 1 H 300 300 300 300

2, 2H Hierro fundido, medio C, moderado es 1 H 300 300 300 300

6, 6H Hierro fundido, aleación al Cr-Mo 2 M 600 600 700 700

7A, B, C, D, X Hierro fundido, aleación austenitica Mn 4 MM 50 50 100 100

8 Hierro fundido, bajo C 1 H 70 70 150 225

10, 10X Acero, fundido centrifugado para tubería

(1010)

1 H 70 70 150 225

11, 11X Hierro fundido, aleación Mn-Mo 2 M 400 500 500 500

13, 13X Hierro fundido, aleación Ni-Cr-Mo 2 M 500 500 700 800

18, 18A, 18B,

Hierro fundido, aleación Ni-Cr-Mo 2 M 300 400 450 500

19, 19X Hierro fundido, aleación Ni-Cr-Mo 2 M 300 400 450 500

20 Hierro fundido, aleación Cr-Mo 2 M 600 600 700 800

21, 21X Hierro fundido, aleación de bajo carbono, 1 H 250 250 300 300

22 Hierro fundido, aleación Ni-Cr-Mo 2 M 600 600 700 800

23 Hierro fundido, aleación Ni-Cr-Mo 2 M 300 400 450 500

25, 25X Acero, fundido centrifugado para tubería

(1020)

1 H 70 70 150 225

27 Hierro fundido, aleación Ni-Cr-Mo 2 M 600 600 700 800

28A, 28C Hierro fundido, aleación Ni-Cr-Mo 2 M 400 450 500 500

28B, 28D Hierro fundido, aleación Ni-Cr-Mo 2 M 300 300 350 400

30, 30X Hierro fundido, tubo, fundido centrifugado

(1030)

fuga

1 H 250 300 300 350

33, 33X Alto manganeso, bajo carbono AISI 1522 1 H 70 125 175 250

40 Acero, fundido centrifugado para tubería 2 M,P 600 600 700 800

45 Hierro fundido, tubo, fundido centrifugado

(1045)

1 H 400 500 500 500

48A- 48P Hierro fundido, ASTM 148 2 M 600 600 700 700

50A, D, Y Acero, HSLA plancha, H. T. , ASTM A633

gr C, D

1 H 70 70 150 225

50C Acero, HSLA plancha, laminado controlado 1 H 70 70 150 225

51, 51X Aleación austenitica forjada al manganeso 7 MM 50 50 100 100

60 Acero, HSLA plancha, H.T., ASTM A633,

Gr E

1 H 70 150 225 300

70 Fundición, trabajo pesado, tambor de freno y

embrague

6 XXX 600 600 700 800

72 Fundición, clase 20, bajo esfuerzo 6 XXX 600 600 700 800

73 Fundición, clase 30, mediano esfuerzo 6 XXX 600 600 700 800

75 6 XXX 600 600 700 800

76 Fundición, clase 40, altos esfuerzos 6 XXX 600 600 700 800

77 Fundición, clase 40 especial, altos esfuerzos 6 XXX 600 600 700 800

78 Fundición, contrapesos 6 XXX 600 600 700 800

79 Fundición, clase 36 6 XXX 600 600 700 800

80, 80F Acero, HSLA (fluencia min. 80 Ksi) 1 H 70 70 150 225

81 Aleación de acero, planchas, H.T., (fluencia

min. 80 Ksi)

1 H 70 125 175 225

84 Planchas de acero, metaloide especialmente

bajo

1 H 70 70 150 225

86 Acero dúctil 80- 55-06 6 XXX 600 600 700 800

87 Acero dúctil 80- 46-12 6 XXX 600 600 700 800

88 Acero maleable gr 32510 6 XXX 600 600 700 800

97, 97A Acero, H.R.,aleación H.T., barra (4142H,

4147H, 4150H)

2 M 600 600 700 800

100 Plancha de acero, H.R., aleación resistente a

la abrasión

3 N 400 500 500 500

104 Acero, H.R.,aleación forjada (8620H) 1 H 70 70 150 225

105 Acero rolado o forjado en caliente

8630/8630H

1 H 300 400 450 500

94

106 A, C, F Acero HSLA, ASTM 572 1 H 70 70 150 225

108 Planchas de acero al carbono, H.R.,

resistente a la abrasión

3 N 400 500 500 500

109 Acero nitralloy 3 N 600 600 700 700

112, 112A Acero, H.R., o aleación forjada (4340H) 2 M,R 600 600 700 700

112C Acero recocido y C.F., aleación (4340) 2 M,R 600 600 700 700

113 Acero al carbono (1080) 3 N 600 600 700 700

114 Carril de acero, riel en T, trabajo liviano 4 MM 400 500 500 500

116, 116A Acero para rieles de grúa, trabajo pesado e

intermedio

4 MM 500 500 700 800

119, 119A Acero recocido y C. 2 M,P 500 500 700 700

120, A, B, C Acero, H.R., o aleación forjada (4140) 2 M,P 500 500 700 700

121 Acero, H.R., o aleación forjada (4130H) 2 M,P 400 500 500 500

123 Acero H.R., bajo carbono planchas (1010) 1 H 70 70 150 225

124 Tubos de acero sin costura C.D., (1624) 1 H 70 70 150 225

126 Acero al carbono C.F., (1117) 1 H 70 70 150 225

127 Acero al carbono C.F., (1018) 1 H 70 70 150 225

128 Acero al carbono C.F., (1045) 1 H 400 500 500 500

129, 129P Aceros de bajo Carbono (M1020 & 1018) 1 H 70 70 150 225

130 Acero al carbono H.R., barras 1 H 300 350 400 400

130T Acero al carbono para tuberías sin costura

(1036)

1 H 300 350 400 400

131 Acero al carbono, barras y planchas 1 H 400 400 450 450

132 132A Acero al carbono (1046) barras y planchas 1 H 400 500 500 500

133 Acero, electrical sheets and coils 1 H 70 70 150 225

134, 134A P Tubo de acero soldado y sin costura 1 H 70 70 150 225

138 Acero al carbono planchas de piso H.R., 1 H 70 70 150 225

140 Tubería de acero sin costura, C.D., aleación

(4130)

2 M 400 500 500 500

142 Acero al carbono liberado de esfuerzos, en

barras (1141)

1 H 400 500 500 500

142ª Acero al carbono liberado de esfuerzos, en

barras (1144)

1 H 400 500 500 500

142H Acero resulfurizado, en barras (1144) 1 H 400 500 500 500

143, 143A Acero al carbono para tuberías sin costura,

C.D.,& H.R. (1025)

1 H 70 70 150 225

144 Acero, H.R., laminas y platinas 1 H 70 70 150 225

146 Acero, H.R., aleación (4320H) 2 M 300 300 350 400

148 Acero al carbono para platinas C.R. 1 H 70 70 150 225

150H Acero torcido y pulido C.D.,S.R., en barras

(1050)

1 H 400 500 500 550

154 Laminas de acero de bajo contenido de

carbono, C.R.

1 H 70 70 150 225

155 Acero para tuberías soldadas C.F.,(MT1015) 1 H 70 70 150 225

160 Planchas de acero, ASTM A537 clase 1 1 H 70 70 150 225

161 Lingotes de acero, H.R. 1 H 70 70 150 225

162 Acero inoxidable tipo 303 4 MM 70 70 150 225

163 Lingotes de acero, barra imanada C.F. 1 H 70 70 150 225

164 Acero al carbono, H.R.,(1050,1053) barra

semiacabada y lamin.

1 H 400 500 550 600

165 Acero al carbono, H.R.,(1070) barra

semiacabada

3 N 600 600 700 700

166 Acero H.R.,H.T aleación ASTM A514 Gr

J,S,C,B,M,T,F,H,A,R

1 H 100 175 225 250

166ª Acero H.R.,H.T ASTM A514 Gr E, P & Q

mayores que 2 ½”

1 H 150 250 300 350

166X Acero, OX 130 similar al 514 grado C & S ,

HLSA

2 M 125 150 175 225

167 Acero de bajo carbono para tuberías soldadas 1 H 70 70 150 225

171 Acero de alto contenido de carbono (1095)

barras, laminas, plat.

1 H 300 300 350 400

173 Acero normalizado, laminas y platinas 3 N 700 700 700 800

180 Acero al carbono H.R., planchas y barras

estructurales A-36

1 H 70 70 150 225

187 Acero keystock 1 H 400 500 500 500

281 Acero para tubería sin costura, fluencia min.

90-100 Ksi

3 H 70 125 175 225

285 Acero para tuberías negro sin

costura/soldado uso ordinario

1 H 70 70 150 225

365 Acero normalizado 1 H 250 300 300 350

395 Acero al carbono para tubería estructural,

soldado/sin costura

1 H 70 70 150 225

395B Acero para tubería estructural HLSA

soldado/sin costura

1 H 70 125 175 225

395C Acero para tubería soldado/sin costura

ASTM A500

1 H 70 125 175 225

397 Planchas de acero, H.R. aleación resistente a

la abrasión H.T.

1 H 300 300 300 300

398 Acero H.R. y H.T. aleación resistente a la

abrasión

1 H 300 300 300 300

405, 405X Laminado en caliente O&T 500BHN 2 H 70 70 150 225

406, 406X 2 H 70 70 150 225

95

504 Acero inoxidable tipo 304 4 MM 70 70 150 225

537 Planchas de acero ASTM A537 clase 1

reque. Esp.

1 H 70 125 175 225

543 A,B,C,X Planchas de aleaciones de acero, O&T

Ni,Cr,Mo clase 2 gr B

2 M 150 200 300 300

548 Aleación de acero H.R., (4820H) 2 M 70 125 175 225

710 1 H 70 70 150 225

710A 710B 1 H 100 175 225 300

737 Acero normalizado, C-Mn-V ASTM A737 gr

C modificado

1 H 70 125 175 225

999 Aleación de acero H.R. y H.T. ASTM 514 1 H 150 250 300 350

1060 Ruedas de camión 3 N 600 600 700 700

1528 1 H 50 100 100 100

2242 1 H 70 70 150 225

2283 1 H 70 125 175 225

2441 1 H 70 70 150 225

2588 1 H 70 70 150 225

SIMBOLO DE

SOLDADURA

PREFERIDO

DESIGNACION

TIPO AWS PROCESO

MINIMO

ESFUERZO

DE TENSION

(Ksi)

MINIMO

ESFUERZO

DE

FLUENCIA

(Ksi)

MINIMO

PORCENTAJE

DE

ELONGACION

MINIMO

IMPACTO

H

E70T-1

E71T-1

ER70S-6 E7018

EL12

EM12K ER70S-2

E70T-5

FCAW

FCAW

GMAW SMAW

SAW

SAW GTMAW

FCAW

72

72

72 72

72

72

60

60

60 60

60

60

22

22

22 22

22

22

20 ft-lb at 0°F 20 ft-lb at 0°F

20 ft-lb at -

20°F 20 ft-lb at -

20°F

20 ft-lb at -

20°F

20 ft-lb at -20°F

20 ft-lb at -

20°F

M E90T1-K2 E9018

FCAW SMAW

90 – 100 90

78 77

17 17

20 ft-lb at 0°F

20 ft-lb at -

60°F

N

E100T1-K3 E10018

E11018

E110T5-K4

FCAW SMAW

SMAW

FCAW

100-120 100

110

113

88 87

97

107

16 16

15

24

20 ft-lb at 0°F 20 ft-lb at -

60°F

20 ft-lb at -60°F

20 ft-lb at -

60°F

P

(T4130) (E4130)

(ER4130)

FCAW SMAW

GTAW

R (E4340) SMAW

MM

E307

E308

E309L E309TL-3

E310

E312

SMAW FCAW

85

80

76 76

80

95

30

35

30 30

30

22

FF E316 E316 75

30

DDD (4IP) SMAW

FCAW

XXX

ENiFeCl

ENiCl

SMAW FCAW

SMAW

VVV ECu

35

40-60

TABLA 6.1: MATERIALES DE RELLENO Y TEMPERATURAS DE PRECALENTAMIENTO RECOMENDADAS

96

6.2 CLASIFICACION DEL METAL BASE SEGÚN NORMA AWS 14.3-94

SPECIFICATION FOR WELDING EARTHMOVING AND CONSTRUCCION

EQUIPMENT

El proceso de soldadura usado debe ser uno de los siguientes procesos o

combinación de estos procesos:

(1) Shielded metal arc welding (SMAW)

(2) Submerged arc welding (SAW)

(3) Gas metal arc welding (GMAW)

(4) Flux cored arc welding (FCAW)

Los requerimientos del metal base, material de relleno, temperatura de

precalentamiento e interpase serán encontrados en la siguientes tablas.

(1) aceros listados y definidos en la tabla 2 son precalificados para soldadura

provee la temperatura de precalentamiento e interpase, las temperaturas

usadas no deben ser menores que aquellas listadas en la tabla 4 donde

se encuentran los requerimientos de las propiedades mecánicas de esta

especificación.

TABLA 6.3

Clasificación de soldabilidad – típicos productos de acero

Clase I Clase II Clase III Clase IV Clase V

AISI/SAE 1005, 1006, 1010, 1012, 1015, 1016, 1017, 1020, y 1021. ASTM A36; A53, Gr B, A106, A131, A139, A500, A501, A516, A524, A529, A570, Gr A, B, C, CS, D, E, y R. ASTM A242; A441; A537; Gr A y E; A572, Gr 42, Y 50; A588; A618; A656; Gr 50, A715, Gr 50; API 5LX, Gr 42; ABS, Gr AH, DH, y EH ASTM A572, 60, 65, A656, Gr 60, 70 & 80, A715, Gr 60, 70 Y 80. ASTM A514 y 517

TABLA 6.2: MATERIAL DE RELLENO Y SUS ROPIEDADES

97

(2) los aceros precalificados están divididos en cinco clases de soldabilidad

para el propósito de especificación de mínima temperatura de precalentamiento

e interpase para la soldadura, la tabla 3 lista típicos productos de acero que

son en cada una de estas clases.

TABLA 6.4 Clasificación de soldabilidad

Aceros al carbono estructurales

Aceros de altos esfuerzos y baja

aleación

Aceros templados y revenidos

Clase I Clase II Clase III1 Clase IV

1 Clase V

Mínimo esfuerzo de fluencia (Ksi)

2

Máximo CE

3

Máximos Limites Químicos

6

Carbón Manganeso Fósforo Azufre Silicio Níquel Cromo Molibdeno* Vanadio

4,5

Titanio Zirconio Columbio

4

Cobre Boro

30-46

0.38

0.23 0.90 0.04 0.05 0.60

a a a a a a a a a

35-55

0.48

0.30 1.35 0.04 0.05 0.60

a a a a a a a a a

40-55

0.63

0.24 1.65 0.04 0.05 0.90 1.25 1.00 0.25

0.104,5

0.07 0.15 0.04

4

1.00 --

50-80

--

-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

90-100

0.74

0.22 1.50 0.04 0.05 0.90 1.50 2.00 0.65 0.08

5

0.10 0.15 -- 0.50 0.006

Notas: 1. Solamente ASTM A572, A656 y A715 (Aleaciones con alguna combinación de Columbio, Vanadio y Nitrógeno) son precalificados Bajo la clase IV aceros que no contienen nitrógeno como A572 y A715 son precalificados bajo la Clase III. 2. Mínimos esfuerzos de fluencia son generalmente los valores publicados por el productor en caso donde los valores no son publicados el valor de ellos es usado para propósitos de diseño. 3. El Carbono Equivalente, CE el máximo valor de carbono equivalente mostrado son basados en los límites máximos de materiales más la revisión del análisis de tolerancia: ya sea que tener precaución cuando sean usados estos máximos límites son aprobados.

Aceros al Carbono: CE = C + )(44

porcentajeSiMn

Acero de altos esfuerzos y baja aleación: CE = C + )(1010

*

10206porcentaje

VMoCrNiMn

Cuando los niveles de Mo, Cr, Ni, y V totales son mayores que 0.20 por ciento use la formula del CE para aceros de baja aleación y altor esfuerzos. Cuando el molibdeno exceda 0.50 por ciento el molibdeno es aumentado en el calculo del CE.

98

4. los máximos porcentajes para el columbio y vanadio son 0.10 por ciento. 5. cuando los soldadores van ha hacer una alivio de tensiones, el metal de soldadura depositado no debe exceder 0.05 por ciento de vanadio. 6. los niveles residuales de las aleaciones pueden tener una influencia en la soldabilidad; ya sea que sus efectos deben ser considerados durante el cálculo del CE.

(3) La clasificación de soldabilidad para aceros no listados en la tabla 3 puede

ser determinado por comparación de las limitaciones dentro de esta lista de

clases, en la tabla 3 estas limitaciones son:

(a) Mínimo esfuerzo de fluencia.

(b) Carbono Equivalente.

(c) Máximo limite para elementos individuales de la aleación.

(4) Tabla 5 lista de material de relleno precalificado para juntas de

penetración completa, cuando el diseño de las soldaduras requiere que el

metal de relleno será igual al esfuerzo de tensión del metal base, esfuerzos

mas bajos para el material de relleno pueden ser especificados.

Nota: 1. Cuando se esta usando una temperatura de metal base por debajo del listado por el proceso de soldadura y el

espesor del material que esta siendo soldado este debe ser precalentado (excepto se estipule de otro modo) de manera semejante que las superficies de las partes sobre las cuales el metal de soldadura esta siendo depositado, estas están por encima de la mínima temperatura especificada para una distancia igual al espesor de la parte que esta siendo soldada pero no menor que 3 pulg. (76.2 mm) avanzando a ambos lados lateralmente de la soldadura. La temperatura de precalentamiento e interpase debe ser suficiente par prevenir la formación de fisuras específica la mínima temperatura mostrada que puede ser requerida para las más altas restricciones de soldadura. Para aceros templados y revenidos la máxima temperatura de precalentamiento e interpase no debe exceder 400ºF (205ºC) para espesores por encima de 1 ½ pulg. (38 mm) inclusive y 450ºF

TABLA 6.5 Mínima temperatura de precalentamiento e interpase

1,2 Para procedimientos precalificados

Proceso de soldadura

Espesor de Espesor parte de un punto de soldadura

SMAW con otros con electrodos con bajo

contenido de hidrógeno

SMAW con electrodos de bajo contenido de hidrogeno

SAW, GMAW, o FCAW

SMAW con electrodos de bajo contenido de

hidrogeno SAW con carbono o aleaciones de acero alambre, neutral y

flujo activo3 GMAW o

FCAW

SAW con acero al carbono alambre flujo de

aleaciones

Acero

Clase I Clase II Clase I Clase

II Clase

III Clase IV Clase V Clase V

In. mm ºF ºC ºF ºC ºF ºC ºF ºC ºF ºC ºF ºC ºF ºC

3/4 19.1 50 10 50 10 50 10 50 10 50 10 50 10 50 10

De ¾a1 ½ 19.1a38.1 50 10 150 65 50 10 50 10 150 65 125 50 200 95

De 1½a2 ½ 38.1a63.5 50 10 225 105 50 10 150 65 225 105 175 80 300 150

Sobre 2 ½ 63.5 200 95 300 150 150 65 225 105 300 150 225 105 400 205

99

(230ºC) para mayores espesores. Cuando se suelde aceros templados y revenidos el aporte de calor no debe exceder las recomendaciones de los fabricantes de aceros.

2. en juntas que envuelven combinaciones de metal base, el precalentamiento debe ser especificado por los altos esfuerzos.

3. flujo neutral, flujo cuyo propósito primario es proteger el metal soldado. Flujo activo, flujo cuyo propósito primario es desoxidar el metal soldado. Flujo de aleación, flujo cuyo propósito primario es alear el metal soldado.

TABLA 6.6 Requerimientos del metal de Relleno para juntas de penetración completa

Metal base SMAW Proceso de soldadura SAW

GMAW FCAW

Clase I y Clase II AWS A5.1

E60XX o E70XX AWS A5.17

F6X-EXXX o F7X-EXXX AWS A5.18 ER70S-X

AWS A5.20 E6XTX-X o E7XTX-X

(Excepto-2,-3,-10, -GS)

Clase III

AWS A5.5

E70XX-X

AWS A5.1

E70XX

AWS A5.23 E7XEXXX-X

AWSA5.17 F7XX-EXX

AWS A5.18 ER70S-X

AWS A5.20 E7XTX-X

(Excepto -2, -3, -10, -GS)

Clase IV

AWS A5.5

E80XX-X

E90XX-X

AWS A5.23 F8X-EXXX-X F9X-EXXX-X

AWS A5.28 ER80S-X ER90S-X

AWS A5.29 E8XTX-X E9XTX-X

Clase V AWS A5.5

E110XX-X AWS A5.23

F11XX-EXXX-X AWS A5.28 ER110S-X

AWS A5.29 E11XTX-X

Notas: 1. en metales que envuelven metales base diferentes y diferentes puntos de fluencia o esfuerzos, se puede ser usado como material de relleno el material base de menor esfuerzo. 2. el material de relleno de menor o mayor esfuerzo puede ser usado donde lo especifique el diseño. 3. si el tipo EXXTX-2 material de relleno son usados satisfactoriamente sobre prototipos probados en vehículos, esto califica el uso de tipos EXXTX-2 materiales de relleno para producción 4. clasificación de bajo hidrogeno.

6.3 CRITERIOS DE SELECCION DE MATERIAL DE APORTE

La selección del tipo de electrodo para un trabajo específico debe considerar:

a) Las características de soldabilidad del material base (propiedades

mecánicas, composición. química, características metalúrgicas)

b) La calidad requerida en la estructura o componente a ser soldado (calidad

radiográfica, terminación superficial, socavado, salpicado. etc.)

c) Posición de soldadura (en obra, taller, disponibilidad de manipuladores, etc.)

100

d) Tipo de junta (filete, a tope, grado de penetración)

e) Restricción (tipo de junta, rigidez de la estructura, separación de las piezas,

espesores, espesor relativo del metal base vs. Cordón.)

f) Propiedades requeridas de las soldaduras: resistencia, ductilidad,

tenacidad, propiedades fractomecanicas, etc. En general, las propiedades

mecánicas del metal de soldadura deben igualar o exceder las del metal

base y poseer aproximadamente la misma composición química.

g) Costos (posición, velocidad de deposición, facilidad de remoción de escoria,

facilidad de operación, secado, control de la soldadura, etc.)

h) Equipamiento disponible (transformadores, transformadores rectificadores,

equipos rotativos, equipamientos auxiliares, puentes grúas, guinches, etc.)

i) Mano de obra disponible (soldadores, requerimientos de calificación,

inspectores, etc.)

Entonces, hecho el análisis del material base a soldar, tanto su composición

química como sus valores mecánicos, seleccionaremos un material de aporte

tal que nos permita obtener bajo las condiciones de trabajo que nos impone lo

expresado anteriormente:

La resistencia a la tracción, el límite de fluencia, el alargamiento y la resiliencia

(si requiere) del material de aporte un poco mayor que el del material base,

entre 1 a 10 % superior

La composición química del aporte debe guardar similitud con el metal base.

Los catálogos comerciales de las distintas empresas proveedoras indican para

cada un o de sus productos, el uso para lo cual está diseñado y para el cual se

101

aplica, las propiedades mecánicas, las composiciones químicas, las posiciones

de soldadura, las condiciones eléctricas en que puede operar, etc.

6.4 PLANCHAS Y MATERIALES ANTIDESGASTE

Las planchas de acero fabricadas para aplicaciones de protección antidesgaste

(protección contra impacto y abrasión) contienen, aparte del elemento base

(Fe), diversos elementos de aleación (C, Mn, Ni, etc.), que se agregan en

diferentes proporciones para acentuar propiedades específicas tales como

dureza, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, tenacidad, fluidez,

etc.

En la Tabla 6.7 se resumen los efectos de los elementos de aleación sobre

dichas propiedades. Cada una de las planchas comerciales, como se verá,

contiene algunos de estos elementos en proporciones, determinadas por los

fabricantes

ELEMENTO EFECTO

B - Boro Dureza

C - Carbono Dureza, Resistencia

Cr - Cromo Dureza, Resistencia al Desgaste, Resistencia a la Corrosión

Co - Cobalto Resistencia a la Corrosión, Dureza en Caliente

Fe - Fierro Elemento Base

Mn - Manganeso Tenacidad, Capacidad de Endurecimiento por Deformación

Mo - Molibdeno Resistencia, Dureza, Resistencia al Desgaste

Ni - Níquel Dureza, Resistencia a la Corrosión

Si - Silicio Fluidez

Ti - Titanio Dureza, Resistencia al Desgaste

W - Tungsteno Dureza, Dureza en Caliente, Resistencia al Desgaste

V - Vanadio Tenacidad, Resistencia al Desgaste

TABLA 6.7: EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE ALEACION SOBRE LAS PROPIEDADES DE LAS

PLANCHAS

102

Existe en el país una variedad de planchas antidesgaste ofrecidas en el mercado. Una clasificación de acuerdo al grupo de

aleación de cada una de las planchas comerciales.

En los párrafos siguientes se dan las principales características de estas planchas.

Planchas de acero NK Everhard

Es un acero de aleación, de bajo contenido de carbono, templado y revenido, que combina una buena soldabilidad, con

excelentes propiedades de resistencia al desgaste y a la tracción, junto a un buen nivel de tenacidad a altas y bajas

temperaturas

ESPECIFICACIONES DE NK EVERHARD

Tip

o

Grado Alcance de espesores

mm

Tratamiento

térmico

Composición Química

C Si Mn P S Cr Mo V Ti B

Está

nd

ar NK-EH-400

6-50 Tratamiento

térmico controlado

0.20 máx.

0.55 1.60 máx.

0.03 máx.

0.03 máx.

0.40

- - 0.005

-0.020

0.004 máx.

NK-EH-500 0.35 máx.

0.8

Con a

leacio

nes

NK-EH-400A

6-100 Tratamiento

térmico controlado

0.25 máx.

0.55 máx.

1.60 máx.

0.03 máx.

0.03 máx.

0.40 -

1.20

0.10 –

0.50

0.10 máx.

0.02 máx.

0.004 máx.

NK-EH-500A 0.35 máx.

0.55 máx.

TABLA 6.8 COMPOSICION QUIMICA

103

Grado

Espesor mm

Tratamiento térmico

Propiedades mecánicas

Prueba de tracción Prueba de doblez Prueba de impacto

Charpy

Prueba de

dureza

Espécimen de prueba

Dirección de

muestreo

Punto cedente N/mm

2

(Kgf/mm2)

Resistencia a la tracción N/mm

2

(Kgf/mm2)

Alargamiento

%

Espécimen de prueba

Dirección de

muestreo

Radio de doblez

espesor x3

Dirección de

muestreo

Valor de impacto vEo ºC promedio (Kg.f)

Dureza Brinell (Carga de 3,000) kg Promedio de 5 valores

NK-EH-400 19 Tratamiento térmico controlado

JIS - 5 C 1163

(118.6) 1316

(134.2) 19.8 JIS - 1 L Bueno - - 442

NK-EH-500 19 JIS - 5 C 1297

(132.3) 1449

(147.8) 17.7 JIS - 1 L Bueno - - 508

NK-EH-400A 20 Tratamiento térmico controlado

JIS - 5 C 1147

(119.7) 1369

(139.6) 23.6 JIS - 1 L Bueno L

70 (7.1)

429

NK-EH-500A 20 JIS - 5 C 1321

(134.7) 1516

(154.6) 22.9 JIS - 1 L Bueno L

65 (6.6)

542

Industria Aplicaciones

Acero y vigas

Canal giratorio superior BF Canal fijo BF, forro, forro de tolva superior, forro de compuerta

Depurador venturi de lavado a gas BF, y válvula de tabique

Pantallas para minerales y amortiguador de conmutación Canal de derivación para transportadores de minerales

Forro para mezcladoras rotatorias

Cemento y minería Material de forro para mezcladora de concreto con turbina

Paleta para lo de arriba

Canal transportador para la planta mezcladora de concreto

Mezclador de marcha interrumpida para cemento arcilloso

Tubo transportador para sólidos (tubería neumática para minas de mineral)

Industria automotriz y de construcción Palas y cubos de bulldozer Planchas de excavación para bulldozer Forros exteriores de cubos para bulldozer

Plataformas de remolque

Recipientes para camiones volquetes y de carga

Cubos de draga

Industria química Agitadores para plantas de asfalto

Canal transportador de arena

Elevadores de cubo para mineral sulfurado

Otros Taladros de masa

Forros de tijeras

TABLA 6.10 APLICACIONES

TABLA 6.9 PROPIEDADES MECANICAS

104

Soldadura

Con NK EVERHARD puede lograrse una excelente soldadura de unión

mediante el proceso de soldadura de bajo contenido de hidrógeno,

soldadura por arco con blindaje metálico o por soldadura por arco CO2.

1 Ejemplo de materiales de soldadura

La tabla muestra un ejemplo de materiales de soldadura usados con NK

EVERHARD.

2 Precalentamiento

El proceso de precalentamiento varía según la composición química, el

espesor de la plancha y las condiciones restrictivas de las áreas de

soldadura. Para fines de referencia en la tabla se muestra la temperatura de

precalentamiento recomendada basada en los resultados de la prueba, bajo

una condición muy restrictiva.

3 Calentamiento posterior

En general, no siempre se requiere el calentamiento posterior de no usarse

el material de soldadura de superficie dura.

4 otros ítems generales

Antes del uso, vuelva a secar los electrodos de soldadura a 350 – 400ºC

por aproximadamente 1 hora.

Quite la herrumbre grasa, escoria y otras materias indeseables de la

superficie de la soldadura y manténgala en un estado impecable.

Si se hace cebadura por arco en la superficie del metal base, puede

ocurrir grietas. Por lo tanto adopte el método de soldadura de paso

posterior o método de formación de arcos de pieza residual.

105

Mantenga la longitud del arco lo mas corto posible.

Evite cuanto sea posible la oscilación del electrodo, limite a no mas de

1.5 veces del diámetro del electrodo de soldadura.

La entrada térmica debe ser más de 2kJ/mm.

Carburo de cromo

Composición química

SA1750CR es una capa superpuesta que consiste de una matriz con una gran

concentración de carburo de cromo metalúrgicamente fundido con un

apropiado sustrato. Un típico deposito SA1750CR tendrá la siguiente

composición química.

C: 4.0 a 5.0 % Mn: 1.0 a 1.5 % Cr: 30 a 40 % Fe y otros

Requisitos de unión soldada

Grado Soldadura por arco con blindaje

metálico Soldadura por arco con

blindaje de gas

Marca Grado AWS Marca Grado AWS Cuando la facilidad de soldadura es el requisito mas importante

Para todos los grados

LB – 62 LB – 62UL

E9016 – G E9016 – G

MG-50 (CO2)

MGS-50 (Ar+CO2)

ER70S – G ER70S – G

LB – 116 LB – 80UL

E11016 – G E11016 – G

MGS-50 (Ar+CO2)

ER110 – G

Grado Espesor

mm Soldadura por arco

con blindaje metálico

Soldadura por arco con

blindaje de gas

NK – EH400 20 40

100 175

50 100

NK – EH500 19 40

125 175

75 125

NK – EH400A 20 40

100 150

75 125

NK – EH500A 20 40

125 175

100 150

TABLA 6.11 EJEMPLO DE SOLDADURA MG-50 (CO2)

TABLA 6.12 TEMPERATURAS DE PRECALENTAMIENTO

106

Microestructura

El estándar SA1750CR la capa superpuesta consiste de una matriz con alto

cromo austenítico 40 a 45 % M7C3 carburo de cromo primario otras

microestructuras pueden ser desarrolladas a solicitud.

Dureza

La dureza de una capa superpuesta SA1750CR es una composición de la

dureza del carburo de cromo con la firmeza que le da la matriz austenitica, la

macro dureza que le da la capa superpuesta es de 55 a 62 HRc dependiendo

del espesor de la capa superpuesta.

Resistencia a la Abrasión

Para abrasión en frío, las pruebas tienden a mostrar una relación de desgaste

de 30 a 1 del SA1750CR sobre el acero dulce y una relación de 12 a 1 sobre el

tratamiento térmico AR 400. ASTM G65 RWAT

Resistencia al impacto

la capa SA1750CR superpuesta tiene una resistencia moderada impacto

Rango de temperaturas

La capa superpuesta SA1750CR permanecerá sobre la plancha hasta que la

abrasión tenga una temperatura por encima de 1100 ºF.

Características

La superficie de la capa superpuesta SA1750CR consiste de una serie de

cordones (¾ “a 1 ½ “pulgadas de ancho).con numerosas fisuras de línea muy

fina están apropiadamente espaciados, son un fenómeno natural de alivio de

esfuerzos y beneficiosos para el material. Las fisuras se propagan a través de

la capa superpuesta y el final de la plancha base.

107

CARBURO DE TUNGSTENO El material de KENNAMETAL KENCAST es una combinación compuesta de

excepcional dureza del carburo de tungsteno cementado de Kennametal

endurecido al aire y practico con la tenacidad del acero para resistir el desgaste

en severas condiciones de operación.

Dureza

Por el tipo de combinación de varios compuestos entre la matriz de acero y el

carburo de tungsteno, la dureza de las partes de Kennametal KENCAST no

pueden ser medidos como materiales convencionales resistente al desgaste,

sin embargo, aquí están los rangos de dureza para los ingredientes de la

composición:

Carburo de tungsteno 86 – 91 HRA

Matriz de acero (aleado para el carburo) 52 – 58 HRC

Acero base 38 – 50 HRC

Tipos

Las partes básicas de Kennametal KENCAST consisten de gránulos de carburo

de tungsteno y/o insertos para el aleado en la matriz de acero

FIGURA 6.1 COMPOSICION DEL CARBURO DE CROMO

108

Acerca de la composición de los ingredientes

Se usa acero endurecido al aire (Cr, Ni, Mo) durante el aleado

metalúrgico, la matriz de acero (las partículas alrededor del carburo) se

alean con el tungsteno y cobalto.

Los granos de carburo de tungsteno son aproximadamente de ¼” de

espesor en la superficie de desgaste; las tolerancias son ± 1/16” con

todas las dimensiones de fundición

Cuando es requerido, el carburo/matriz de acero puede tener polvo de

diamante en la zona de desgaste.

Las partes de Kennametal KENCAST no pueden ser tratadas

térmicamente debido a la diferencia del coeficiente de expansión térmica

del carburo de tungsteno y el del acero (cuando se realiza un tratamiento

térmico el acero se expande cerca de dos veces a mas).

Acerca de la matriz de acero (en % de peso)

Carbono 0.28 – 0.35

Manganeso 1.5 – 2.0

Silicio 1.3 – 1.7

Aluminio 0.08 – 0.15

Níquel 1.0 – 2.0

Cromo 0.80 – 1.2

Molibdeno 0.20 – 0.30

109

0.052” alambre (tubular) 1/8” electrodo

Airco A681 o equivalente Protegido con dióxido de carbono

22 a 24 voltios/200 a 235 amp.

7018 – M o equivalente bajo hidrogeno

21 a 33 voltios/135 a 185 amp.

Líneas guía

Las partes a ser soldadas deben estar a 70ºF aproximadamente

El material de Kennametal KENCAST no debe exceder los 600º

En ningún momento durante el proceso de la soldadura.

FIGURA 6.2 CARBURO DE TUNGSTENO

TABLA 6.13 INSTRUCCIIONES DE SOLDEO

110

TABLA 6.14 TAMAÑOS Y DIMENSIONES DEL CARBURO DE TUNGSTENO

111

CAPITULO VII

DISEÑO DE JUNTAS SOLDADAS

7.1 JUNTAS SOLDADAS

El conocimiento de la terminología de juntas soldadas es esencial en las

comunicaciones del trabajo diario. El uso de términos apropiados hace mucho

más fácil para el personal de soldadura el relevo de los problemas de

soldadura y presentación encontrados durante el proceso de fabricación a otro

personal. Hay una relación directa entre los términos de juntas soldadas y los

símbolos suplementarios de soldadura de información y dimensionamiento.

Hay cinco juntas básicas usadas en soldadura de metales: a tope, en L, en T,

solapada y en borde, se aplican símbolos y tipos precisos de soldadura a estas

juntas. Un número de diferentes tipos de soldadura puede ser aplicado a cada

tipo de junta dependiendo del diseño de la junta.

Una cuestión de suma importancia en el proceso de soldar es la selección del

mejor y mas adecuado tipo de junta a utilizar en cada aplicación concreta la

mejor junta es la que con un mínimo costo satisface todas las condiciones de

servicio al seleccionar la junta deben considerarse 3 factores

la carga y sus características es decir si la carga es de tracción o de

compresión y si existe alguno combinación de esfuerzos de doblado

fatiga o choque

la forma en que la carga es aplicada o sea si su acción es continua

variable o instantánea

el costo de preparación y de la ejecución propiamente dicha de la

soldadura

112

Otros efectos que deben tenerse en cuenta son los efectos de alábelo la

comodidad para soldar, la uniformidad y apariencia de la soldadura.

7.2 PARTES DE LA JUNTA SOLDADA

Una vez que el tipo de junta es identificado, puede ser necesario describir

exactamente el diseño de junta requerido. Para hacer esto, el personal de

soldadura e inspección debe ser capaz de identificar aspectos individuales que

hagan de la geometría de la junta una junta particular. La nomenclatura

asociada con estos aspectos incluye:

Raíz de junta

Superficie de bisel

superficie de la raíz

Borde de la raíz

Abertura de raíz

Chaflán

Ángulo de chaflán

Ángulos de bisel

Radio del bisel

Dependiendo del diseño de la junta, la geometría de la junta puede tomar

(ligeramente) diferentes formas. La raíz de la junta se define como “la parte de

una junta a ser soldada donde los componentes se aproximan lo más

próximamente entre sí. Superficie de bisel es, “la superficie de un componente

incluida en el bisel”. La superficie de la raíz (generalmente llamada land) es “la

porción de la superficie del bisel dentro de la raíz de la junta”. Por último, borde

de la raíz, es definida como “una superficie de la raíz de ancho cero”.

113

Otros aspectos que puedan requerir una descripción por el personal de

soldadura son mostrados en la figura 7.1. Estos elementos son a menudo

variables esenciales en los procedimientos de soldadura, así como en la

soldadura de producción, y le puede ser requerido al personal de soldadura

que los midan para determinar si cumplen con las especificaciones de plano u

otros documentos.

7.3 LIMITACIONES EN TAMAÑOS Y LONGITUDES DE LA SOLDADURA

7.3.1 TAMAÑO MINIMO

A continuación trataremos las conexiones con soldadura de filete mostrando las

recomendaciones que AISC-LRFD ha establecido para asegurar que estas se

efectúen correctamente y luego sean capaces de tener la resistencia de diseño.

FIGURA 7.1: GEOMETRIA DEL CHAFLAN DE UNA SOLDADURA

114

7.3.2 TAMAÑO MAXIMO DE LA SOLDADURA

Cuando el espesor del borde es menor o igual a 1/4”, el espesor máximo

puede ser ws = 1/4" (6.4mm)

Cuando el espesor del borde es mayor de 1/4" el máximo tamaño de la

soldadura podrá ser igual al espesor de la pieza menos 1/16” (1.5mm)

7.3.3 LONGITUD MINIMA DE UN CORDON

La longitud ls del cordón no será menor que 4 veces el tamaño de la soldadura.

Asimismo no menor a la distancia b que los separa habrá un retorno de 2ws.

También la longitud del traslape no será menor a 5t.

Espesor de la pieza mas gruesa unida

Tamaño mínimo soldadura de filete

Tamaño mínimo garganta soldadura penetración parcial

T

(pulgadas) Pulg. mm. Pulg. mm.

1/8 < T ≤3/16 1/8 3 1/16 1.5 3/16 < T ≤ 1/4 1/8 3 1/8 3 1/4 < T ≤ 1/2 3/16 5 3/16 5 1/2 < T ≤ 3/4 1/4 6 1/4 6 3/4 < T ≤ 1 1/2 5/16 8 5/16 8 1 ½ < T ≤ 2 1/4 5/16 8 3/8 9.5 1 ¼ < T ≤ 6 5/16 8 1/2 12 6 < T 5/16 8 5/8 16

TABLA 7.1: TAMAÑO MINIMO DE SOLDADURA DE FILETE

FIGURA 7.2: TAMAÑO MAXIMO DE SOLDADURA DE FILETE

115

7.4 AREAS EFECTIVAS EN LAS SOLDADURAS

Para las soldaduras acanaladas de penetración total la garganta será el

espesor de la pieza menos gruesa unida. Como se indica en las figuras

siguientes

Para las soldaduras acanaladas de penetración parcial el espesor efectivo a

considerar será el indicado en las figuras siguientes.

Para la soldadura de filete considerar la idealización de la sección en un

triangulo rectángulo isósceles, la garganta (dimensión critica) será Te =

FIGURA 7.3: LONGITUD MINIMA DE UN CORDON

FIGURA 7.4: SOLDADURAS ACANALADAS PENETRACION COMPLETA

FIGURA 7.5: SOLDADURAS ACANALADAS PENETRACION PARCIAL

116

(0.707ws) para soldaduras de arco con electrodos protegidos. En cambio en el

caso de soldaduras de arco sumergido, tomando en cuenta la mejor calidad de

las mismas se considera:

1. Soldadura con ws ≤ 3/8” (9.5 mm): la garganta Te será ws

2. Soldadura con ws > 3/8” (9.5 mm): la garganta Te será 0.0707ws + 0.11”

(2.5mm)

Para soldaduras de ranura y tarugo se considera el área de la sección

transversal de la soldadura.

7.5 RESISTENCIA NOMINAL DE LAS SOLDADURAS

En principio las soldaduras deben tener suficiente material del electrodo

adecuado para transmitir todas las cargas que se les impongan; las soldaduras

acanaladas se dimensionaran para transmitir los esfuerzos directos ya sea de

tracción compresión o corte, mientras que las soldaduras de filete, no importa

la dirección de la carga, se considerara que la transmisión es siempre por corte

en la sección critica, es decir en la garganta.

7.5.1 RESISTENCIA NOMINAL DE LAS SOLDADURAS ACANALADAS: Rnw

Se considera que la resistencia de las soldaduras acanaladas es igual a la

resistencia del área efectiva de las soldaduras que se unen. Se requiere, eso

si, que para esfuerzos perpendiculares al cordón, el electrodo deberá tener una

FIGURA 7.6: FILETES DE SOLDADURA

117

resistencia que se compare con la resistencia de las piezas unidas (matching

material). Si el esfuerzo es de compresión, se permite un material de electrodo

hasta 10 ksi menor.

Rnw= Te Fy para tracción o compresión

Rnw = Te (0.60Fy) para corte.

7.5.2 RESISTENCIA NOMINAL DE LAS SOLDADURAS DE FILETE: Rnw

La resistencia Rnw de una soldadura de filete por unidad de longitud (por una

pulgada si se trata de unidades inglesas) se basa en la suposición de que la

falla de la soldadura es por corte en su sección critica (área efectiva) o si no por

corte en el área de contacto entre el cordón y el material base.

En realidad la distribución de esfuerzos a lo largo de una soldadura de filete es

compleja como se muestra en la figura depende de la longitud y dirección de

FIGURA 7.7 RESISTENCIA DE LAS SOLDADURAS

FIGURA 7.7: (CONTINUACION) RESISTENCIA NOMINAL DE LAS SOLDADURAS

118

las fuerzas en las relación a los cordones. Sin embargo, esto se ignora y se

prefiere suponer una distribución igual en todo el cordón.

7.6 ESPECIFICACIONES AISC-LRFD PARA SOLDADURAS

Volviendo a la filosofía, que se ha expuesto varias se tiene

ΦRn ≥ γi Qi

Donde:

Φ factor de resistencia;

Rn = Rnw resistencia nominal, por lo que Φ Rnw = resistencia de diseño

γi factor de mayorización

Qi efectos de las cargas aplicadas, por lo que γi Qi son los efectos

factorizados de las cargas Ru

Entonces se deberá tener: ΦRn ≥ Ru

Donde Ru = carga factorizada por unidad de longitud en la unión soldada.

7.6.1 SOLDADURA ACANALADA: (AISC – LRFD J2.1)

La resistencia de diseño de las conexiones acanaladas por unidad de longitud

para una soldadura de penetración total depende del tipo de esfuerzo aplicado

1. tracción o compresión perpendicular al área efectiva y tracción paralela al

eje de la soldadura: eficiencia 100%

ΦRnw= 0.90Te Fy para el material base,

ΦRnw= 0.90Te Fyw para la soldadura.

2. corte en el área efectiva: eficiencia 100%

ΦRnw= 0.90Teσy

= 0.90Te(0.6Fy). Para el metal base

ΦRnw= 0.90Te (0.60Feex), para soldadura.

119

Se nota que la resistencia al corte del material σy es considerado como el 60%

de la resistencia a la fractura del material a la tracción.

7.6.2 SOLDADURA DE FILETE: (AISC – LRFD J2.2)

La resistencia de diseño por unidad de longitud de cordón de soldadura se

basa en la resistencia al corte a través de la garganta de la misma:

ΦRnw= 0.75Te (0.60Fexx), para la soldadura,

Y no menor de la resistencia a la fractura del metal base adyacente:

ΦRnw= 0.75ws (0.60Fu),

Te dimensión de la garganta

ws tamaño de la soldadura

Fexx resistencia a la fractura de la soldadura

Fu resistencia a la fractura del metal base.

7.7 SOLDADURA CON BISEL

Una soldadura con bisel es, “una soldadura hecha en un bisel entre las piezas”.

Hay ocho tipos de soldadura con bisel:

1. Bisel recto

2. A tope con inglete

3. Bisel en V

4. Bisel en 1/2 V

5. Bisel en U

FIGURA 7.8: SOLDADURA DE FILETE

120

6. Bisel en J

7. Bisel en V ensanchado

8. Bisel en 1/2 V ensanchado

Sus nombres implican como las configuraciones actuales se ven cuando son

vistas en sección transversal. Todos estos tipos de soldadura con bisel pueden

ser aplicados a juntas que son soldadas de un solo lado o de ambos lados.

Como se imagina, una junta soldada simple es una “junta soldada fusionada

que ha sido soldada de un solo lado”. De la misma manera, una junta soldada

doble es “una junta soldada fusionada que ha sido soldada de ambos lados”.

Soldaduras con bisel de diferentes tipos son usadas en varias combinaciones.

La selección está influenciada por la accesibilidad, economía,

adaptación al diseño estructural, distorsión esperada y el tipo de proceso de

soldadura usado. Las soldaduras con bisel recto son las más económicas de

usar, pero están limitadas por el espesor de los componentes. La soldadura

con bisel recto con penetración total, soldada de un solo lado, generalmente no

son usadas para material más fino que ¼ de pulgada. Materiales finos

requieren la selección de geometría de juntas que acomoden otros tipos de

soldaduras con bisel. En juntas finas la geometría particular debe proveer

accesibilidad para soldar, asegurando la solidez y resistencia de la soldadura, y

minimizando la cantidad de metal removido. Por razones económicas, estos

diseños de juntas deben ser elegidos con abertura de raíz y ángulo de bisel

que requieran la mínima cantidad de metal de soldadura, pero que aún reúnan

las condiciones de servicio de la soldadura. La selección de las aberturas de

121

raíz y ángulos de bisel es influenciada por el metal a ser unido, la ubicación de

la junta dentro de la soldadura, y las condiciones de servicio requeridas.

Las soldaduras con biseles en J o U pueden ser usadas para minimizar los

requerimientos de metal de soldadura cuando los factores económicos excedan

en valor el costo de la preparación del borde. Estos tipos de soldaduras son

especialmente útiles en secciones de poco espesor. Soldaduras con bisel en

1/2 V y con bisel en J son más difíciles de soldar que aquellas con bisel en V o

en U, debido al borde vertical. Soldaduras con bisel en V ensanchado y bisel en

1/2 V ensanchado son usadas en conexión con componentes de bordes curvos

o redondeados.

Soldaduras de filete

ANSI/AWS A2.4 define a una soldadura de filete

122

FIGURA 7.9: SOLDADURAS CON BISEL SIMPLE Y DOBLE

123

FIGURA 7.9: (CONTINUACION) SOLDADURAS CON BISEL SIMPLE Y DOBLE

124

5 SOLDADURA DE FILETE

ANSI/AWS A2.4 define a una soldadura de filete como, “una soldadura de

sección transversal aproximadamente triangular uniendo dos superficies

aproximadamente en ángulos rectos en una junta solapada, en T o en L”.

Cuando el diseño lo permite, es preferida la soldadura de filete a la soldadura

con bisel por razones económicas. Generalmente no se requiere preparaciones

de borde para soldadura de filete, pero la superficie a soldar debe estar limpia.

La soldadura de filete no toma el nombre de la geometría de junta asociada,

como la soldadura con bisel; es un tipo particular de soldadura aplicada a una

junta solapada, T o junta en L. Las soldaduras de filete son usadas (algunas

veces) en combinación con las soldaduras con bisel. Las soldaduras de filete

son hechas usando soldadura simple y doble. También son aplicadas usando

una o varias pasadas. Las soldaduras de filete (sobre la longitud completa de

la junta), a menudo son realizadas con pasadas discontinuas simétricas o

asimétricas. Una soldadura de filete discontinua simétrica es, “una soldadura

intermitente sobre ambos lados de una junta en la cual los incrementos de un

lado son alternados con los del otro”. Una soldadura de filete discontinua

asimétrica es, “una soldadura intermitente sobre ambos lados de la junta en la

cual los incrementos de soldadura en uno de los lados están aproximadamente

opuestos a los del otro lado”. La figura 7.10 (E y F), ilustra ambos tipos de

soldadura de filete.

Dos de los tipos de soldaduras usadas para unir juntas solapadas son

soldaduras en botón o en tapón y soldaduras en ranura o en ojal. La soldadura

en botón o en tapón es “una soldadura hecha en un agujero circular en uno de

125

los componentes de la junta fundiendo ese componente con el otro

componente”. Una soldadura en ranura o en ojal es “una soldadura hecha en

un oblongo o en un agujero alargado en uno de los componentes de la junta

fundiéndose ese componente con el otro”.

FIGURA 7.10: APLICACIONES DE LA SOLDADURA DE FILETE

126

7.8 CLASIFICACION DE LAS JUNTAS DE ACUERDO AL ESPESOR DE LA

PLANCHA

Elección del tipo de junta.- Una cuestión de suma importancia en el trabajo de

soldar por arco es la selección del mejor y más adecuado tipo de junta a utilizar

en cada aplicación concreta. La mejor junta es la que, con un mínimo costo,

satisface todas las condiciones de servicio. Al seleccionar la junta, deben

tomarse en cuenta tres factores:

• La carga y sus características, es decir si la carga es de tracción o de

comprensión y si existe alguna combinación de esfuerzos de doblado, fatiga o

choque.

• La forma en que la carga es aplicada, o sea si su acción es continua, variable

o instantánea.

• El costo de preparación y de la ejecución, propiamente dicha de la soldadura.

Otros aspectos, que deben tenerse en cuenta, son los efectos del alabeo, la

comodidad para soldar y la uniformidad y apariencia de la soldadura.

FIGURA 7.10: (CONTINUACION) APLICACIONES DE LA SOLDADURA DE FILETE

127

7.8.1. JUNTAS A TOPE

7.8.1.1 JUNTA A TOPE

• Satisfactoria para todas las cargas corrientes.

• Requiere fusión completa y total.

• Recomendable para espesores menores de 6 mm.

• Preparación sencilla.

• La separación de los bordes depende del espesor de las planchas. El costo

de preparación es bajo, sólo requiere el emparejamiento de los bordes de las

planchas a soldar.

7.8.1.2 JUNTA A TOPE EN "V"

• Apropiada para todas las condiciones de carga.

• Aplicable en planchas de 5 a 12 mm, no siendo muy corriente aplicarla en

espesores menores.

FIGURA 7.11: JUNTA A TOPE

FIGURA 7.12: JUNTA A TOPE EN “V”

128

• El ángulo de la junta es de 60º. La preparación de la junta es más cara que

para la junta a tope simple.

7.8.1.3. JUNTA A TOPE EN DOBLE “V" O "X"

• Satisfactoria para todas las condiciones normales de carga.

• Para planchas de un espesor mayor de 12 hasta 20 mm, siempre y cuando

sea posible soldar por ambos lados. La junta en X consume más o menos la

mitad de electrodos que la junta a tope en V, pero en cambio es más costosa

su preparación.

7.8.1.4. JUNTA A TOPE EN "U" SIMPLE

• Para trabajos de la más alta calidad.

• Apropiada para todas las condiciones de carga.

• Sustituye a las juntas en V o X en la unión de planchas de un espesor entre

12 a 20 mm. Esta junta consume menos electrodos que la junta en V o X, pero

su costo de preparación es mucho más elevado. La soldadura se realiza por un

FIGURA 7.13: JUNTA A TOPE EN DOBLE “V” O “X”

FIGURA7.14: JUNTA A TOPE EN “U” SIMPLE

129

solo lado, con excepción de un único cordón que se aplica al final por el lado

opuesto.

7.8.1.5. JUNTA A TOPE EN "DOBLE U"

• Satisfactoria para todas las cargas.

• Para planchas de espesor superior a 20 mm, siempre y cuando sea posible

soldar por ambos lados. Esta junta consume menos electrodos que una junta

en U simple.

El costo de su preparación es mucho más elevado que en todos los demás

tipos de junta estudiados.

7.8.1.6. OTROS TIPOS DE JUNTAS A TOPE

FIGURA 7.16: JUNTA EN “V” REDUCIDA

FIGURA 7.15: JUNTA A TOPE ENDOBLE “U”

130

7.8.2 JUNTA EN "T" - TIPOS DIVERSOS DE SOLDADURA EN ÁNGULO

7.8.2.1. JUNTA EN “T” CON BORDE PLANO

• No requiere mecanizado alguno para la preparación de los bordes de las

planchas. Se usa para todas las planchas de espesores corrientes.

• Especialmente para trabajos en que las cargas sometan a la soldadura a un

esfuerzo cortante longitudinal. De todos los tipos de juntas en T, ésta es la que

FIGURA 7.21: JUNTA EN “T” CON BORDE PLANO

FIGURA 7.17: JUNTA EN “X” “”REDUCIDA

FIGURA 7.19: JUNTA EN “V” ASIMETRICA CON APOYO PARA SOLDADURAS EN VERTICAL

FIGURA 7.18: JUNTA EN “V” ASIMETRICA PARA SOLDADURA HORIZONTAL

FIGURA 7.20: JUNTA EN “T” TIPOS DIVERSOS DE FORMADURA EN ANGULO

131

consume mayor cantidad de electrodos, lo que es compensado por el bajo

costo de la preparación.

7.8.2.2. JUNTA EN "T" CON BORDE EN "V"

7.8.2.3. JUNTA EN "T" CON BORDES EN DOBLE "V"

• Apta para soportar mayores cargas que la junta de borde plano, ya que las

tensiones están mejor distribuidas.

• Empleada usualmente para planchas de 12 mm o menos, cuando las piezas

pueden soldarse sólo por una cara.

Consume menos electrodos que la junta de borde plano, pero la preparación de

los bordes es de un costo mayor.

FIGURA 7.22: JUNTA EN “T” CON BORDE EN “V”

FIGURA 7.23: JUNTA EN “T” CON BORDE EN DOBLE “V”

132

• Usada para la unión de planchas gruesas, cuando las piezas pueden soldarse

por ambos lados.

• Apropiada para soportar grandes esfuerzos de corte, longitudinales o

transversales. El maquinado es más caro que para la junta en V, pero el

consumo de electrodos es menor que en la junta de bordes planos para iguales

espesores de plancha.

• No requiere mecanizado alguno para la preparación de los bordes de las

planchas. Se usa para todas las planchas de espesores corrientes.

• Especialmente para trabajos en que las cargas sometan a la soldadura a un

esfuerzo cortante longitudinal. De todos los tipos de juntas en T, ésta es la que

consume mayor cantidad de electrodos, lo que es compensado por el bajo

costo de la preparación.

7.8.2.4. JUNTA DE SOLAPE DE RINCÓN SIMPLE

• Usada con mucha frecuencia.

FIGURA 7.24: JUNTA EN T CON BORDE EN “J”

FIGURA 7.25: JUNTA DE SOLAPE DE RINCON SIMPLE

133

• No requiere preparación alguna en los bordes de las planchas. Si las cargas a

soportar no son grandes, este tipo de junta resulta apropiada para soldar

planchas de todos los espesores, pero cuando existen esfuerzos de fatiga o de

impacto, debe estudiarse detenidamente la distribución de las tensiones.

7.8.2.5. JUNTA DE SOLAPE DE RINCÓN DOBLE

• Apropiada para condiciones más severas de cargas que las que pueden

satisfacerse con la junta anterior.

• Para cargas muy pesadas debe usarse la junta a tope.

FIGURA 7.26: JUNTA DE SOLAPA DE RINCON DOBLE

134

7.9 JUNTAS PRECALIFICADAS SEGÚN AWS 14.3- 94

FIGURA 7.27: JUNTA PRECALIFICADA DE PENTRACION COMPLETA SOLDEO MIG/MAG

SOLDEO CON ALAMBRE TUBULAR

135

FIGURA 7.27: (CONTINUACION) JUNTA PRECALIFICADA DE PENTRACION COMPLETA SOLDEO MIG/MAG SOLDEO CON ALAMBRE TUBULAR

136

FIGURA 7.27: (CONTINUACION) JUNTA PRECALIFICADA DE PENETRACION

COMPLETA SOLDEO MIG/MAG SOLDEO ALAMBRE TUBULAR

137

FIGURA 7.27: (CONTINUACION) JUNTA PRECALIFICADA DE PENETRACION

COMPLETA SOLDEO MIG/MAG SOLDEO ALAMBRE TUBULAR

138

FIGURA 7.27: (CONTINUACION) JUNTA PRECALIFICADA DE PENETRACION COMPLETA

SOLDEO MIG/MAG SOLDEO TUBULAR

139

FIGURA 7.27: (CONTINUACION) JUNTA PRECALIFICADA DE PENETRACION COMPLETA

SOLDEO MIG/MAG SOLDEO ALAMBRE TUBULAR

140

7.10 ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA

1. Introducción a los Conceptos de la Especificación de

Procedimiento de Soldadura

Una especificación de procedimiento de soldadura comprende al listado de las

variables de soldadura y demás datos que corresponden a una descripción

detallada de cómo debe ser realizada la soldadura de características

específicas. Se utilizarán para la ejecución de toda soldadura que coincida con

esas características. Los valores y demás datos que se detallan deberán ser

tales que permitan obtener un cordón en condiciones de aceptabilidad y

repetitividad, según fuera establecido en la especificación, norma y/o código

aplicable por diseño.

Los ítems (valores y demás datos) que intervienen comúnmente en las

descripciones de una especificación de procedimiento de soldadura son:

alcance

metal base y especificaciones aplicables

proceso de soldadura

tipo, clasificación y composición del metal de aporte y demás

consumibles (gases, fundentes, insertos consumibles, etc.)

tipo y rango de valores de la tensión y de la corriente eléctrica a utilizar

(CC, CA,)

diámetro y polaridad del electrodo (electrodo positivo ó negativo)

velocidad de la pasada de soldadura

requerimientos de calificación del soldador

diseño de junta y tolerancias

141

preparación de la junta y condiciones de limpieza de sus superficies

detalle de la unión (croquis)

posición, sentido de progreso y técnica de la soldadura

temperaturas de precalentamiento, de entre pasadas y velocidad de

enfriamiento

tratamiento de la raíz (amolado, air-carbon, etc.)

tratamiento térmico posterior

requisitos de inspección y ensayos

procedimiento de reparación de la soldadura

marcado o acuñado

registro de soldadura

De estos ítems que conforman las variables de un procedimiento de soldadura,

algunos de ellos tienen una mayor incidencia en los resultados de calidad que

otros y se distinguen como variables esenciales, no esenciales y datos

generales, de acuerdo a las distintas normas y/o códigos comúnmente

utilizados.

Una vez determinadas las variables de un procedimiento, corresponde verificar

a través de ensayos adecuados si la soldadura efectuada con su aplicación

cumple con el nivel de calidad solicitado por el Diseño. Para ello, se realiza la

calificación de la especificación de procedimiento de soldadura.

La calificación consiste en realizar en una muestra del material, una prueba de

la soldadura aplicando las variables preestablecidas y luego realizarle ensayos

no destructivos, ensayos mecánicos, exámenes metalúrgicos y ensayos

químicos (cuando correspondiere) para verificar que las variables utilizadas dan

142

como resultado propiedades mecánicas, metalúrgicas y químicas compatibles

con los requerimientos del Diseño.

143

FIGURA 7.28: ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA

144

FIGURA 7.28: (CONTINUACION) ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA

145

FIGURA 7.28: (CONTINUACION) ESPECIFICACION DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDAURA

146

FIGURA 7.28: (CONTINUACION) ESPECIFICACION DEL PROCESO DE SOLDADURA

147

CAPITULO VIII

PROCEDIMIENTO DE REPARACION DEL CUCHARON

8.1 LIMPIEZA GENERAL EL COMPONENTE

Se procede a limpiar la parte superior del cucharón por medio de espátulas y

escobillas de acero para retirar la grasa y suciedad acumulada.

8.1.1 QUEMADO

La limpieza con llama conlleva el desoxidado por tratamiento termal utilizando

un equipo de quemado (acetileno o propano y oxígeno). Esto se lleva a cabo

en la parte superior del cucharón, por encontrarse cubierto de una capa de

grasa y tierra, realizamos luego un Cepillado mecánico con escobillas a mano,

también con la ayuda de espátulas se retira toda la suciedad acumulada,

dejándolo listo para el arenado.

8.1.2 ARENADO

El arenado es un procedimiento de limpieza y preparación de superficies

mediante un chorro de impacto a presión de partículas abrasivas con la

finalidad de remover capas de laminación herrumbre, pintura antigua e incluso

partículas de metal.

Material abrasivo:

Es un tipo de material conformada por arenas de cantera o de río, la misma

que deberá estar seca en el momento de utilizarse. No está permitido el uso de

arena de mar. La arena debe ser dura (Sílice), con una granulometría que

debe pasar totalmente el tamiz Nº 12 y debe ser retenida por el tamiz Nº 40.

No deberán existir materia orgánica (calcita, etc.) en la arena u oxidantes

(piritas, salitre, etc.)

148

Maquinas y herramientas principales

Tolva de arenado.

Compresor de aire.

Manguera de arenado.

Boquilla de arenado.

Las presiones de trabajo oscilan en el rango de 50-60 Psi con la válvula de

seguridad regulada a 100 Psi de presión como máximo.

CATEGORIA ARENADO

ARENADO METAL BLANCO (SP-10): Consiste en la limpieza total de

los metales, dejándolos exentos de todo tipo de impurezas.

ARENADO COMERCIAL (SP-6): Procedimiento no menos detallado

pero sin embargo se acepta que la estructura tenga algunas impurezas

más complejas de eliminar adheridas en pequeños porcentajes.

ARENADO SIMPLE O BRUSH OFF (SP-3): Consiste en propinarle a la

pieza metálica la aplicación de arenado en forma más superficial, para

desprender impurezas adheridas en menor porcentaje al metal.

Se llena la botella de arenado con arena fina previamente cernida, se conecta

al compresor de aire, este se presuriza y es operado por dos personas, se

realiza un arenado metal blanco.

8.2 PARTE SUPERIOR DEL CUCHARON Y OREJAS PRINCIPALES

8.2.1 PROCEDIMIENTO DE RELLENO DEL DESGASTE EN LAS OREJAS

SUPERIORES

1. limpieza y preparación

149

Se recomienda inicialmente limpiar muy bien la pieza y dejarla libre de óxidos y

grasa.

2. Desbaste de la superficie.

Seguidamente se debe retirar el material fatigado con disco de desbaste

aproximadamente una capa de 1/16” a un 1/8”, observando que se debe

obtener una superficie de metal blanco libre de escamas que suele presentarse

en estas zonas, también se puede realizar esta operación con un electrodo

diseñado para cortar y biselar. Posteriormente se debe eliminar las capas

quemadas originadas en la fase anterior y alisar las superficies utilizando la

amoladora

3. precalentamiento

Utilizando una antorcha de precalentamiento (de alta presión y bajo flujo) se

debe empezar a calentar gradualmente hasta conseguir una temperatura de

125ºC como mínimo para luego iniciar a soldar también se debe disponer de

una manta de asbesto para cubrir la pieza y evitar las perdidas de temperatura

por conducción y exposición al medio ambiente.

4. Procedimiento de aplicación de la soldadura.

Utilizaremos alambre tubular E71T-1 Ø 1/16” utilizando los parámetros

siguientes gas de protección CO2, amperaje 210 amperios, voltaje de 24

voltios, velocidad de alimentación del alambre de 302 cm. /min. Empezar el

relleno aplicando cordones en forma longitudinalmente realizar los cordones lo

mas pegado posible para evitar la formación de poros, una vez rellenado toda

la cara, se procede a esmerilar y dejar al nivel original antes del desgaste

procurando dejar la superficie lo mas homogénea posible.

150

8.2.2 PROCEDIMIENTO DE RELLENO, ALINEACION Y MAQUINADO DE

ASIENTOS DE BUJES

Pre - Maquinado

Alinear el eje de la barrenadora con las orejas, todas las filas de las orejas

deben estar paralelas entre si, después de montar el motor de la barrenadora y

se comienza a pre maquinar con cuchillas carburadas aproximadamente 3/8”.

CARAS LATERALES QUE

SON RELLENADAS

CON SOLDADURA

FIGURA 8.2: RELLENO DE DESGASTE EN CARAS LATERALES DE AGUJEROS

OREJAS

SUPERIORES

ZONAS DE

DESGASTE

FIGURA 8.1: UBICACIÓN DE ZONA DE DESGASTE EN OREJAS SUPERIORES

151

Todos los bujes del cucharón muestran un desgaste del 30 % de su medida

original, este es un estándar del fabricante el cual nos indica que se deben de

cambiarse todos los bujes.

Relleno de alojamientos de bujes

Se pone unos anillos en los bordes de las orejas de alambrón de Ø ¼”. A

ambos extremos, colocados ya los anillos (apuntalados) se rellena con

soldadura los asientos de bujes, previamente pre - calentado a 125°C esta

temperatura se puede comprobar con pirómetro también usamos el proceso

FCAW con alambre tubular E71T-1 Ø 1/16” usando como gas de protección

CO2 para obtener mayor penetración, se hacen cordones muy pegados entre si

para evitar la formación de poros.

Se realizan de 2 a 3 pasadas que representan ½” de altura del cordón

procurando hacer los cordones lo más uniforme posible.

Maquinado

Luego se monta el eje y el motor de la barrenador en las chumaceras y se

procede al barrenado dándole un avance de arranque de viruta de una capa de

espesor de 1/8 a 3/16 de in. Para dejarlo a la medida con el ajuste requerido,

que se indicara más adelante.

8.2.3 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE BUJES

Una condición para que un buje funcione satisfactoriamente y alcance la

duración prevista es que en su montaje se utilice el método correcto.

Ajustes:

Si el buje es menor a 7”, el ajuste es de 5 a 6 milésimas de pulgadas.

Si el buje es mayor a 7”, el ajuste es de 8 a 9 milésimas de pulgadas.

152

Instrucciones para montaje de bujes:

1. Supervisar el diámetro del buje, midiendo en ambos terminales del buje

y en el centro, formando 4 extremos como una “x” o cruz, por

posibles imperfecciones en el diámetro del buje, siempre tomar el menor

diámetro, tal que este será la guía para el ajuste, marcar las

dimensiones con plumón indeleble en cada buje.

Llevar a congelar los bujes, se recomienda congelar los bujes en un

compartimiento no mayor a 80cmx50cmx50cm, revestido interiormente

con tecnopor, con tapa y un agujero por el cual ingrese el gas CO2.

Teniendo cuidado de que este no este cerrado herméticamente (ya que

por la presión podría explotar y causar algún daño), para que reduzcan

su medida y puedan montarse en los alojamientos de bujes.

2. Medir periódicamente el diámetro del buje a contraerse, el buje puede

llegar a contraerse hasta un máximo de 10 a 12 milésimas de pulgada.

3. Verificar el diámetro interior del agujero con un micrómetro de interiores,

siendo este mayor al diámetro del buje antes del congelamiento, el

tamaño depende del rango de ajuste del buje.

FIGURA 8.3 VERIFICACION DE DIMENSIONES DE BUJE

153

4. Una vez obtenida la reducción máxima del buje, pulir el agujero con una

lija de forma cilíndrica con respecto al agujero, no echar grasa para

ayudar al deslizamiento, ya que este con el frío se endurecerá e

impedirá el ingreso del buje o aun peor, el atascamiento del buje.

5. Para realizar el montaje este se instala 02 retazos de ángulo en la parte

inferior de alojamiento de buje para que sirva de guía y evitar que el buje

se atasque es decir se quede atorado a media instalación.

Luego de haber colocado el buje en el agujero, asegurar los extremos

terminales con alambrón de Ø ¼”, y formar con collarín, dejando 1” de

abertura para aliviar tensiones. Es instalado en el bisel que tiene el buje,

que es fijado al asiento por cordones de soldadura como se puede

apreciar en la figura.

SUGERENCIAS

Siempre mantener el buje libre de grasas, o partículas que

puedan forzar la introducción del buje al agujero.

Tener el buje engrasado para evitar la oxidación, y limpiarlo al

momento del congelamiento.

FIGURA 8.4: INSTALACION DE SEGUROS DE BUJE

154

Luego de haber colocado el buje al agujero, engrasarlo para evitar

adherencias de polvo o partículas que puedan desgastar

rápidamente el buje o el pin.

8.2.4 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE RAJADURAS Y CAMBIO

DE PLANCHA BASE

Preparación

La preparación adecuada para la soldadura es gran parte de la labor. Es

necesario preparar una soldadura o estructura agrietada de modo adecuado

antes de intentar soldarla. Lo primero es limpiar a fondo todos los

contaminantes en la zona a ser reparada. Si no es posible hacer una limpieza

total, habrá la posibilidad de que la reparación no sea exitosa. Los

contaminantes son una fuente principal de agrietaciones por hidrógeno

porosidad y re-agrietaciones potenciales.

Quitar todo tipo de contaminante de la zona a reparar, utilizar thinner, gasolina

o un líquido disolvente aprobado, para retirar la grasa, pintura, aceite, agua o

materias extrañas y óxidos de la superficie.

Siempre que sea practico limpiar toda la pieza. Si no, limpiar un mínimo de 18

in. (452 mm) en todas las direcciones alrededor de la zona dañada.

De ser posible, hacer una prueba no destructora para asegurarse de identificar

todas las agrietaciones. Las pruebas de tinte penetrante ayudaran a ubicar y

definir cualquier agrietación no visible, incluyendo la longitud total de la grieta.

Ubicar el punto inicial y final de las agrietaciones que serán reparadas.

al empezar a quitar las agrietaciones, empezar en un punto mas allá del

155

extremo de la grieta (por ejemplo: 1- 2 in. [25,4 – 50,8 mm] mas allá del

inicio, dependiendo del espesor del material y de la ubicación)

Antes de acanalar con arco de carbón con aire, precalentar la zona a ser

reparada. La temperatura dependerá del material base ver tablas del

apéndice.

El mejor método consiste en quitar aproximadamente 1/8 a 3/16 pulgada.

(3,175 a 4,762 mm) de profundidad del material por pasada de arco de aire.

Esta técnica logra lo siguiente:

Permite la extracción total del metal derretido.

Permite al soldador detectar y analizar las causas de las agrietaciones

FINALES DE

LA FISURA

INICIAR LA REMOCION DE LA FISURA AQUÍ Y

MUEVA HACIA LA

DERECHA AL CENTRO

INICIAR LA REMOCION DE LA FISURA AQUÍ Y

MUEVA A LA IZQUIERDA HACIA

EL CENTTRO

FIGURA 8.5: RETIRO DE FISURA

156

Impide el sobrecalentamiento del metal base (por ejemplo: manganeso o

materiales templados y atemperados)

Crea una preparación para la unión nítida y relativamente uniforme que

es fácil de limpiar, inspeccionar y volver a soldar.

Esmerilar o cortar las zonas afectadas con soldadura de arco de carbón con

aire comprimido. Acanalar con arco aire empezando aproximadamente 2

pulgadas (50.8 mm) mas allá del extremo de la agrietación hacia esta para

evitar la extensión de la grieta por efecto térmico al quitarla. Al quitar y reparar

agrietaciones largas, remover un intervalo corto, tal como 6 a 12 in. (152,4 a

304,8 mm) a la vez y volverlo a soldar antes de pasar al siguiente intervalo.

Esta técnica a veces es necesaria para evitar la formación de agrietaciones

adicionales que pudieran surgir adyacentes a la zona de reparación o en otros

lugares y también para reducir las deformaciones al mínimo.

Los ángulos a los lados de la unión reparada por soldadura variaran

dependiendo de la profundidad de la grieta, el espesor del miembro y los

procesos de soldadura utilizados para la reparación. La regla general es que

los lados de la unión deberán estar a un ángulo de 15º a 22 ½º (esto

proporciona un ángulo incluido de 30º a 45º). Ver figura

Formar una ranura con forma “U” en lugar de una con forma en “V” al acanalar

con arco de carbón con aire. La ranura con forma de “U” ayuda a reducir la

concentración de tensión y permite un mejor acceso para soldar la raíz o las

primeras pasadas.

Las superficies de la ranura deberán estar limpias y esmerilarse con un esmeril

de mano a una profundidad de 1/32 de pulgada. (0,79 mm) para quitar los

157

depósitos de carbón dejados por el proceso de soldadura por arco de aire. En

los casos extremos que esto no sea posible, limpiar la superficie de la unión

con un cincel neumático afilado.

Efectuar una prueba no destructora para comprobar que se hayan quitado

todas las agrietaciones y otras discontinuidades usar tinte de penetrante para

lograr esto.

2. Reparación

Uno de los factores más importantes que afectan la reparación es el uso de

electrodos de bajo contenido de hidrogeno que estén plenamente secos.

Colocar estos electrodos en hornos de retención si no se usan inmediatamente

después de abrir una caja nueva. El uso de hornos para mantener los

electrodos calientes en el sitio de la soldadura asegurará que no se recoja

humedad alguna.

Precalentar según el tipo de material y mantener la temperatura entre pasadas

durante la soldadura. Al aplicar el precalentamiento localmente en la unión, el

metal de base debe alcanzar la temperatura requerida a una distancia de al

menos 3 pulgadas (76,2 mm) en cualquier dirección desde el punto de

preparación de la unión. Si se aplica precalentamiento local con llamas de gas,

ya sea manualmente o con quemadores fijos, medir la temperatura en el lado

calentado pasado cierto lapso después de haber quitado la fuente de calor.

Esto se hace para evitar medir solo la temperatura de la superficie

inmediatamente después de la remoción de la llama. Se recomienda esperar

dos minutos por cada pulgada (25,4 mm) de espesor del material.

158

Soldar los lados de la ranura por empaste antes de soldar la unión de

soldadura. Depositar una sola capa o capa de empaste del metal de soldadura

a cada lado de la unión soldada ver figura esto logra dos objetivos. Primero,

coloca metal de soldadura en la unión cuando esta no tiene restricciones. El

metal de soldadura sólo tiene que fundirse con el material de base. Esta capa

debe tener un espesor aproximadamente 3/32 – 1/8 de pulgada (2,4 – 3,175

mm) y debes tener forma de cordón de soporte. Las pasadas con soldadura por

empaste deberán extenderse sobre el borde superior de la unión y sobre la

superficie de la placa aproximadamente ¼ in (6,35 mm) a cada lado de la

unión. Segundo al llenar la unión, las pasadas las pasadas subsiguientes se

atemperarán con las pasadas de empaste previas y eliminaran la zona

endurecida y afectada por el calor.

Soldar la unión utilizando la técnica de cordón de soporte. No usar soldadura

de vaivén (un vaivén ligero se permite en pasadas verticales hacia arriba con

electrodos de varilla).

Picar y limpiar a fondo entre pasadas picando ligeramente. Usar un martillo

neumático de aguja cuando sea posible o un cepillo de alambre o un cincel

neumático romo.

Una vez iniciada la soldadura, intentar completar la sección de la unión sin

interrupciones. Si la grieta tiene una longitud tal que requiere repararla por

intervalos, pasar a soldar en intervalo siguiente. Traslapar los finales con

soldadura al final de cada intervalo.

Proteger la soldadura contra el enfriamiento rápido usando mantas térmicas o

poscalentamiento para asegurar un periodo de enfriamiento lento y uniforme.

159

Esmerilar y soldar las esquinas de la soldadura y la puntas dejándolas lisas

para eliminar las muescas o esquinas afiladas y para aumentar al máximo la

resistencia a la fatiga.

3. Precauciones de soldadura para acero austenítico al manganeso

El sobrecalentar el acero austenítico al manganeso podría resultar en

agrietaciones severas del metal de base adyacente a las reparaciones.

No exceder los 315ºC de temperatura del metal base. (Medida a ½

pulgada[12,7 mm] del borde de la soldadura depositada.) Usar un lápiz de cera

indicador de temperatura de 232ºC para controlar la temperatura del metal

base. La temperatura entre pasadas no deberá exceder los 93ºC

Ajustar la corriente cerca del límite inferior de la gama permisible y no avanzar

demasiado lento. Entre mas lento se avance, mayor será la acumulación de

calor.

No hacer soldadura de vaivén usar una técnica de arrastre en línea recta

(técnica de cordón de soporte). (Un vaivén ligero se permite en pasadas

verticales hacia arriba con electrodo de varilla).

No concentrar las soldaduras en un solo punto. Depositar una pasada con

soldadura y pasar a otra zona, dejando que el primer depósito y el metal

adyacente se enfríen a 93ºC o menos antes de añadir más pasadas con

soldadura a la unión.

Inmediatamente después de cada pasada intermedia, martillar la soldadura

ligeramente con un martillo neumático de aguja, un cepillo de alambre o un

cincel neumático romo. Esto ayudara a aliviar las tensiones por contracción de

la soldadura que se enfría y contribuye a un enfriamiento más rápido.

160

En caso que la temperatura del metal de base sea menor a 10º C precalentar el

material a no más de 43,3ºC antes de soldar. Usar un lápiz de cera indicador

de temperatura. Medir la temperatura de precalentamiento a una distancia igual

que el espesor del miembro grueso que se este uniendo.

Usar un lápiz de cera indicador de temperatura de 232ºC para comprobar la

temperatura del metal de base a 12,7mm de distancia del cordón de soldadura

previamente depositada. Si se sigue este procedimiento, la temperatura del

material de base se mantendrá suficientemente por debajo del límite máximo

de 315ºC. Revisar la temperatura arriba mencionada un minuto o más después

de haber depositado la pasada.

Al quitar material de una pieza fundida de acero austenítico al manganeso, usar

soldadura por arco de aire en lugar de cortar con soplete. Esto obedece a la

gran cantidad de calor necesaria para cortar con soplete. La soldadura por arco

de aire, se usa apropiadamente, despedirá el metal derretido de la zona,

resultando en una cantidad mucho menor de calor acumulado en la pieza

fundida.

Al hacer soldaduras de reparación, o al prepararse para la aplicación de

superficies duras, esmerilar todo material endurecido por el trabajo para

quitarlo. La profundidad típica de la porción esmerilada será apenas de 0,0313

mm. La superficie endurecida por trabajo es más susceptible a las

agrietaciones que el material templado. El mejor equipo a utilizar para esta

operación es un esmeril eléctrico de disco con un disco de 178 mm de

diámetro.

Retiro de plancha base

161

Para el retiro de plancha base se debe efectuar solo en las zonas donde tenga

mayor desgaste, este se realiza en forma de áreas rectangulares con las

esquinas redondeadas que tengan un radio no menor de 2 in. Ya que de ser las

esquinas en ángulo recto esto produciría concentración de esfuerzos y una

posible rotura, la plancha generalmente es de 1 in. o 1 ¼ in. de espesor y es

una acero ASTM 514 el cual va con todos los bordes biselados a 30º con talón

de ¼ de pulgada, y abertura entre planchas de ¼ de pulgada también llevan

platina de respaldo o backing plate, por el espesor de la plancha esta se

precalentará a uno 125ºC usamos el proceso FCAW y soldadura E71T1 Ø

1/16 pulgada recomendamos el uso de protección de gas el CO2 porque tiene

mayor penetración y la junta no tiene que estar extremadamente limpia como

es el caso de la mezcla 75%Ar/25%CO2 y es mas económica.

8.3 PARTE DEL LABIO DEL CUCHARON

8.3.1 PROCEDIMIENTO DE RETIRO DE ADAPTADORES Y PROTECTORES

LATERALES DEL LABIO

Existen dos formas de retiro de adaptadores dependiendo del equipo con que

se cuente la primera y mas rápida es si se cuenta con un camión grúa de 10

ton de capacidad el cual se posiciona en la parte delantera del labio del

cucharón, y se engancha con un estrobo de Ø ½ in y grillete a una oreja

previamente soldada a la cuña que fija los adaptadores al labio, esta oreja debe

estar soldada con electrodo inoxidable puede ser un Exsa 106 Ø 1/8 de

pulgada proceso SMAW, alambre tubular 309LT1 Ø 1/16 de pulgada proceso

FCAW, o cualquier otro acero inoxidable, una vez enganchado se procede ha

halar para retirar la cuña, con ayuda de una barretilla y comba de 12 lbs se

162

retira el adaptador, de forma similar se retiran los protectores laterales,

conviene revisar que las cuñas no estén soldadas con los adaptadores ya que

es una practica común, de ser así proceder a el retiro de esta soldadura con el

proceso arco aire.

Otra forma de retiro de adaptadores sino se contara con el camión grúa es con

la ayuda de un trípode hecho de tubo o ángulo estructural donde del cual se

cuelga un tecle de 3 ton de capacidad y se procede de la misma forma

explicada anteriormente.

8.3.2 PROCEDIMIENTO DE INSPECCION DEL LABIO POR EL METODO DE

TINTES PENETRANTES PARA DETECTAR FISURAS

Retirados los adaptadores y protectores del labio, efectuamos una inspección

visual verificando las zonas que son propensas a presentar fisuras como son

las esquinas y alrededor de los agujeros donde se fijan los adaptadores, se

limpia con un solvente thinner con trapo industrial, se aplica el kit de tintes

FIGURA 8.7: RETIRO DE ADAPTADORES Y PROTECTORES DE LABIO

163

penetrantes comenzando a agregar el penetrador generalmente de color rojo

en las esquinas del labio y alrededor de los agujeros donde se fijan las cuñas,

dejando que penetre durante 15 a 20 minutos, posteriormente se limpia con

solvente y trapo industrial dejando que evapore el solvente por unos 5 minutos

y se agrega el revelador de una pasada a unos 15cm. De la superficie, debe

realizarse en forma uniforme una sola capa a la vez procurando que cubra

toda la superficie a examina, solo se volverá a pasar cuando este seca la

superficie donde se aplico este es de color blanco que reacciona con el

penetrante resaltando las fisuras, que serán marcadas con un marcador de

metal para su reparación posterior.

8.3.3 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE FISURAS

Estando ya marcadas las fisuras se procede a retirar el material de la fisura

siguiendo el procedimiento ya antes descrito una o dos pulgadas delante de los

extremos hacia el centro, teniendo en cuenta que es un acero al manganeso no

se precalienta salvo que la temperatura ambiente sea menor a 20ºC o las pieza

sea muy complicada y se calienta de 50º a 100ºC también se realiza esto

porque suele tener rocío o escarcha y esto provocaría concentración de

hidrogeno que es una de las principales causas de fisuramiento haciendo que

estas se vayan extendiendo, es recomendable controlar la temperatura que no

pase de 260ºC , se recomienda retirar el material de las fisuras en varios

puntos diferentes en forma alternada es decir primero en un lugar, este se

calienta hasta 260ºC se cubre con un cuero o manta térmica para que baje

lentamente la temperatura, y se pasa a otro lugar donde se retira el material

cuando este llega a la temperatura indicada se la cubre y se vuelve a la anterior

164

así sucesivamente hasta retirar todo el material fatigado en caso que la

soldadura no sea pasante, se puede controlar la temperatura con pirómetros o

tizas de temperatura, luego se limpia y esmerila dejando el metal blanco se

realiza una nueva prueba con tintes penetrantes para verificar que

efectivamente se ha eliminado todo el material hasta hacer desaparecer la

fisura, realizado esto se limpia nuevamente, para iniciar el proceso de

soldadura de no ser muy profunda no mayor de una pulgada de profundidad

esta se realiza con soldadura Teromatec OA690 de Ø 5/32 de pulgada emplear

arco corto; soldar con oscilación medias lunas no mayor de 2 a 3 veces el

diámetro del electrodo y avanzar en forma rápida con cordones cortos (10 cm.)

alternados se va realizando en capas la primera en un sentido la otra

perpendicular a esta con alivio de tensiones que se hace con un cincel

neumático con punta roma, otra forma practica de controlar la temperatura

manteniendo la pieza a menos de 260ºC, una regla práctica de no contar co

pirómetro o tiza de temperatura, se coloca la palma de la mano a 15 cm. Y

esta debe ser capaz de soportar el calor de lo contrario dejar enfriar para

continuar el proceso.

De ser la fisura profunda mayor de 1 pulgada y bastante ancha mayor a 4

pulgadas, enmantequillamos toda la superficie con una capa de 3/8 de pulgada

de espesor con la soldadura Teromatec OA690 de Ø 5/32 de pulgada luego se

aplican capas alternadas de soldadura Teromatec OA 3205 de Ø 5/32 de

pulgada que son depósitos de acero al manganeso siguiendo el procedimiento

anteriormente descrito de control de temperatura las direcciones

perpendiculares de las capas, así como el alivio de tensiones.

165

8.3.4 PROCEDIMIENTO DE RECONSTRUCCION DE ASIENTOS DE

ADAPTADORES Y RECTIFICACION DE DESGASTE EN AGUJEROS DE

CUÑAS

Examine el encaje del adaptador en el labio del cucharón con una plantilla de

reparación por soldadura (PRS). Utilizando una plantilla y dos reglas de

costado recto, haga en los dos lados del hueco existente del labio las rayas

correspondientes a las dos rayas de la plantilla. Entonces son hechas las rayas

de la parte superior y de la parte inferior, en un total de 8 rayas. Vea la figura

8.7 A-A deslice la plantilla PRS en el labio, de un lado del asiento del adaptador

y después del otro lado. Las dos rayas existentes en la plantilla cuando

comparamos con las 8 rayas hechas en la pieza, dentro de una tolerancia de

mas de 3/32 de pulgada (2mm) y menos de ¼ de pulgada (6mm) vea la figura

8.7 B-B también en la parte del labio donde se asienta las piernas del

adaptador hay una tolerancia que no puede exceder 1/8 de pulgada (3mm).

De esa manera, el intervalo X adicionado con el intervalo Y debe ser una suma

inferior a 1/8 de pulgada (3mm). Vea la figura 8.7 B-B

El asentamiento es hecho con soldadura y esmeril de modo que sea perfecto

en una faja de 3” a 4” (76 a 102 mm); así el contacto de la plantilla con el labio

del cucharón en esa franja será perfecto. La plantilla PRS es utilizada como

guía para saber la cantidad de soldadura que debe poner en la parte anterior

del contorno del labio. Cuando esta utilizando la plantilla debe tenerse en

cuenta que las rayas de la plantilla siempre se queden con la raya de la parte

anterior del hueco del labio vea la figura 8.8 D-D

166

Recupere con soldadura y esmerile la parte trasera del asentamiento de las

piernas del adaptador en el labio del cucharón de modo que el intervalo total

con la plantilla PRS nunca sea superior a 1/16” (1.5mm) vea la figura D-D (esa

dimensión de hecha con la suma de los intervalos existentes en cada pierna del

adaptador).

Cuando repare el hueco del labio siempre se debe tomar como referencia la

raya posterior de la plantilla con la raya posterior del hueco del labio.

Entonces, en la parte anterior de hueco del labio, se comparara con la raya

anterior de la plantilla, tanto arriba como abajo del labio y se determina la

cantidad de soldadura ha ser hecha en el hueco del labio. Es necesario tener

cuidado para mantener el perfecto contorno de la cuña, sea el mismo plano o

sea redondo. No se debe olvidar que la parte plana del labio que encuentra la

parte anterior del hueco debe ser la mas recta posible, dentro y fuera del

hueco, con una regla de costado recto se hace la verificación de modo que la

tolerancia no ultrapase 3/32 de pulgada (2mm) vea la figura E-E

Después de la reconstrucción del hueco, deslizando con la plantilla verifíquese

que el asiento del labio este perfecto.

FIGURA 8.7: RECONSTRUCCION DE ASIENTOS DE ADAPTADORES

A-A B-B

167

Examine el encaje como lo requiere el ítem 1 y continúe la reparación de la

parte anterior y posterior del labio como fue indicado.

Finalmente haga una verificación final del encaje, con un adaptador una

grampa C y una cuña todos nuevos.

PROTECTORES DE ALA

Verifique el asiento del protector en las alas del labio, el mínimo huelgo entre el

hueco del ala y el hueco del protector deberá ser 1/8 de pulgada (3mm). Utilice

una regla para verificar el huelgo como indica la figura 8.8 – dimensión A, si el

huelgo A no existe se debe reconstruir con soldadura el asentamiento del

protector en el ala del labio.

FIGURA 8.8: RECONSTRUCCION DE ASIENTOS DE ADAPTADORES

D-D E-E

FIGURA 8.10: PROTECTOR DE ALA DEL LABIO

FIGURA 8.9: HOLGURAS

168

El protector inferior debe estar en el punto B pero debe mantenerse un huelgo

en el punto C tanto para el protector inferior como para el superior ve figura 8.8.

En la reconstrucción por soldadura, utilice la plantilla como guía para saber la

cantidad de soldadura necesaria. La plantilla debe ser posicionada en las rayas

imaginarias que pasan por el centro de los huecos del ala del labio como indica

la figura 8.9. Después de la soldadura hay que pulir con esmeril.

Hay en la plantilla dos marcas que se refieren una al protector inferior y otra al

superior. Verifique el ensamblaje utilizando protectores, grampas y cuñas,

todos nuevos. Utilice una comba para la introducción de la cuña. Su inserción

debe ser de modo que la cuña quede arriba del chaflán de la grampa. Este

atento pues el ensamblaje nunca puede hacerse del otro lado del hueco del

protector vea figura 8.10.

FIGURA 8.11: POSICION DE PLANTILLA

FIGURA 8.12 ENSAMBLAJE DE PROTECTORES

169

Es recomendable que se ponga un cordón de soldadura entre la grampa C y la

cuña, pero nunca suelde la grampa o la cuña en el labio o en el protector

Una vez retirados los adaptadores se realiza una limpieza con trapo industrial y

thinner Standard se aplica el kit de tintes penetrantes para detectar las fisuras.

El material del labio es acero al manganeso ASTM 128 con 14% de contenido

de Manganeso, este material no se precalienta se trabaja en frío, para la

reparación de fisuras se utiliza el proceso arco aire (arcair) con electrodo de 3/8

de pulgada de Ø , luego se limpia y se esmerila se utiliza electrodo Xúper XHD

646 de Ø 5/32 de pulgada con el proceso SMAW , de ser muy profunda se

enmantequilla una capa de 3/8” de Xúper XHD 646 y el relleno se realiza con

alambre autoprotegido teromatec OA690 de 2.8 mm de Ø, cuidando siempre

que la temperatura no sobrepase los 260°C se reparan varias fisuras en forma

alternada para evitar que se caliente demasiado.

Cambio de kit de pastillas de carburo de tungsteno protectores del labio de

acero al manganeso.

Muchos de los asientos de los adaptadores han sufrido fractura, esta

reconstrucción se realizara formando un bisel que nos permitirá una unión

satisfactoria.

8.3.5 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE REVESTIMIENTO

ANTIDESGASTE DE PAREDES LATERALES INTERIORES, EXTERIORES Y

PISO DEL LABIO

Como revestimiento antidesgaste utilizaremos como material cuchillas de

motoniveladoras que han cumplido su periodo de vida y son desechadas, pero

son aprovechadas para proteger el labio, usaremos cuchillas de 1 ¾ de

170

pulgada de espesor por 6” de ancho que se cortan en tiras que son adaptadas

tanto en la pared interior como exterior del labio como se puede apreciar en las

fotos para proteger las partes que no son cubiertas por los protectores, esto se

fijara con soldadura E309LT1 de Ø 1/16 de pulgada con protección de mezcla

75%Ar/25%CO2 en el interior del labio se instalan planchas de acero de ¾ de

pulgada de 500 BHN de dureza, que va fijado con el mismo tipo de soldadura

descrito anteriormente teniendo en cuenta que se debe precalentar a 125ºC,

encima de estas planchas van pastillas de carburo de tungsteno formando filas

considerar que las pastillas de carburo de tungsteno tienen una base

estructural y es biselado en todo su perímetro esta es la cara que va soldada a

la plancha.

FIGURA 8.13: REVESTIMIENTO EN INTERIOR Y EXTERIOR DEL LABIO

171

8.4 PARTE INTERIOR DEL CUCHARON, PISO, LATERALES, TECHO Y

LACHT KEEPER

8.4.1 PROCEDIMIENTO DE RETIRO DE KIT DE REVESTIMIENTO

ANTIDESGASTE DE LA PARTE INTERIOR DEL CUCHARON

Con el proceso arco aire se retira el kit de carburo de cromo, se limpia con

esmeril todos los restos de soldadura, usando tintes penetrantes se verifica si

hay fisuras para proceder a repararlas, dependiendo si hay un desgaste en la

plancha base mayor a ¼ de pulgada de espesor se retiran estas planchas solo

en las zonas que lo requieran, en formas rectangulares y con las esquinas

redondeadas para evitar concentraciones de esfuerzos en las esquinas si

fueran a 90° además en la instalación de las nuevas planchas deben tener

backing plates alrededor de toda la plancha si lo requiere.

Las planchas a colocar son del tipo bimetálico o placas de carburo de cromo,

estas placas han dado muy buen resultado en operaciones y reparaciones

anteriores.

FIGURA 8.13: (CONTINUACION) REVESTIMIENTO EN INTERIOR Y EXTERIOR DEL LABIO

172

El revestimiento antidesgaste que se observa en el cucharón en mención se

encuentra con un desgaste considerable este será cambiado por placas

antidesgaste bimetálicas de carburos de Cromo, estas placas serán soldadas

en sus contornos.

8.4.2 PROCEDIMIENTO DE INSPECCION VISUAL CON TINTES

PENETRANTES DE PARTE INTERIOR DE CUCHARON

Eliminación total de los óxidos, grasas, etc. superficiales, presentes. Retiro de

rebabas de soldadura con disco de esmeril, proceso arco aire dejando las

superficies libres de imperfecciones, con el uso de trapo industrial y solvente

thinner limpiar toda al superficie a evaluar, esperar que el solvente se evapore

aproximadamente durante 5 min. Aplicar el penetrante en la zona preparada

aplicar en forma uniforme cubriendo toda el área a inspeccionar dejar que el

penetrante sea absorbido durante 15 a 20 min. Según indicaciones del

fabricante, realizar una limpieza de toda la superficie con trapo industrial y

thinner para retirar el excedente de penetrante dejar secar.

FIGURA 8.14: RETIRO DE KIT DE REVESTIMIENTO INTERIOR

173

Aplicar el revelador en capas uniformes esperar que se seque para aplicar la

siguiente pasada, este reaccionara con el penetrante resaltando las fisuras o

rajaduras que pudieran presentarse, estas se señalan con un marcador de

metal para su reparación.

8.4.3 PROCEDIMIENTO DE RETIRO DE PLANCHA DE PISO, ESQUINEROS

Y LATERALES DE CUCHARON

Los esquineros a consecuencia del desgaste severo se retiran en su totalidad

incluyendo el talón para ello se fija un arriostre que va del piso al techo para

evitar cualquier deformación esto puede ser con un tubo de 3 in. SCH 40 o

Angulo de 4 x 4 x ½ in. Por ser manganeso usaremos el proceso de corte arco

aire en las zonas donde de retire acero estructural ASTM 514 usaremos el

proceso de oxicorte tanto en paredes y piso en las zonas donde se ha

determinado previamente el mayor desgaste, luego preparamos los bordes

biselándolos a 30º.

8.4.4 PROCEDIMIENTO DE ARMADO DE PLANCHA DE PISO,

ESQUINEROS Y LATERALES DE CUCHARON

Montaje de sectores de esquineros curvados y biselados de plancha de acero

ASTM A-36 de 2 pulgadas de espesor, usaremos este acero debido a que el

ASTM 514 tiene una dureza de 330 BHN lo cual des difícil de rolar y no se

encuentra en el asiento minero de toquepala ni en el sur del país una roladora

que pueda efectuar dicho trabajo.

Por ser un ancho considerable y tener acceso por ambos lados se realiza una

junta en “x” soldando los cordones en forma alternada para evitar las

174

distorsiones por el proceso de soldeo usando soldadura E71T-1 Ø 1/16 de

pulgada Protección de CO2.

Se realizan injertos en las zonas donde presentan mayor desgaste todos con

las esquinar redondeadas con un radio no menor de 2 in. Biselado todo el

perímetro a 30º, de preferencia hacer coincidir las uniones usando los nervios

como backing plate, y en donde no tiene los nervios como respaldo usaremos

platinas de 2 pulgadas por 3/16 de pulgada de espesor lo mismo haremos con

las planchas laterales.

8.4.5 PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE NUEVOS CAJONES PORTA

AMORTIGUADORES

Cortar de plancha de acero ASTM 514 de 1 ½ pulgada que revista el

amortiguador de goma tal como se muestra en la figura, además realizar

agujeros con taladro de dimensión ¾ de pulgada de Ø para fijar las gomas de

amortiguación a los cajones dejar una ranura para el montaje de las gomas de

amortiguación que se realiza con una llave de boca o llave francesa, una vez

instaladas las gomas de amortiguación esta ranura debe cubrirse para evitar el

FIGURA 8.15: ARMADO DE ESQUINEROS

175

deterioro de los pernos por abrasión del mineral, después de provee al cajón de

amortiguación de un revestimiento antidesgaste constituido por pedazos de

barras Maxwell de Ø 2 15/16 pulgada y barras de carburo de tungsteno como

se puede apreciar.

8.4.6 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE KIT ANTIDESGASTE

(REVESTIMIENTO DE KIT DE CARBURO DE CROMO)

Realizados los cambios de plancha en el base del piso, esmerilar con

amoladora los cordones de unión dejarlo a metal blanco y nivel de procurando

que todo quede parejo.

Efectuada la limpieza se traza un eje del centro del lacht Keeper a partir de

este eje se arman las planchas de carburo de cromo espesor ¾”, en forma

alternada como una pared de ladrillo cubriendo toda la parte central y las

paredes del cucharón.

Para el soldeo de estas planchas utilizaremos una temperatura de

precalentamiento de 60ºC a 125ºC que corresponde a una plancha de ASTM

514 de 1” a 1 ½ ” de espesor utilizaremos Alambre Tubular E71T-1 Ø 1/16 de

pulgada CO2 como protección, esto se hace cuando se ha cambiado toda la

plancha base habiendo tenido esta un desgaste mayor al 30% de su espesor

original, por tener el carburo de cromo una base de acero estructural de 3/8 de

pulgada, es una practica común que se usa Alambre tubular E309LT1 Ø 1/16

de pulgada con Gas mezcla 75%Ar - 25%CO2 Este alambre tolera cascarillas y

óxidos ligeros sobre el material base, en estos mantenimientos preventivos el

tiempo de reparación es limitado a un par de horas.

176

Por esta razón si no se cambia la plancha base en su totalidad y previa

inspección visual para determinar si se uso Alambre tubular E309LT1 Ø

1/16”de pulgada que presenta un color plomizo característico en los cordones,

de ser así usaremos esta soldadura, porque si usáramos Alambre Tubular

E71T-1, este no se adhiere sobre depósitos de acero inoxidable.

8.4.7 PROCEDIMIENTO DE REPARACION POR SOLDADURA DE LACHT

KEEPER

Se debe realizar una limpieza rigurosa de la superficie del lacht Keeper para

óxidos, tierra, etc.

Todas las superficies laminadas y deformadas deben ser retiradas con disco

de esmeril, Cuando aparecen fisuras, estas deben ser biseladas a 30° con

electrodos de corte arco aire, quitaremos aproximadamente 1/8 a 3/16

pulgadas de profundidad, para impedir el sobrecalentamiento el metal base en

este caso manganeso y reparadas con el electrodo manual XUPER 646 XHD

FIGURA 8.16: INSTALACION DE KIT DE CARBURO DE CROMO

177

Ø 5/32 de pulgada, no se debe hacer precalentamiento, solo es aceptable

cuando la temperatura ambiente es menor de 20ºC o la pieza es muy

complicada y se recomienda entre 50 a 100ºC los electrodos deben estar

almacenados a una temperatura de 20ºC, cuando se emplean este tipo de

electrodos se debe disponer de pequeños hornos, en lugares cercanos al

trabajo, en donde se mantengan los electrodos a temperaturas de 65 a 150ºC

(temperatura de mantenimiento) de la que se vayan sacando en numero

reducido para su utilización mas inmediata Para evitar las perdidas de calor

durante la aplicación de la soldadura, se recomienda cubrir el lacht Keeper con

una tela de asbesto y dejar al descubierto solo la zona que inicialmente se va a

rellenar.

Aplicar una capa de alambre de soldadura tubular TeroMatec OA 690 sobre

todas las zonas a reconstruir, generalmente estamos hablando de un espesor

de capa de 4 mm. Realizando el enmantequillado. Existen zonas que no se

requieren reconstruir más de 4 mm, en estos casos se aplica el alambre

TeroMatec OA3205 directamente sobre el metal base.

La soldadura debe ser aplicada por capas traslapadas a 90° para disipar

esfuerzos.

La soldadura en alambre tubular TeroMatec OA3205 debe ser aplicada

cuidando de no llegar a los 260°C para evitar la precipitación de carburos de

manganeso. Cada vez que se aplique un cordón de esta soldadura se debe

martillar para incrementar su dureza. Se debe soldar en forma continua hasta

llegar a las dimensiones originales del lacht Keeper

178

Finalmente el trabajo de soldadura termina sin realizar ningún post-

calentamiento. Las superficies y rebordes son alisados con el disco de pulidora,

aunque en algunos casos no se requiere de esta operación ya que

dependiendo de la manualidad del soldador este puede dejar superficies de

muy buena presentación.

8.4.8 PROCEDIMIENTO DE RETIRO Y REEMPLAZO DE PLANCHA BASE

DE TECHO

Con el proceso de oxicorte cortamos la plancha de acero estructural la parte

central es la mas dañada, también sufre una deformación es decir tiende a

hundirse en esta zona, efectuado el corte previamente marcado retiramos esta

pieza como siempre con las esquinas redondeadas, biselamos todo el

perímetro a 30º con un talón de ¼ de pulgada instalamos una platina de

respaldo de 2 pulgadas por 3/16 de pulgada de espesor instalamos la plancha

la cual apuntalamos con la platina de respaldo, esmerilamos todos los puntos

de apuntalamiento para que estén cóncavos para que pueda fluir el material de

la soldadura y no presente porosidades a la hora del soldeo, precalentamos a

120ºC realizamos el soldeo con alambre tubular E71T-1 Ø 1/16 de pulgada

protección de CO2 realizamos los cordones en forma alternada para evitar la

distorsión si los cordones son largos realizamos la técnica del peregrino para

evitar que se sobrecaliente demasiado.

8.4.9 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE FISURAS

La preparación adecuada para la soldadura es gran parte de la labor. Es

necesario preparar una soldadura o estructura agrietada de modo adecuado

antes de intentar soldarla. Lo primero es limpiar a fondo todos los

179

contaminantes de la zona a ser reparada. Si no es posible efectuar una

limpieza total, habrá la posibilidad que la reparación no sea exitosa. Los

contaminantes son una fuente principal de agrietaciones por hidrógeno,

porosidad y reagrietaciones potenciales. Quitar todo el óxido, grasa, pintura,

agua o materias extrañas. Siempre que sea práctico, limpiar toda la pieza. Si

no, limpiar un mínimo de 18 pulgadas (452 mm) en todas las direcciones

alrededor de la zona dañada.

Hacer una prueba no destructora para asegurarse de identificar todas las

agrietaciones. Las pruebas de partícula magnética o de tinte penetrante

ayudaran a ubicar y definir cualquier agrietación no visible, incluyendo la

longitud total de la grieta.

Ubicar el punto inicial y final de las agrietaciones que serán reparadas. Al

empezar a quitar las agrietaciones, empezar en un punto más allá del extremo

de la grieta (por ejemplo: 1 – 2 pulgadas [25,4 – 50,8 mm] mas allá del inicio

dependiendo del espesor del material y de la ubicación).

Antes de acanalar con arco de carbón con aire, precalentar la zona a ser

reparada. El mejor método consiste en quitar aproximadamente 1/8 a 3/16 de

pulgada (3,175 a 4,762 mm) de profundidad de material por pasada con arco

de aire.

Formar una ranura con forma de “U” en lugar de una con forma de “V” al

acanalar con arco de carbón con aire. La ranura de “U” ayuda a reducir la

concentración de tensión y permite un mejor acceso para soldar la raíz o las

primeras pasadas.

180

Las superficies de la ranura deberán estar limpias y esmerilarse con un esmeril

de mano a una profundidad de 1/32 de pulgada (0,79 mm) para quitar los

depósitos de carbón dejados por el proceso de soldadura por arco de aire. En

los casos extremos en que esto no sea posible, limpiar la superficie de la unión

con un cincel neumático afilado

8.5 PARTE INFERIOR Y LATERALES EXTERIORES DEL CUCHARON

Una vez volteado el cucharón se procede a retirar los muertos en forma

alternada uno si y uno no se habilita plancha de acero de 4” de espesor ASTM

A-36 ya que la función que cumple es dar rigidez al cucharón usaremos

soldadura E71T-1 Ø 1/16 de pulgada pero en la zona que une con el talón

usaremos soldadura 309 LT de Ø 1/16 de pulgada ya que el talón también es

de acero al manganeso, las paredes laterales también son retiradas si tienen

un desgaste mayor a ¼ de pulgada esta plancha de acero ASTM 514, en las

zonas curvas se usaran plancha de acero A-36 ya que el ASTM 514 no se

puede rolar fácilmente y es mas practico y barato hacerlo con este acero,

porque este material va revestido en ambas caras con plancha antidesgaste

que evitara que se deteriore fácilmente.

FIGURA 8.17: REPARACION DE AGRIETACIONES

181

El revestimiento del talón del cucharón va recubierto con cuchilla de tractor de

1 ¾ pulgada de espesor que tiene una dureza de 500 BHN aprox.

Se recupera el lacht Keeper con un proceso FCAW con alambre tubular

autoprotegido teromatec OA 690 que obtiene mejores resultados de duración

8.5.1 PROCEDIMIENTO DE RETIRO E INSTALACION DE NERVIOS O

MUERTOS

Una vez volteado el cucharón se procede a retirar los nervios en forma

alternada es decir uno si y uno no, esto se hace con el proceso arco aire, para

evitar que se pueda cerrar, previamente se habilitan los muertos los cuales

están hechos de plancha de acero ASTM A-36 de 4 pulgadas de espesor.

Retirados los nervios o muertos se procede a esmerilar y retirar todas las

rebabas y residuos de la soldadura. Luego se alinea y pone en posición el

nervio apuntalándolo debe precalentarse previamente.

Se asegura con cordones de soldadura en ambos lados del nervio con

soldadura alternada en ambos lados pero no se completa la altura del cateto

usar la técnica del peregrino, primero se sueldan las uniones verticales tanto la

que da en la parte posterior del labio con soldadura E71T1 Ø 1/16 de pulgada

ya que la plancha base es ASTM 514 , en cambio en el otro extremo el que da

al talón usaremos soldadura E309LT-1 Ø 1/16 de pulgada por ser el talón de

acero al manganeso

Estos nervios van revestidos en su parte superior con barras de carburo de

tungsteno para prevenir el desgaste

8.5.2 PROCEDIMIENTO DE RETIRO E INSTALACION DE PLANCHA BASE

DE LATERALES

182

Se retiran las zonas dañadas generalmente de forma rectangular la plancha de

estas caras es ASTM 514 de 1 pulgada de espesor estas planchas se

redondean las esquinas con un radio no menor de 2 pulgadas todo el perímetro

biselado a 30º con un talón de ¼ de pulgada tanto la plancha que se va ha

reemplazar como en la pared es biselado de la misma forma con una

separación de ¼ de pulgada usaremos también una platina de respaldo de 2

pulg. x 3/16 pulg. Esta unión se rellena con una sobremonta de 1/8” y para el

acabado final se esmerila al ras

8.5.3 PROCEDIMIENTO DE KIT ANTIDESGASTE DE EN PAREDES

LATERALES

Este se centra principalmente en zona inferior es decir de la mitad del cucharón

para abajo, lo revestiremos con cuchillas de motoniveladora de 1 ¾ pulgada de

espesor y 6 pulgadas de ancho en forma de cintas y retazos cuadrados para

las zonas curvas, esmerilar toda la superficie a recubrir armar filas paralelas 3 o

mas según el espacio disponible y con una separaron de 1 ½ pulgada para el

soldeo soldar con alambre tubular E309LT-1 Ø 1/16 de pulgada protección de

mezcla 75% Ar / 25%CO2 se recubre las partes laterales incluyendo la del

labio.

8.5.4 PROCEDIMIENTO DE RETIRO E INSTALACION DE KIT DE

REVESTIMIENTO DE TALON

Se retira todo el revestimiento antidesgaste con el proceso arco aire aunque el

talón en las zonas curvas este generalmente no existe a la hora de hacer el

mantenimiento solo en la parte baja del cucharón y en las caras laterales, El

talón va protegido por cintas de cuchillas de motoniveladoras de 1 ¾ de

183

pulgada de espesor y 6 pulgadas de ancho en las curvas se cortan pequeños

segmentos y se van adaptando a la curva esta zona del talón es de acero al

manganeso por lo cual usamos alambre tubular E309LT1 Ø 1/16 de pulgada

con protección de mezcla 75% Ar/ 25% CO2 si el talón esta demasiado

desgastado se retira y pone un injerto de acero ASTM A-36, y se reviste con

cuchillas, si tiene un desgaste moderado se recupera rellenando con esta

soldadura.

8.6 TAPA DE CUCHARON

8.6.1 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE FISURAS EN BRAZOS DE

TAPA

Precalentar las zonas a reparar retirar la soldadura con proceso arco aire,

realizar limpieza con esmeril toda rebaba, rellenar con electrodo XHD 646 Ø

5/32 de pulgada con soldadura en forma escalonada, esmerilar los empalmes

de los cordones para evitar la concentración de esfuerzos y posibles fallas

futuras.

Esto se realizara en las zonas curvas de los brazos así como también en la

unión de estos con los asientos de bujes

8.6.2 PROCEDIMIENTO DE RELLENO DE DESGASTE EN LATERALES DE

OREJAS PORTABUJES

Limpieza de óxidos y eliminación de la superficie fatigada utilizando electrodo

de corte y disco de pulidora para dejar finalmente una superficie de “metal

blanco” y lisa.

Las temperaturas mínimas de precalentamiento y entre pasadas

recomendadas para la soldadura de aceros ASTM templados y revenidos es

184

de 105 a 125ºC para un espesor mayor a 2 ½ pulgadas (63.5mm) Utilizar llama

oxi-acetileno, gas propano. Se recomienda usar lápices térmicos y/o pirómetros

para el control de la temperatura. El enfriamiento al finalizar el trabajo debe ser

lento, proteger la zona soldada con material aislante.

Usaremos alambre tubular Exsatub 71 (E71T-1) Ø 1/16 de pulgada con

protección de CO2

Soldar en forma continua hasta llegar a la medida adecuada, una vez acabado

de rellenar se esmerila hasta dejar el metal blanco comprobando que la

superficie este uniforme y a escuadra.

8.6.3 PROCEDIMIENTO DE RELLENO, ALINEACION Y MAQUINADO DE

ASIENTOS DE BUJES

Sacar los ejes de los asientos de bujes, alinear mediante el uso de un cordel

los ejes e ambos asientos, este eje debe ser perpendicular al eje del túnel del

porta barreton para que pueda trabajar en forma eficiente.

Una vez determinados los ejes en cada asiento se procede a realizar un pre

maquinado en donde se retira una capa de 3/8 de pulgada para retirar el

material deformado y fatigado, de encontrase fisuras estas deben repararse

inmediatamente.

Retirando la barrenadora se inicia el relleno de los asientos de bujes la

temperatura de de precalentamiento es de 105 a 125ºC usamos alambre

tubular Exsatub 71 como en el relleno de las caras, se realizan 3 pasadas

cuidando que los cordones sean pegados y uniformes.

185

Nuevamente se monta el la barrenadora y se maquina pero esta vez se le da la

medida y el ajuste preciso con una precisión de 0.005 milésimas de pulgada

con el cual trabaja en forma apropiada.

8.6.4 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE BUJES

Poner retazos de ángulos en el borde de los asientos porta bujes que servirán

como guía en el momento de la instalación, realizar una limpieza de grasa

polvo u óxido de la superficie de los bujes verificar su medida correspondiente

a cada buje marcar esa medida con un plumón indeleble en cada buje y

contrastar con la medida del agujero para establecer el ajuste apropiado en

cada caso que es 0.005 milésimas de pulgada, refrigerar los bujes en un

congelador con CO2 teniendo cuidado que el congelador no sea hermético y

que tenga una salida para el CO2 porque podría explotar por la presión.

Una vez que sea contraído lo suficiente se apoya en los topes (retazos de

Angulo) y se empuja en forma manual hacia la posición de trabajo verificar que

entre a escuadra con la pared para evitar atascamientos de buje, también se

puede hacer uso de tacos de madera golpeados con un combo de 2 lb. Hasta

que llegue a su posición, otra cosa que es también importante es tener un listón

de madera y una comba para poder golpear de la parte posterior y sacar el buje

en caso no este entrando en forma alineada, instalado el buje se deja que

adquiera la temperatura ambiente para poner anillos de alambrón de ¼ de

pulgada como seguros en todo el perímetro del buje que soldado al porta

bujes.

8.6.5 PROCEDIMIENTO DE RETIRO Y REMPLAZO DE PLANCHA DE PISO

186

Posicionar la tapa sobre caballetes con la cara hacia arriba retirar con el

proceso arco aire toda la soldadura que une la plancha base cuidando de no

dañar los bordes de las planchas que hacen de cartelas, realizar un corte de la

plancha base en la forma indicada en la figura, hacerlo con carrito de oxicorte

para obtener un corte recto y uniforme, biselar la plancha a 30º con talón de ¼

de pulgada, preparar los bordes de las cartelas es decir sus bordes deben estar

perfilados a 90º con esmeril, si por retiro de la soldadura tienen hendiduras,

estas deben rellenarse y dejarse perfilado, verificar que todo este nivelado con

un cordel, instalar la nueva plancha apuntalar y verificar que este

completamente nivelada, en la unión con la plancha antigua, instalar platina de

respaldo a todo lo largo de la unión, asegurar con cordones largos la plancha a

las cartelas antes de comenzar a soldar la unión, poner extensión de platinas

en “V” en los extremos para prolongar la soldadura 1 o 2 pulgadas porque en

esa parte las soldaduras son débiles, esto se retira una vez terminada la

soldadura y se esmerila, usar la técnica del peregrino para evitar que se

caliente demasiado, usar también cordones escalonados, terminado el soldeo

voltear la tapa para soldar las cartelas a la plancha, también usamos las

técnicas descritas anteriormente, teniendo cuidado de esmerilar los empalmes

de los cordones.

8.6.6 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE TALON E INSTALACION DE

KIT ANTIDESGASTE

Reconstruir con soldadura E309LT-1 y protección de mezcla 75% Ar / 25% CO2

Realizando una limpieza previa con esmeril, rellenamos todas las zonas

desgastadas las igualamos con esmeril para luego cubrirlo con un

187

revestimiento antidesgaste de cuchillas de motoniveladora que se suelda a

todo el alrededor del talón.

8.6.7 PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE KIT ANTIDESGASTE TANTO

EN PARTE INFERIOR COMO SUPERIOR DE TAPA

Los cucharones son diseñados para presentar el máximo de resistencia al

desgaste, para preservar su integridad y su productividad se adiciona cierto

revestimiento, estos trabajan con materiales de muy alta abrasividad requieren

la adición de un revestimiento en el inferior y superior de la tapa, pero

representa un peso extra que se pone al cucharón, por eso debemos

optimizarlos una forma de hacerlo es aumentando la dureza del revestimiento y

reduciendo el espesor de este.

Anteriormente su usaban planchas de acero resistentes a la abrasión con

durezas de 300 a 350 BHN, nosotros usaremos planchas con durezas de 400 a

500 BHN. Pero reduciremos su espesor

Se recomendación de la utilización de estos aceros en los siguientes

espesores

CAPACIDAD DEL CUCHARON ESPESOR

2 a 7 yardas cúbicas (2,3 a 6,4 m3) ½ a 5/8 in. (12 a 16mm)

7 ½ a 11 yardas cúbicas (6,8 a 10m3) ¾ in. (19mm)

12 yardas cúbicas y arriba 1 in. (25mm)

Colocaremos una fila de revestimiento de plancha de acero de 1 pulgada De

espesor y 500 BHN de dureza teniendo en cuenta que el tamaño de las

mismas no debe ser muy grande lo cual haría que sea muy pesada e

inconveniente para el mantenimiento preventivo que es hecho por 2 personas,

de ser muy grande y pesado dificultaría su mantenimiento en campo, por lo

TABLA 8.1: ESPESORES DE PLANCHA DEACUERDO A LA CAPACIDAD

188

cual se ha determinado que tenga un tamaño de 0.65m x 0.65m x 1pulg. y un

peso aprox. de 84 kg.

Usamos este espesor de plancha 1 pulgada y dureza 500 BHN, Por ser esa

zona inferior la que sufre mayor desgaste debido a la carga y descarga de

material, en las filas superiores usaremos planchas de ¾ de pulgada De 400

BHN de dureza para no sobrecargar demasiado el peso del cucharón además

de no ser tan abrasivo en esas zonas.

8.6.8 PROCEDIMIENTO DE RECUPERACION DEL DESGASTE EN EL

INTERIOR DEL TUNEL PORTA BARRETON Y ACCESORIOS

Medir el ancho del barretón, luego medir el ancho del túnel debe tener un juego

u holgura de ¼ de pulgada de ser mayor se tendrá que rellenarse hasta

obtener el juego adecuado, este túnel es un inserto de hacer al manganeso

reparar con soldadura Teromatec OA3205 el depósito a recuperar no tiene

mucho desgaste es por ello que aplicamos esta soldadura no requiriendo

enmantequillado, controlando siempre la temperatura y no pasar de 260ºC,

realizando previamente la limpieza y retiro de material fatigado con disco de

esmeril.

8.6.9 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DEL MECANISMO DEL

CERROJO

Revisar que la barra de traba (barretón) se engrane correctamente en el

retenedor. El engrane correcto de la barra de traba debe ser no menor que ¾

de pulgada y no mayor que 1 pulgada un encaje debajo de ese valor resulta en

abertura de la tapa en el trabajo y encajes superiores dificultaran la abertura de

189

la tapa para obtener siempre un trabajo adecuado es muy importante el

escuadro del barretón.

Hay una pieza de desgaste insertada en el lacht Keeper que es de acero al

manganeso. Esta pieza cuando presenta poco desgaste debe ser reconstruida

con soldadura o sustituida cuando estuviera muy desgastada

Posiciona la tapa sobre soportes y se retira la plancha base de 1 ½ pulgada de

espesor de material ASTM 514, esta se coloca con el correspondiente bisel y

su backing plate, una vez soldado se retira el backing y se vuelve a soldar de

ese lado. Para evitar que se distorsionen los brazos durante el retiro de la

plancha base de arriostra este mediante un tubo de 6 pulgadas de Ø.

Se reparan las fisuras en los brazos en las partes curvas que son donde mas

se dañan.

Se reconstruye el talón que es de acero al manganeso con soldadura 309 LT

de 1/16 de pulgada de Ø.

Luego se reconstruye los alojamientos por donde pasa la espada a través de

los brazos, se reconstruye la zona por donde pasa el barretón se cambia las

planchas que van en su interior.

Terminado esto se pone un recubrimiento antidesgaste de 1 ¾ pulgada en el

talón a fin de evitar el desgaste.

En la plancha base que se ha reemplazado se pone un revestimiento

antidesgaste en la fila inferior planchas de 1 pulgada de espesor de dureza

500 BHN

En las restantes plancha de ¾ de pulgada de espesor pero de la misma dureza

190

8.7 ARCO DE CUCHARON

8.7.1 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE RAJADURAS

FIGURA 8.18 MECANISMO DEL CERROJO AJUSTE Y MANTENIMIENTO

FIGURA 8.19: FISURAS UBICACIÓN EN ARCO

191

Se aseguran las orejas superiores con ángulos uniéndolas en tres puntos,

luego estas se retiran con el proceso arco aire, porque en estas uniones son

donde se presentan mayormente las fisuras.

Precalentar a 150ºC retirar el material fatigado de todas las fisuras, limpiar y

esmerilar todas las fisuras, revisar de ser posible con tintes penetrantes para

constatar que se ha desaparecido la fisura, limpiar nuevamente con un solvente

y retirar todos los tintes penetrantes aplicar soldadura XHD 646 de Ø 5/32 de

pulgada terminando de rellenar las fisuras se esmerila a cero es decir al nivel

de la plancha. Una cosa que hay que tener en cuenta es que si la fisura se da

en los extremos se colocan platinas de acero en “V” y se prolonga la soldadura

1 o 2 pulgadas Sobre las platinas, luego de terminar de soldar, se retiran estas

platinas junto con los extremos de la soldadura, esto se hace porque la

soldadura es débil en los extremos, luego se esmerila dejándose todo a nivel.

8.7.2 PROCEDIMIENTO DE RELLENO DE DESGASTE EN LATERALES DE

OREJAS PORTABUJES

Retirar la capa fatigada de las caras ya se con esmeril o con el proceso arco

aire, se lo deja esmerilado a metal blanco, se rellenan con cordones pegados

habiendo precalentado previamente usamos soldadura E71T-1 Ø 1/16 de

pulgada también se rellenan los bordes usando el mismo procedimiento el

acabado es todo esmerilado y liso.

8.7.3 PROCEDIMIENTO DE RELLENO, ALINEACION Y MAQUINADO DE

ASIENTOS DE BUJES

Una vez determinado el desgaste de los bujes se proceden a retirarlos de la

siguiente manera:

192

Se utiliza el proceso SMAW con electrodos de corte de Ø 5/32 de pulgada por

ejemplo super corte o chamfercord, no podemos usar el proceso arco aire para

el retiro debido a que por trabajar con aire este tiende a endurecer la pista

donde va el buje dificultando el maquinado.

Con los electrodos se hace un corte en los bujes en tres diferentes puntos a

todo lo ancho de los asientos de bujes, sin llegar a cortarlos completamente

esto hace que el buje se contraiga y así es mas fácil su retiro.

Se alinea las orejas superiores con las orejas inferiores como se muestra en la

figura tienen que estar completamente paralelos los ejes entre si.

Se monta la barrenadora realizando el pre maquinado se retira una capa de

aproximadamente 3/8 de pulgada de espesor en todos los alojamientos de

bujes para ello utilizaremos cuchillas carburadas.

Antes de proceder a rellenar los asientos de bujes se colocan en ambas cara

de cada alojamiento anillo de alambrón de ¼ de pulgada de diámetro para

facilitar el soldeo en los bordes de los alojamientos, luego se precalienta el área

de los alojamiento a rellenar a una temperatura de 125ºC se recomienda usar

alambre E71T1 Ø 1/16 de pulgada con protección de CO2 tiene mayor

penetración realizando cordones pegados que evitan la formación de poros.

Se dan unas 3 capas de soldadura aproximadamente lo cual nos da una altura

de ½ pulgada aprox.

Terminado el soldeo nuevamente se maquina esta vez se lo deja a su medida

con un ajuste de 0,005 milésimas de pulgada.

193

8.7.4 PROCEDIMIENTO DE RETIRO Y REEMPLAZO DE TRAMOS DE

PLANCHA DETERIORADOS

Primero se ubica sobre soportes o durmientes, se realiza la limpieza y arenado

con el kit de tintes penetrantes se realiza un ensayo para ver las fisuras en

ciertas zonas críticas, se retiran las orejas superiores y se hace una evaluación

Para determinar si son reparados o reemplazados.

Una vez retiradas las orejas superiores se revisan las planchas de tapa si

están desgastadas mas de ¼ de pulgada se procede a su reemplazo.

Posteriormente se rellenan las caras laterales de las orejas inferiores, luego se

alinean las orejas con el eje de la barrenadora, se pre maquina ¼ de pulgada

y se rellena con soldadura para luego posteriormente maquinar y dejar a la

medida para la instalación de bujes tanto en orejas superiores como inferiores.

8.8 ECUALIZADOR

8.8.1 PROCEDIMIENTO DE REPARACION DE RAJADURAS

Como consecuencia del trabajo que realiza se presentan fisuras en la unión de

los asientos de bujes con el ecualizador esto se determina con una inspección

visual luego de haber realizado una limpieza general o arenado determinadas

y marcadas las fisuras se procede a removerlas precalentando el material a

FIGURA 8.20: ALINEADO DE EJES DE ARCO

194

125ºC con el proceso arco aire se retira todo el material fatigado, se limpia y

esmerila, una vez biselado se procede al relleno de la fisura con alambre

tubular E71T1 Ø 1/16 de pulgada protección con CO2 una vez concluida la

reparación se tiene cuidado de no dejar sobremonta en los empalmes de los

cordones de soldadura porque puede ocurrir concentración de esfuerzos es

mejor esmerilar y deja los cordones parejos.

8.8.2 PROCEDIMIENTO DE RELLENO Y RECTIFICADO DE PERFIL Y

CANAL PORTA CABLE DE MEDIAS LUNAS

Por trabajar en cucharón en una zona abrasiva esta zona recibe bastante

desgaste por lo que la reparación consiste en rellenar ese desgaste y dejarlo a

su media original se utiliza la misma soldadura y procedimiento que el punto

anterior.

8.8.3 PROCEDIMIENTO DE RELLENO ALINEACION Y MAQUINADO DE

ASIENTOS DE BUJES

Sacar los ejes de los asientos de bujes alinearlos, armar las chumaceras de la

barrenadota centrar el eje y montar el motor de la barrenadora, ubicar la

cuchilla carburada en el eje premaquinar una capa de 3/8 de pulgada retirar el

motor de la barrenadora, retirar el eje y las chumaceras, rellenar con soldadura

una capa de ½ in realizando los cordones pegados con alambre tubular E71T-1

Ø1/16 de pulgada precalentado a 125ºC se da un ajuste de 0,005 milésimas

de pulgada

195

VISTA FRONTAL VISTA DE PERFIL

FIGURA 8.21: ZONAS A REPARAR EN ECUALIZADOR

ANGULO

ZONA DE

FISURAS

BUJE

ESMERILADO

DE

CORDONES

SEGUROS DE

CABLES

BLOQUES

ROSCADOS

196

CRONOGRAMA DE REPARACION DE CUCHARON P&H 4100 STD

197

CAPITULO IX

CONTROL DE CALIDAD

9.1 INSPECCION VISUAL DE LAS SOLDADURAS

9.1.1 INTRODUCCION

En muchas instancias de la inspección de la inspección visual es llevado a cabo

Después de los procesos de producción, tal es el caso del maquinado de un

componente a la forma y tamaño final, para ver si esta conforme con la

especificación o diseño aplicable. En el caso de las soldaduras, la experiencia a

demostrado que la inspección post fabricación, aun con ensayos END (ensayos

no destructivos) complementarios no garantiza la conveniencia del producto para

un servicio pretendido una secuencia de inspección visual planeada en periodos

de tiempo a demostrado resultados consistentes de efectividad.

La calidad de la soldadura y de su proceso esta determinado por:

Diseño de la junta y de la soldadura

Materiales de construcción

Procedimiento de soldadura

Manera de aplicación de la soldadura

Programa de inspección

9.1.2 CALIDAD

El termino calidad es ampliamente usado y aplicado sin embargo muchas veces

el concepto general es mal entendido

La calidad es el cumplimiento de una especificación aplicable

El nivel de calidad requerido por un producto o servicio es típicamente

determinado por el diseñador, basado en la conveniencia para el servicio de la

198

vida estimada. Todas las variables deben ser especificadas de manera que

puedan ser medidas. Las dimensiones son verificadas rápidamente, los atributos

del acabado superficial.

9.1.3 TERMINOS Y DEFINICIONES

9.1.4 PROCEDIMIENTO DE INSPECCION VISUAL

ALCANCE

Este procedimiento se aplica a la inspección visual y verificación dimensional de

las uniones soldadas de planchas de acero ASTM 514 en condición de

conformado en caliente y luego sometido a soldadura manual con arco eléctrico

proceso: SMAW y FCAW

OBJETIVO

Se tiene los siguientes objetivos:

a.- medición de las dimensiones de las uniones soldadas

b.- detección de posibles fisuras o discontinuidades superficiales en las

superficies exterior de las soldaduras.

c.- registrar y marcar las posiciones de defectos para su reparación o de

discontinuidades que requieran mayor inspección / verificación por otras técnicas

de END.

NORMA REFERENCIA

AMERICAN WELDING SOCIETY D1.1 2004

AMERICAN WELDING SOCIETY 14.3 1994

CALIFICACION Y CERTIFICACION DEL PERSONAL

Los inspectores tendrán entrenamiento y experiencia de acuerdo con las

necesidades de las inspecciones especificadas.

199

REQUERIMIENTOS ESPECIFICOS

Para la inspección es proceso, las inspecciones deberán ser realizadas por

personas distintas a las que realizan el trabajo de producción.

EQUIPO USADO

Esmeril manual eléctrico con escobilla de acero

Solvente limpiador

Vernier digital marca mitutoyo

Calibrador de soldaduras

Regla metálica certificada / wincha

Linterna

Marcado de metal

Espejos

PROCEDIMIENTO DE INSPECCION

LIMPIEZA

Escobillado manualmente/mecánico con escobilla de acero al

carbono/inoxidable. Luego limpieza con solvente (por spray o con trapo –libre de

hilachas- humedecido), finalmente secado al ambiente o con papel absorbente.

OBSERVACION

Método: Directo

A ojo desnudo o con lente de aumento (lupa).

Luz natural o artificial de linterna. Intensidad mínima de 15 fc (1000 lux) en la

superficie observada.

Distancia de inspección 30 cm (12”) como máximo

Angulo de inspección, mayor a 30°

200

EVALUACION

De acuerdo con AWS D1.1 – 2004

EXTENSION DE LA INSPECCION

Inspección al 100% se realizara una inspección completa de todo el tipo de

soldadura.

DOCUMENTACION DE REGISTRO

Se registraran en las hojas de reporte las discontinuidades relevantes y las

dimensiones de las juntas

201

Las “X” indican aplicabilidad para el tipo de conexión, un área libre indica no aplicabilidad

Categoría de las discontinuidades y criterio de inspección

Conexiones no tubulares cargadas estáticamente

Conexiones no tubulares cargadas cíclicamente

Conexiones tubulares (todas las cargas)

(1) prohibición de fisuras

toda fi toda fisura es inaceptable, sin importar tamaño o localización x x x

(2) Fusión metal base/metal de aporte

Una fusión completa deberá existir entre depósitos adyacentes de metal soldado y entre metal base y metal soldado

x x x

(3) Sección transversal del cráter

Todo cráter deberá ser llenado para proveer el tamaño de soldadura especificado, excepto para los fines de soldadura de filete intermitente fuera de su longitud efectiva.

x x x

(4) Perfiles de soldadura

Los perfiles de soldadura deberán ser conforme con la tabla 9.1 x x x

(5) Tiempos de inspección

La inspección visual de la soldadura de todos los aceros puede empezar inmediatamente después que la soldadura ha enfriado a temperatura ambiente. El criterio de aceptación para los aceros ASTM A-514, ASTM A-517, y ASTM A-709 grado 100 y grado 100W deberá estar basado en una inspección visual realizada al menos 48 horas después de completada la soldadura.

x x x

(6) el Soldaduras con medida incompleta

El tamaño de una soldadura de filete en cualquier junta continua puede ser menor que la especificación nominal de tamaño L sin corregirse por la siguiente cantidad U L, especificación nominal del U, decremento admisible Tamaño de soldadura, in (mm) de L, in (mm) <= 3/16 (5) <= 11/16 (2) ¼ (6) <= 3/32 (2.5) >= 5/16 (8) <= 1/8 (3) En todos los casos la porción de baja medida no excederá el 10% de la longitud soldada. En soldadura de vigas ala-alma deberá ser prohibido en los finales correr por debajo para una longitud igual a dos veces el ancho del ala

x x x

(7) Socavación (A) Para materiales con menos de 1” (25.4mm) de espesor, la socavación no

deberá exceder de 1/32 (1mm), excepto que un máximo de 1/16” (2mm) es permitido para una longitud acumulada superior a 2” (50mm) en cualquier 12” (300mm) para materiales de 1” o mas de espesor la socavación no deberá exceder 1/16” (2mm) para cualquier longitud soldada.

x

(B) En miembros primarios, la mordedura no deberá ser mayor que 0.01” (0.25mm) de profundidad cuando la soldadura es transversal al esfuerzo de tracción bajo cualquier condición de carga diseñada. La mordedura no deberá ser mayor que 1/32” (1mm) de profundidad para los otros casos.

x x

(8) Porosidad

(A) Para soldaduras de canal (groove weld) de penetración completa en juntas a tope transversales a la dirección de esfuerzo de tracción, no deberá tener porosidad vermicular visible, para todas las otras soldaduras de canal y filete, la suma de porosidad visible de 1/32” (1mm) o mayores en diámetro no deberá exceder 3/8” (10mm) en cualquier pulgada lineal de soldadura y no deberá exceder ¾ “ (20mm) en cualquiera 12” (300mm) de longitud de soldadura.

x

(B) la frecuencia de porosidad vermicular en filete en conexión de nervios para alma, la suma de los diámetros de burbujas de porosidad no deberá exceder 3/8” (10mm) en cualquier pulgada lineal y no deberá exceder ¾” (20mm) en cualquiera 12” (300mm) de longitud de soldadura.

x x

(C) Soldaduras de canal de penetración completa en juntas a tope transversales a la dirección de esfuerzo de tracción computado, no deberán tener burbujas de porosidad. Para todas las otras soldaduras de canal, la frecuencia de burbujas de porosidad no deberá exceder una en 4” (100mm) de longitud y el máximo diámetro no deberá exceder de 3/32” (2.5mm)

x x

TABLA 9.1: CRITERIOS DE ACEPTACION PARA LA INSPECCION VISUAL

202

FIGURA 9.1: PERFILES DE SOLDADURA ACEPTABLES E INACEPTABLES

203

FORMATO DE REPORTE

Reporte Nº

Identificación de la unión soldada

Tipo de junta AWS

Proceso de soldadura

Observaciones

?x

x

?y

Referencia

(0,0)

ESQUEMA DE UBICACIÓN Y EXTENSION DE LAS DISCONTINUIDADES

Línea Numero

Identificación Numero

Posición Dimensiones Evaluación según AWS D1.1-2002

Observaciones x y Δx Δy Δz

TABLA 9.2: FORMATO DE REPORTE DE DISCONTINUIDADES

204

9.2 PENETRANTES LAVABLES CON AGUA

OBJETIVO

Realizar una inspección con líquidos penetrantes lavables con agua.

INTRODUCCION

Durante el proceso de reparación de un componente se requiere su inspección

para la verificación de la sanidad superficial es entonces cuando se hace

necesario emplear un método de inspección donde la aspereza de la superficie

no impida su ejecución. Pero también debe tenerse en cuenta el nivel de

sensibilidad que los líquidos penetrantes lavables con agua.

NORMAS Y DOCUMENTOS REFERENCIA

ASTM E - 165

ASTM E – 433

COMPONENTES A EXAMINAR

Cucharón, Tapa, Ecualizador, Arco

EQUIPO Y MATERIAL A USAR

a) componentes

b) Solvente limpiador

c) Líquido penetrante

d) Revelador en suspensión y/o seco

e) Trapo industrial

f) Cámara fotográfica

g) Regla y/o wincha

AREAS DE INSPECCION

Los componentes se inspeccionaran al 100%

205

SECUENCIAS DE LA INSPECCION

Debe aplicarse sobre la superficie, previa limpieza exhaustiva que elimine

residuos del penetrante.

Requisitos generales

La temperatura de los materiales penetrantes y de la superficie de la pieza a

ser inspeccionada debe estar entre 10 y 38 ºC (fluorescentes); 10 y 52 ºC

(visibles) cuando no sea practico con este rango de temperatura, el

procedimiento debe recalificarse a la temperatura que se desea usar como se

describe en la ASTM E165.

Pre-limpieza.- cuando sea requerida la pre-limpieza se puede emplear los

agentes comunes de limpieza como son: Detergentes, solventes orgánicos

removedores de pintura o desengrasantes. La limpieza por métodos abrasivos

no es recomendable.

Limpieza

La superficie a inspeccionar y áreas adyacentes, al menos hasta 25 mm a cada

lado deben estar secas y limpias; libres de polvo, óxido, fundente de soldadura,

Salpicadura, grasas, pintura, películas de aceite, suciedad, etc., o cualquier

material que pueda cubrir las aperturas superficiales o interferir con la

inspección.

Después de aplicar cualquier método de pre-limpieza, la superficie deberá

limpiarse con un solvente removedor del mismo fabricante para asegurar la

completa limpieza de los componentes.

206

Los componentes deben estar perfectamente secos después de limpiarse. La

temperatura de los componentes no debe exceder de 38ºC para fluorescentes

y de 52 ºC para visibles, antes de la aplicación del penetrante.

Tipo de secado después de la limpieza: se realizara por medio de evaporación

normal no debiendo ser menor a 5 minutos.

Aplicación del penetrante: deberá ser hecho por aspersión cuidando de cumplir

con:

Aplicación del penetrante

El penetrante se puede aplicar por diferentes métodos: para nuestro caso será

por atomización. Después de la aplicación se debe observar que el penetrante

cubra de forma homogénea la zona a inspeccionar. Se debe evitar la formación

de charcos.

Tiempo de penetración: se deberá consultar el manual de capacitación en

líquidos penetrantes nivel I y II o aplicar la tabla 2 de la ASTM E165.

Remoción del exceso de penetrante: después de transcurrido el tiempo de

penetración requerido se debe remover el exceso de penetrante como se indica

a continuación:

Puede removerse directamente con agua usando un equipo manual por

atomizado.

La presión de agua no debe exceder de 0,345 Mpa (50 Psi) se recomienda un

atomizado grueso manteniendo la temperatura del agua de 10 a 38ºC.

Se debe evitar el sobrelavado de la superficie a inspeccionar. Cuando no se

disponga de suficiente agua para el enjuague, puede efectuarse la remoción

207

frotando la superficie con un material limpio y absorbente, empapado con agua

hasta que el exceso de penetrante sea removido.

Secado

Los componentes pueden secarse exponiéndolas al aire a la temperatura

ambiente o bien empleando aire a presión libre de aceite. En dicho caso la

presión no debe de excederse de 175 kpa (25 psi); también pueden emplearse

secadores con recirculación de aire caliente.

La temperatura en la superficie de la pieza no debe exceder de 52 ºC.

Finalmente los componentes se deben secar a la temperatura ambiente de 7 a

10 minutos aproximadamente.

Aplicación del revelador: se emplearan reveladores en suspensión no acuosa.

Este se aplicara por aspersión a una distancia aproximada de 300 mm,

procurando que forme una capa fina y uniforme, preferentemente este

revelador se debe aplicar en dos capas delgadas sucesivas. La segunda se

aplica cuando la primera se encuentra completamente seca.

El revelador en suspensión no acuosa se debe aplicar por rocío después de

que el exceso de penetrante haya sido removido y la pieza este seca. Este tipo

de reveladores se evaporan rápidamente a temperatura ambiente y no

requieren por lo tanto, del uso de un secador, sin embargo, debe usarse

ventilación adecuada.

Tiempo de revelado: las superficies deben observarse durante la aplicación del

revelador para monitorear el desarrollo de las indicaciones; el tiempo de

revelado debe cumplir con lo siguiente:

208

El tiempo que el revelador debe permanecer en la pieza antes de ser

inspeccionada debe de ser de 10 minutos o la mitad del tiempo de penetración

lo que sea mayor. El tiempo de revelado inicia inmediatamente después de que

el revelador en polvo seco se aplica y tan pronto como el recubrimiento

húmedo de revelador (acuoso o no acuoso) se seca.

Requisitos de iluminación:

Las indicaciones de penetrantes con colorante visible pueden observarse con

luz blanca natural o artificial. La calidad de la iluminación debe ser tal que

permita, distinguir de forma clara y nítida las indicaciones. En el sitio de la

inspección la intensidad mínima de la luz blanca debe de ser de 1000 Lx.

Método de evaluación: deberá ser realizado por dimensionamiento directo de

las indicaciones obtenidas después de transcurrido el tiempo de revelado y

conforme a lo siguiente:

Se tomara en cuenta el tamaño de las indicaciones obtenidas durante el

intervalo del tiempo después de la aplicación del revelador. La evaluación

puede ser efectuada de dos formas distintas:

Por comparación con las fotografías estándar de referencias ASTM E-433

Por dimensionamiento directo de las indicaciones obtenidas. En este caso se

registraran todas las indicaciones relevantes iguales o mayores a 2 mm

obteniéndose un registro fotográfico y/o un bosquejo donde se ubique la

indicación exacta y la forma de las indicaciones.

Limpieza posterior: se deberá hacer primero con trapo industrial seco,

enseguida con cepillo de mano y finalmente con trapo industrial humedecido en

un solvente.

209

Registro de indicaciones

Se registraran todas las indicaciones relevantes iguales o mayores a 2 mm

Cualquier indicación confusa o poca definida debe ser reexaminada para

determinar si es relevante de acuerdo a los siguientes pasos:

Las superficies deben observarse durante la aplicación del revelador parar

monitorear el desarrollo de indicaciones que tienden a sangrar demasiado. La

interpretación final debe efectuarse después de que haya transcurrido el tiempo

de revelado.

Toda indicación que fuera confusa, poco definida o exista duda sobre su origen

deberá ser reinspeccionada para determinar si es una indicación falsa, no

relevante o verdadera.

La reinspección debe iniciarse desde el paso referente a la limpieza antes de la

aplicación del penetrante.

210

CAPITULO X

SEGURIDAD E HIGIENE

10.1 INTRODUCCION

El ámbito de la actividad industrial, la soldadura constituye uno de los procesos

en los que intervienen mayor cantidad de variables a tener en cuenta a la hora

de planificar la seguridad de las operaciones. Ello es así porque el más simple

proceso de soldeo actúan riesgos combinados de electricidad, toxicidad, de

agentes químicos, radiaciones, calor, etc. y que no solo afecta al soldador, sino

que también a su entorno y terceros.

Es por ello que el estudio de seguridad integral para la aplicación de estos

procesos requiere de un cierto método y orden, para poder aplicar las reglas

básicas de seguridad que son de análisis de riesgos y posteriormente en base

a ellos la definición de las medidas preventivas.

Los humos de soldeo pueden ser peligrosos para su salud.

Mantenga su cabeza fuera de los humos

Utilice suficiente ventilación y una buena extracción de humos y polvo

durante las operaciones de soldeo, corte y esmerilado.

Las radiaciones luminosas del arco pueden dañar los ojos y producir

quemadura en la piel.

Utilice las protecciones oculares y ropa de trabajo adecuadas.

Las descargas eléctricas pueden causar la muerte.

Antes de comenzar un trabajo, o utilizar una máquina, lea atentamente

las instrucciones del fabricante y las recomendaciones de seguridad de

máquinas, electrodos, fundentes y materiales base, así como las

211

recomendaciones del jefe de seguridad o las recogidas del manual de

seguridad.

No toque zonas cargadas eléctricamente que no posean un aislante

adecuado ni cierre un circuito eléctrico con su cuerpo.

10.2 ANALISIS DE RIESGOS

El análisis de riesgos es una tarea obligada en cualquier estudio de seguridad,

ya que solamente sabiendo los riesgos que se deben evitar se podrán definir y

especificar las medidas preventivas oportunas.

10.2.1 RIESGOS POR EL TIPO DE TRABAJO Y SU LUGAR DE

REALIZACIÓN

Los procesos de soldeo se utilizan tanto en puestos fijos en una producción en

serie, como en operaciones de montaje de piezas sin puesto fijo en fábricas y

en montajes de obras, siendo éstas últimas las de riesgos más frecuentes. Es

por ello que al soldador le afectan todos los riesgos inherentes a los

trabajadores de montaje, agravándose su situación por la incomodidad que

supone el empleo de las protecciones personales, que deben utilizar por su

peculiar tipo de trabajo y por las herramientas que necesita.

Entre los riesgos más comunes podemos citar:

Caídas desde altura.

Caídas al mismo nivel.

Atrapamiento entre objetos.

Pisadas sobre objetos punzantes.

10.2.2 RIESGOS POR MANIPULACIÓN DE GASES COMPRIMIDOS

212

Los principales gases empleados en los procesos de soldeo son: acetileno y

oxígeno, como combustible y comburente respectivamente para el soldeo y

corte oxiacetilénico, y los gases activos o inertes, tales como el CO2 , Argón o

Helio empleados como gases de protección.

Algunos de los riesgos que pueden darse en la manipulación y

almacenamiento de las botellas de gases son:

Fugas de gas combustible, con el consiguiente peligro de incendio.

Explosiones o incendios por retroceso de llama en el soplete.

Asfixia por desplazamiento del aire por gases inertes.

Atrapamiento por manipulación de botellas.

10.2.3 RIESGOS POR LA UTILIZACIÓN DE MAQUINARIA Y EQUIPOS

Los principales riesgos a citar son:

Fuego o explosión por retroceso de llama en sopletes.

Contactos eléctricos directos con los elementos eléctricos, tales como

cables, porta electrodos, fuentes de alimentación, etc.

Contactos eléctricos indirectos por fallo en el aislamiento de los

componentes eléctricos.

10.2.4 RIESGOS ASOCIADOS A LOS AGENTES CONTAMINANTES

PRODUCIDOS DURANTE EL SOLDEO

Aquí es donde se agrupan los riesgos mas específicos de los procesos de

soldeo, debido a que las reacciones que son la base de dichos procesos son

especialmente violentas, produciendo gran numero de agentes contaminantes

que podemos clasificar en tres grandes grupos (ver figura 10.1):

Humos y gases desprendidos durante el soldeo.

213

Radiaciones.

Ruido y producción de partículas.

Humos y gases

Aparecen por reacción química de los diferentes componentes del proceso.

Las diferentes sustancias químicas potencialmente peligrosas tienen diferentes

características dependiendo de su origen, pudiéndose destacar las siguientes

fuentes:

Producción a partir del metal base.

Producidos a partir del recubrimiento del material base (galvanizado,

niquelado, cromado, cadmiado, pintado, recubrimientos plásticos,

engrasado).

Producidos por los productos desengrasantes o de limpieza del

material base y del de aportación.

FIGURA 10.1 ESQUEMA DE PRODUCCION DE AGENTES CONTAMINATES

214

Producidas a partir del material de aportación, del revestimiento o de los

fundentes.

Producidos por reacción con el aire circundante.

Producidos a partir de los líquidos o gases que estuvieron contenidos

en los depósitos a soldar.

Radiaciones

Los procesos de soldeo por arco producen radiaciones visibles, infrarrojas y

ultravioletas, que producen lesiones en los ojos y la piel, siendo las radiaciones

ultravioletas las más peligrosas. Los procesos de soldeo por llama también

producen estas radiaciones aunque con menor intensidad. Otros procesos de

soldeo como el de resistencia producen radiaciones visibles e infrarrojas, no

siendo, sin embargo, tan nocivos.

Ruidos y proyección de partículas

El ruido se produce por la acción de operaciones complementarias al soldeo,

tales como el esmerilado, el picado, el martillado, etc. Ciertos procesos de

soldeo y corte, como el proceso por plasma y algunos de resistencia eléctrica,

generan ruidos superiores a los 90 dB.

Las proyecciones de partículas incandescentes pueden alcanzar hasta 10

metros de distancia en horizontal. Estas partículas, con la acción combinada

del calor producido y la presencia de gases y materiales combustibles, pueden

originar incendios, por lo que se hace imprescindible el que todos los

materiales del suelo, paredes, pantallas, etc., sean ignífugos.

10.3 MEDIDAS DE PREVENCIÓN

215

Una vez conocidos y clasificados los tipos de riesgo a los que se enfrenta la

utilización de los procesos de soldeo, estamos en disposición de definir las

medidas de prevención y protección que se deben aplicar, las cuales deben

recogerse en cualquier planificación de la producción.

Diferenciaremos los siguientes grupos de medidas de prevención y protección

10.3.1 PROTECCIONES PERSONALES

Dirigidas a la protección del personal directamente involucrado en las tareas de

soldeo, así como de sus ayudantes.

Prendas protectoras

Todo el cuerpo del soldador esta sometido a la posible acción de agentes

agresivos, por lo que deben protegerse integralmente con especial atención a

los ojos y a su sistema respiratorio, que merecen un desarrollo aparte y que se

tratan más adelante. El cuerpo del soldador esta sometido, sobre todo, al

ataque de los contactos eléctricos y a las proyecciones de las partículas

incandescentes.

Las prendas de protección recomendables son las que se indican a

continuación debiendo elegirse aquellas que estén homologadas por el

ministerio de trabajo.

Cascos de seguridad, para protección contra la caída de objetos

pesados o punzantes.

Botas de seguridad.

Pantallas o yelmos, provistas de filtros de radiaciones, cubre filtros y

ante cristales, elegidos como se detallan mas adelante.

Guantes, mangas, escarpines y mandiles de cuero.

216

Guantes aislantes de electricidad para manejo de los grupos de

soldeo.

Arnés y línea de vida de seguridad para trabajos en altura.

Protectores auditivos, que pueden ser tapones, orejeras o cascos

antirruido.

Son preferibles las prendas oscuras, con el fin de evitar reflejos.

Las prendas de algodón, por la acción de la radiación ultravioleta, se

desintegran que puede variar entre un día y dos semanas, por lo que se

recomienda el empleo de lana o cuero.

Las prendas de cuero (guantes, mandiles, escarpines y mangas), deben estar

curtidas al cromo, para que sean resistentes a la llama y a las chispas.

Los ayudantes de los soldadores deberán llevar el mismo tipo de protecciones

personales en cuanto a prendas protectoras.

Protección de los ojos

Los soldadores y sus ayudantes, deben utilizar gafas de seguridad provistos de

filtros (oculares filtrantes) que detengan, en la medida de lo posible, las

radiaciones perniciosas para el ojo humano.

Para ello, se define el grado de protección de los distintos oculares filtrantes en

base del porcentaje de transmisión de las radiaciones ultravioleta, visible e

infrarroja a través del filtro.

Así, por ejemplo, un filtro del n° 10 deja pasar un 0,0003% de las radiaciones

ultravioleta de una determinada longitud de onda, mientras que un filtro del n° 4

deja pasar el 0,95% del mismo tipo de radiación.

217

Por tanto los filtros a utilizar serán de un número más elevado cuando mayor

sea la intensidad de soldeo por arco eléctrico, siendo más elevado para el

soldeo por arco eléctrico que en el oxiacetilénico. En la tabla 10.2 se da una

guía para la selección de filtros.

Los filtros han de ser seleccionados teniendo en cuenta como mínimo los

parámetros siguientes: tipo de arco o llama, intensidad de la corriente de

soldeo o caudal de gas, posición y distancia del operario en relación al baño de

fusión, iluminación del local y sensibilidad óptica del soldador.

Así mismo el filtro debe ser capaz de dejar pasar en el campo visible una

intensidad suficiente para que el soldador pueda seguir sin fatiga el

TABLA 10.1: GUIA PARA LA ELECCION DEL FILTRO DE ACUERDO CON ANSI/ASC Z49.1-94

218

comportamiento del electrodo o de la boquilla en el momento de la fusión.

10.3.2 PROTECCIONES COLECTIVAS

Dado que también el entorno del soldador, y por tanto los operarios que están

en las proximidades. Están sometidos a riesgos producidos por el soldeo, es

necesario adoptar medidas de prevención colectivas que citamos a

continuación.

En esta relación no se hace referencia al control de la atmósfera ambiente, ya

que este tema se tratara aparte en el apartado 10.3.5

El soldeo de obra en altura se proveerán redes de seguridad que no

sean de poliamida, ya que estas pueden quemarse. Deben utilizarse

redes de material ignifugo.

No deberán permitirse los trabajos en altura con vientos iguales o

superiores a 60 Km. /hora, o cuando este lloviendo.

Las áreas de soldeo deberán delimitarse por medio de pantallas que

impidan el paso de radiaciones y de chispas. Por lo tanto, estas

pantallas deberán ser preferentemente de color oscuro para que no

reflejen las radiaciones y de un material incombustible. Estas pantallas

se colocaran de manera que permitan la circulación de aire por su parte

inferior.

Todas las áreas deben proveerse de la correspondiente señalización

que indique los trabajos que se están llevando a cabo, así como de las

protecciones de uso obligatorio (casco, filtros oculares, etc.).

Protección contra-incendios

219

Este tema es especialmente importante en soldadura, por lo que toda la

reglamentación general sobre contra-incendios debe aplicarse en su integridad.

Toda el área de trabajo debe estar limpia de materiales de desecho,

especialmente los combustibles.

Deben protegerse especialmente las botellas de gas.

Debe señalizarse toda el área, indicando las rutas de escape y la

localización de extintores.

Debe de disponerse de extintores portátiles, y si es posible de una

manguera.

10.3.3 PREVENCIONES DE LA MANIPULACIÓN DE GASES COMPRIMIDOS

Cuando se desea almacenar grandes cantidades de cualquier gas en

recipientes de poco volumen, que permita un transporte y almacenamiento

fácil, se comprime a alta presión.

A continuación se indicaran una serie de normas para el buen almacenamiento,

transporte y utilización de los gases comprimidos.

Almacenamiento y transporte

Los gases comprimidos se almacenan en cilindros o botellas y en tanques o

depósitos. Se deberá tener en cuenta lo siguiente:

No situar las botellas en pasillos ni lugares de paso.

El almacén de botellas de gases debe estar delimitado y protegido por

puertas si es posible.

Las botellas deben sujetarse con cadenas de seguridad figura 10.2

Emplear grúa con cesta o plataforma para subir o bajar las botellas,

nunca utilizar un electroimán (el corte de tensión resultaría en una caída

220

de las botellas). Para su transporte se emplearan carros con cadenas

de seguridad (figura 10.3) y sólo desplazarlas a mano por rodadura para

desplazamientos cortos.

Las botellas de acetileno y de gases licuados (en estado líquido) deben

utilizarse y almacenarse siempre en posición vertical, se preferirá

también esa posición para las botellas de cualquier otro gas.

FIGURA 10.2: SUJECION DE BOTELLAS

FIGURA 10.3: CARRO PARA TRANSPORTE DE BOTELLAS CON CADENA DE SEGURIDAD

221

Las botellas deben ser identificadas perfectamente antes de su empleo,

esta tarea solo debe realizarse leyendo su etiqueta. Si una botella no

tiene etiqueta no se deberá utilizar. No se debe identificar el contenido

de una botella únicamente por su color, ya que puede ser diferente

según la zona o país, no obstante es una ayuda en su identificación, en

la tabla 10.2 se indican los colores de las botellas mas utilizadas de

acuerdo a ITINTEC 399.013

GAS COLOR Acetileno C2H2 Rojo

Nitrógeno (N2) Amarillo

Oxígeno (O2) Verde

Dióxido de Carbono (CO2) Gris Claro

Aire Negro

Helio (He) Marrón Claro

Argón Marrón Oscuro

Oxido Nitroso (N2O) Azul Oscuro

Muchas botellas tienen una caperuza para proteger la válvula (ver

figura 10.4) la caperuza tiene que estar siempre puesta sobre la botella

a no ser que no se este utilizando la botella. Nunca se debe elevar la

botellas mediante esta caperuza a no ser que este especialmente

diseñada para ella (ver figura 10.5).

TABLA 10.2: IDENTIFICACION DE BOTELLAS POR SU COLOR

FIGURA 10.4: CAPERUZA DE PROTECCION DE VALVULA

222

Las botellas vacías se identificaran como tales y se dispondrán en

posición vertical y sujeta con cadenas de seguridad.

Utilización de gases

Para el empleo de los gases comprimidos sea seguro se debe tener en cuenta

lo siguiente:

Los reguladores o mano reductores deben utilizarse para todas las

botellas de gas comprimido. Todo regulador debe estar equipado con un

manómetro de alta presiona (que mide la presión de la botella lo que

indica su contenido) y uno de baja presión (que mide la presión de

trabajo) (ver figura 10.2).

Las válvulas de las botellas que contienen gases a gran presión, en

particular oxígeno, deben abrirse despacio, es preferible no abrir las

válvulas de las botellas que contienen gases combustibles más de una

vuelta, de esta forma se pueden cerrar rápidamente en caso de

emergencia.

Antes de conectar el mano reductor se deberá purgar la botella (ver

figura 10.6), de esa forma se eliminaran todas las partículas que, en

FIGURA 10.5: BOTELLAS DE GAS CON CAPERUZA DE PROTECCIONESPECIALMENTE

DISEÑADA PARA ELEVAR LA BOTELLA

223

forma de polvo, están alojadas en su grifo, si no se eliminaran estas

partículas pasarían al mano reductor y originarían la avería del mismo.

Se cerrara la botella de gas después de cada utilización, y también

quedara cerrada la botella cuando este vacía, esto previene perdidas por

las posible fugas.

Se recomienda retirar las botellas vacías y devolverlas al suministrador

cuando la presión de la botellas sea 1,72 bar (0,172 Mpa ≈ 1.7 Kg. /cm2),

evitando de esa manera su contaminación atmosférica.

Nunca calentar las botellas o depósitos que contienen gases

comprimidos, ni situarlos cerca de focos de calor ya que podrían

explotar.

Gases combustibles

Acetileno

el acetileno es un gas explosivo si su contenido en aire esta

comprendido entre el 2 y el 82%. También explota si se comprime solo,

sin disolver en otra sustancia, por lo que para almacenarlo se disuelve

FIGURA 10.6: SITUACION PARA EL PURGADO DE BOTELLAS

224

en acetona y se almacena en cilindros rellenos de una sustancia

porosa (ver figura 10.7) la presión de los cilindros es de 15 Kg./cm2

la presión de los conductos que transportan acetileno no debe

sobrepasar nunca 1,5 bar (1,5 Kg/cm2).

El diámetro interior de la tubería de acetileno no debe ser superior a

50mm.

La velocidad de salida del acetileno no superara los 7m/s.

El acetileno es explosivo al contacto con plata, mercurio o aleaciones

con más de un 70% de cobre, por lo que las tuberías no deben ser de

ninguno de este tipo de materiales.

Oxigeno

El oxigeno es un gas no inflamable pero inicia y mantiene la

combustión de los materiales combustibles, por tanto los cilindros de

oxigeno no deberán almacenarse al lado de los de gas combustible ni

rodeados de ellos, y nunca se deben utilizar como sustituto del aire.

FIGURA 10.7: CILINDRO DE ACETILENO

225

Se deben poner las materias grasas en contacto con el oxigeno, ya que

arderían espontáneamente. Se prohíbe lubricar las conexiones,

válvulas, mano reductores y cualquier otro aparato para el oxigeno.

Nunca utilizar el oxigeno en los compresores de aire ni tampoco para

limpiar superficies o ropas, ni para ventilar espacios reducidos.

El oxigeno se almacena a presión en estado gaseoso.

Gases de protección

Los gases de protección como helio, argón y nitrógeno se suministran

comprimidos de estado gaseoso en botellas, el CO2 de las botellas esta

almacenado en estado líquido a temperatura ambiente.

El mayor peligro de los gases de protección es que desplazan al aire

impidiendo la respiración y pudiendo provocar la asfixia del soldador,

por lo tanto cuando se vaya a soldar en espacios reducidos deberán

estar bien ventilados, si no es imposible controlar el oxigeno del aire se

deberá realizar el soldeo con pantallas de soldeo con impulsión o

extracción de humos incorporado.

Mangueras

Solamente se usan mangueras especialmente diseñadas para los

gases comprimidos que van a transportar.

Las mangueras de gases combustibles suelen ser rojas y las de

oxigeno verdes. Nunca intercambie las mangueras.

Controlar el estado de las mangueras y detectar las fugas. Cuando se

detecte cualquier corte o quemadura reemplazar la manguera nunca

repararla.

226

Nunca se debe doblar la manguera para detener el flujo de gas.

Localización de la fuga.

La fuga de gas de la botella esta localizada en el mecanismo de

apertura y cierre de la válvula.

Si una botella pierde gas, estando bien cerrada la válvula, hay que

pensar que el mecanismo de la misma se ha aflojado o deteriorado.

Cuando la fuga es importante lo detectamos bien por el ruido del

escape, más acentuado en botellas de gases comprimidos (oxigeno,

argón, aire comprimido, nitrógeno), y por el olor cuando el gas esta

diluido (acetileno) o licuado (propano o butano).

Si la fuga es pequeña no estaremos seguros de detectarlos por los

sentidos (oído y olfato), ante la duda, se debe hacer la comprobación

aplicando “agua jabonosa” sobre el grifo de la botella; si existe fuga se

localizara por muy pequeño que sea el escape. Si apretando el

mecanismo de la válvula no se consigue detener la fuga, se deberá

situar la botella en el exterior, indicando que esta fuera de servicio y

llamar al suministrador con urgencia.

10.3.4 PREVENCIONES EN LA UTILIZACIÓN EN MATERIALES Y EQUIPOS

Los sopletes deben proveerse de una válvula antirretroceso de llama, que

impida que la combustión avance desde el soplete por la manguera hasta la

botella de gas.

Material eléctrico

La utilización de equipos eléctricos, como los grupos de soldeo, esmeriladoras

y equipos de corte pueden ocasionar accidentes indirectos por combustión de

227

vapores inflamables, y también accidentes al personal operario por contactos

eléctricos directos o indirectos.

Para el soldeo por arco puede utilizarse tanto corriente alterna como continua.

Para ellos se emplean grupos de soldeo, que son esencialmente

transformadores con rectificadores que proporcionan una corriente con

tensiones entre 15 y 40 voltios y que suministran intensidades de hasta 600

Amperios.

Las principales medidas de seguridad son las siguientes:

Los cables deben tener la sección necesaria para soportar la gran

densidad de corriente utilizada, y también debe tenerse en cuenta la

distancia desde la maquina de soldeo al puesto de trabajo.

La fuente de alimentación de las máquinas de soldeo debe de estar

provista de interruptores diferenciales que protejan a los operarios de

los posibles contactos eléctricos indirectos.

Las carcasas de los grupos de soldeo deben estar conectadas a tierra

para evitar descargas a los operarios por una derivación del circuito de

alimentación.

10.3.5 PROTECCIÓN CONTRA HUMOS Y GASES

Se ha indicado que uno de los principales riesgos que afectan a los soldadores,

y a los demás de su entorno, son los que actúan sobre el sistema respiratorio

en forma de humos y gases.

La eliminación de estos riesgos exige que los humos no alcancen la zona

respiratoria, o, si lo hacen, que hayan sido previamente diluidos, se deben

tener las siguientes consideraciones:

228

Posición del soldador.

Utilización de la ventilación general.

Utilización de la extracción localizada.

Utilización de la impulsión localizada.

Posición del soldador

La tendencia natural del soldador es inclinarse sobre la pieza, en esta posición

el soldador respira el humo formado durante los soldeos. Sin embargo, si

adopta una postura en la que su cabeza no este directamente sobre el humo, la

cantidad de humos inhalados será mucho menor.

Ventilación general

Si varios soldadores realizan su trabajo en un taller cerrado, se producirá la

contaminación del aire que respira cualquier persona que se encuentre en

dicho taller. Para controlar este problema normalmente se instala un sistema de

ventilación general, con el que se extrae el aire suficiente para conseguir un

nivel de humos aceptable y se suministra aire para reemplazar el extraído.

Impulsión localizada

Consiste en la generación de corrientes de aire que desvíen o diluyan el humo

que existe alrededor del soldador. Para ello se puede insuflar aire comprimido

dirigido al punto de soldeo, sin afectarlo.

Extracción localizada

La extracción localizada efectúa la captación del contaminante por aspiración lo

más cerca posible de su punto de emisión, evitando así su difusión al ambiente

y eliminando por tanto la posibilidad de que sea inhalado.

Sistemas de protección personal

229

Mascarilla

Si no es posible retirar el humo de soldeo de la atmósfera antes de su llegada

al soldador, o en el caso de soldar materiales que produzcan humos muy

toxicas se pueden utilizar mascarillas como la representada en la figura 10.8

10.4 RIESGOS Y PREVENCIONES ASOCIADAS A LAS OPERACIONES

ACCESORIAS AL SOLDEO

Esmerilado

Dependiendo del trabajo se pueden utilizar esmeriladoras fijas o portátiles en la

tabla 10.3 se indican los riesgos y prevenciones asociadas a los trabajos de

esmerilado.

FIGURA 10.8: MASCARARILLA

230

Picado de escoria

En la tabla 10.4 se indican los riesgos y prevenciones asociadas al picado de

escoria.

.

TABLA 10.3: RIESGOS Y PRECAUCIONES ASOCIADAS AL ESMERILADO

231

TABLA 10.4: RIESGOS Y PREVENSIONES ASOCIADAS AL PICADO DE ESCORIA

232

CAPITULO XI

ESTRUCTURA DE COSTOS DE MATERIALES E INSUMOS

11.1 MATERIALES

ITEM DESCRIPCION UNIDAD PRECIO UNIT CANT SUBTOTAL

1 ACETILENO KG S./ 9.4605 110 1040.655

2 ALAMBRE TUBULAR E309LT1 Ø 1/16” ROLLO S/.1522.5 32 48720

3 ALAMBRE TUBULAR E71T-1 Ø 1/16" ROLLO S/. 300 64 19200

4 ALAMBRE TUBULAR TEROMATEC OA 690 Ø 5/32" ROLLO S/. 3206.25 7 22443.75

5 ANHIDRIDO CARBONICO KG S/. 40.41 310 12527.1

6 BARRA MAXWELL Ø 2 15/16"x 6M EA S/. 2947.5 2 5895

7 BARRAS DE CARBURO DE TUNGSTENO EA S/. 296.85 250 74212.5

8 CHAMFERCORD Ø 5/32 KG S/. 20 26 520

9 DISCOS DE CORTE DE 7"x 1/8"x 7/8" EA S/. 5.355 100 535.5

10 DISCOS DE DESBASTE DE 7"x 1/4"x 7/8" EA S/. 9.4605 229 2166.4545

11 ELECTRODO DE CARBON ARCAIR 3/8" VARILLA S/. 3.375 3560 12015

12 KIT DE CARBURO DE CROMO KIT S/. 66160.92 1 66160.92

13 MEZCLA 75%Ar/25%CO2 M3 S/. 32.13 162 5205.06

14 OXIGENO M3 S/. 21.063 132 2780.316

15 PLANCHA DE ACERO 400 BHN 3/4"x 96"x120" EA S/. 5697 3 17091

16 PLANCHA DE ACERO 500 BHN 1"x 96"x 120" EA S/. 7788 1 7788

17 PLANCHA DE ACERO ASTM 514 1 1/2"x 96"x120" EA S/. 12585 4 50340

18 PLANCHA DE ACERO ASTM 514 1 3/4"x 96"x120" EA S/.19968.9 1 19968.9

19 PLANCHA DE ACERO ASTM 514 1"x 96"x120" EA S/. 6795 4 27180

20 PLANCHA DE ACERO ASTM A-36 2"x1.2M x 2.4M EA S/. 6691.2 2 13382.4

21 PLANCHA DE ACERO ASTM A-36 4"x1.2M x 2.4M EA S/.13382.4 1 13382.4

S/.422554.96

233

11.2.1 MANO DE OBRA, EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Nº TRABAJAD.

: 13

Nº HERRAMIENTA CANT. P.U. V. UTIL TOT.MES TOT.DIA

1.01 MAQUINAS DE SOLTAR DIMENSION 652 2.00 S/. 12,772.50 60.00 S/. 425.75 S/. 16.97

1.02 ALIMENTADORES TUBULARES MILLER 4.00 S/. 6,940.38 60.00 S/. 462.69 S/. 18.45

1.03 MAQUINAS DE SOLTAR XMT304 CC/CV 3.00 S/. 9,100.00 60.00 S/. 455.00 S/. 18.14

1.04 AMOLADORAS 7" BOSH 2.00 S/. 972.56 6.00 S/. 324.19 S/. 12.92

1.05 MINIAMOLADORAS 4 1/2" 3.00 S/. 485.06 4.00 S/. 363.80 S/. 14.50

1.06 EQUIPO DE OXICORTE 4.00 S/. 812.50 24.00 S/. 135.42 S/. 5.40

1.07 COMPRESORA de pintar 1.00 S/. 650.00 12.00 S/. 54.17 S/. 2.16

1.08 PISTOLA PARA PINTAR 1.00 S/. 227.50 6.00 S/. 37.92 S/. 1.51

1.09 MANGÜERA DE AIRE 1.00 S/. 6.50 6.00 S/. 1.08 S/. 0.04

1.10 WINCHA 5m 10.00 S/. 16.25 6.00 S/. 27.08 S/. 1.08

1.11 CAJA DE HERRAMIENTAS 10.00 S/. 650.00 36.00 S/. 180.56 S/. 7.20

1.12 TALADRO PORTATIL 500W 1.00 S/. 162.50 12.00 S/. 13.54 S/. 0.54

1.13 CABLES DE EXTENSION 50.00 S/. 16.25 6.00 S/. 135.42 S/. 5.40

1.14 CONECTORES Y TOMAS 10.00 S/. 65.00 5.00 S/. 130.00 S/. 5.18

1.15 TECKLES 03 TON 1.00 S/. 650.00 12.00 S/. 54.17 S/. 2.16

1.16 TECKLES 05 TON 1.00 S/. 650.00 12.00 S/. 54.17 S/. 2.16

1.17 TECKLES TIRFOR 1.00 S/. 487.50 12.00 S/. 40.63 S/. 1.62

1.18 TORTUGAS DE CORTE 2.00 S/. 812.50 12.00 S/. 135.42 S/. 5.40

1.19 ANDAMIOS 5.00 S/. 812.50 36.00 S/. 112.85 S/. 4.50

1.20 CADENAS 1" X m 10.00 S/. 13.00 6.00 S/. 21.67 S/. 0.86

1.21 SOGAS 3/4" X m 0.00 S/. 6.50 6.00 S/. 0.00 S/. 0.00

1.22 TENAZA PORTAELECTRODO 3.00 S/. 142.90 6.00 S/. 71.45 S/. 2.85

1.23 GRAPA TIERRA 3.00 S/. 101.56 6.00 S/. 50.78 S/. 2.02

1.24 ANTORCHA ARCAIR MODELO K3000 2.00 S/. 953.88 12.00 S/. 158.98 S/. 6.34

1.25 ADITAMIENTO DE CORTE "VICTOR" 4.00 S/. 292.50 6.00 S/. 195.00 S/. 7.77

1.26 MANGO DE SOLDAR "VICTOR" 4.00 S/. 373.75 6.00 S/. 249.17 S/. 9.93

1.27 BOQUILLAS DE CALENTAMIENTO 4.00 S/. 113.75 5.00 S/. 91.00 S/. 3.63

1.28 ESCOBILLA DE ACERO INOXIDABLE 6.00 S/. 10.73 3.00 S/. 21.45 S/. 0.86

1.29 CINTAS DE SEÑALIZACION 1.00 S/. 48.75 3.00 S/. 16.25 S/. 0.65

1.30 RECTIFICADORA DE ALOJAMIENTOS 1.00 S/. 97,500.00 120.00 S/. 812.50 S/. 32.39

1.31 TANQUE ARENADOR 1.00 S/. 16,250.00 120.00 S/. 135.42 S/. 5.40

1.32 COMPRESORA IR-O250WJD 1.00 S/. 63,700.00 96.00 S/. 663.54 S/. 26.45

1.33 BAÑO QUIMICO PORTATIL 1.00 S/. 350.00 1.00 S/. 350.00 S/. 13.95

TOTAL HERRAMIENTAS S/. 5,981.03 238.45

TOTAL HERRAMIENTAS por hora 2.29

234

11.2.2 UNIFORMES E IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD

Nº

TRABAJAD. : 13

ITEM PRODUCTO CANT. P.U. V. UTIL TOT.MES TOT.DIA

1.01 CASCOS MSA 24.00 35.75 24.00 S/. 35.75 S/. 1.43

1.02 GUANTES DE MANIOBRA 40.00 9.75 3.00 S/. 130.00 S/. 5.18

1.03 GUANTES PARA SOLDAR EXSA 24.00 19.99 4.00 S/. 119.93 S/. 4.78

1.04 LENTES DE SEGURIDAD UVEX 30.00 24.38 3.00 S/. 243.75 S/. 9.72

1.05 KIT DE LIMPIEZA UVEX 1.00 56.88 4.00 S/. 14.22 S/. 0.57

1.06 TAPONES DE OIDOS 30.00 4.39 3.00 S/. 43.88 S/. 1.75

1.07 ZAPATOS DE SEGURIDAD 24.00 89.38 6.00 S/. 357.50 S/. 14.25

1.08 MAMELUCOS TELA DEMIN CON POLAR 20.00 48.75 6.00 S/. 162.50 S/. 6.48

1.09 CHALECOS EN TELA DRILL 24.00 32.50 6.00 S/. 130.00 S/. 5.18

1.10 RESPIRADOR MSA 200LS 12.00 43.88 6.00 S/. 87.75 S/. 3.50

1.11 MASCARILLA DESCARTABLE 40.00 3.25 1.00 S/. 130.00 S/. 5.18

1.12 MANDILES DE SOLDAR CROMO 6.00 15.28 4.00 S/. 22.91 S/. 0.91

1.13 CASACA Y PANTALON DE CUERO 12.00 117.00 12.00 S/. 117.00 S/. 4.66

1.14 CARETAS DE SOLDAR 16.00 48.75 6.00 S/. 130.00 S/. 5.18

1.15 CARETA FACIAL ESMERILAR 12.00 0.00 4.00 S/. 0.00 S/. 0.00

1.16 ARNES 8.00 0.00 12.00 S/. 0.00 S/. 0.00

1.17 LENTES PARA OXICORTE 10.00 15.93 4.00 S/. 39.81 S/. 1.59

1.18 EXTINTOR PQS ABCx 6KG 4.00 139.75 12.00 S/. 46.58 S/. 1.86

1.19 GORRO ARABE 12.00 27.63 8.00 S/. 41.44 S/. 1.65

TOTAL UNIFORMES E IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD S/. 1,853.01 73.87

TOTAL UNIFORMES E IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD por hora 0.71

235

11.2.3 OBRERO

Nº TRABAJAD. : 11

A.- DATOS GENERALES

PUESTOS SOLDADOR MECANICO AYUDANTE TOTAL MENSUAL

DATOS GENERALES

Nº DE TRABAJADORES AFILIADOS 8.00 1.00 2.00

Nº DE TRABAJADORES NO AFILIADOS - - -

Nº DE TRABAJADORES CON ASIGNACION FAMILIAR AFILIADO A AFP

8.00

1.00

2.00

Nº DE TRABAJADORES CON ASIGNACION FAMILIAR NO

AFILIADO A AFP - - -

Nº DE TRABAJADORES CON INCREMENTO DE SNP - - -

Nº DE MESES DE REEMPLAZO - - -

TRABAJADOR DE REEMPLAZO CON ASIGNACION FAMILIAR - - -

JORNAL DIARIO 60.00 50.00 35.00

SUELDO MENSUAL

BONIFICACION AFP DIARIA (10.23%)

BONIFICACION AFP DIARIA (3%)

BONIFICACION ESPECIAL DIARIA

BONIFICACION NOCTURNA

BONIFICACION DIARIA

Nº DE TRABAJADORES CON BONIFICACION DIARIA Nº DE TRABAJADORES CON BONIFICACION POR CONDICION

DE TRABAJO

BONIFICACION POR CONDICION DE TRABAJO

INCREMENTO DE 3.3% - NUMERO DE HORAS EXTRAS NORMALES PERMANENTES

ANUALES

9,632

1,204

2,408

NUMERO DE HORAS EXTRAS FERIADOS Y DESCANSOS PERMANENTES ANUALES

1,152

144

288

NUMERO DE DIAS AL AÑO 365.00 365.00 365.00

NUMERO DE FERIADOS AÑO 12.00 12.00 12.00

NUMERO DE DESCANSOS AÑO 52.00 52.00 52.00

NUMERO DE DIAS DE VACACIONES 30.00 30.00 31.00

NUMERO DE DIAS UTILES 301.00 301.00 301.00

NUMERO DE DIAS UTILES PROMEDIO/MES 25.08 25.08 25.08

NUMERO DE DIAS SERVICIO 301.00 301.00 301.00

NUMERO DE MESES AL AÑO 12.00 12.00 12.00

NUMERO DE MESES DE VACACIONES 1.00 1.00 1.00

RMV 550.00 550.00 550.00

ASIGNACION FAMILIAR: % 10.00% 10.00% 10.00%

LEYES SOCIALES TOTAL PORCENTAJE 13.90% 13.90% 13.90%

ESSALUD SEGURO SOCIAL DEL PERU % 9.00% 9.00% 9.00%

SEGURO COMPLEMENTARIO TRABAJO ALTO RIESGO-SALUD % 2.00% 2.00% 2.00% SEGURO COMPLEMENTARIO TRABAJO DE RIESGO -

PRESTACIONES 2.90% 2.90% 2.90%

IES

TASA POR HORAS EXTRAS NORMALES 25.00% 25.00% 25.00%

TASA POR HORAS EXTRAS FERIADOS 100.00% 100.00% 100.00%

TASA DE TRABAJO EN HORARIO NOCTURNO 30.00% 30.00% 30.00%

GASTOS GENERALES Y UTILIDAD 17.00% 17.00% 17.00%

B.- CALCULOS ANUALES SOLDADOR MECANICO AYUDANTE

II.2.1. REMUNERACIONES TOTAL MENSUAL

SALOBR = ((Bás+BAFP)x(DiasAño)x(N°

236

TAFP)+((Bás)x(DiasAño)x(N° TNOAFP) 160,800.00 16,750.00 23,380.00

+ ISNPx(DiasAño)xNTSNP

REEMPLAZO - - -

ASIG.FAM.OBR = (10%xRMV)x(12Mes)xNºTASF 4,048.00 506.00 1,012.00

ASIG.FAM.REEMPLAZO - - -

TOTAL REMUNERACIONES 164,848.00 17,256.00 24,392.00 17,208.00

II.2.2. PROVISIONES SOLDADOR MECANICO AYUDANTE TOTAL MENSUAL

VACOBRTRUNCAS =

30x(RemDia+BonAFP)xNºTAFP+30x(RemDia)xNºTNOAFP+30x(ISNP)

XNºTSNP

14,768.00

1,546.00

2,262.00

VACREEMTRUNCAS - - -

GRATOBR = 60x(Bás+BonAFP)xNºTAFP+60x(Bás+Bonif.3,3%)xNºTNOAFP

29,536.00

3,092.00

4,524.00

CTSOBR= 1/12X(RemAnual+3%BonAFP)*NºTAFP+1/12X(RemAnual)*NºTNOAF

P+1/12xISNPxNºTSNP

14,768.00

1,546.00

2,262.00

CTSREEM - - -

CTS (GRAT)OBR = (1/12)x(Gratificación) 2,461.33 257.67 377.00

TOTAL PROVISIONES 61,533.33 6,441.67 9,425.00 6,450.00

II.2.3. CONTRIBUCIONES SOLDADOR MECANICO AYUDANTE TOTAL MENSUAL

ESSALUD % Total Rem

(SALOBR+ASIG.FAM.OBR)x%ESSALUD

14,836.32

1,553.04

2,195.28 ESSALUD % Total RemRemp

(SALREMP+ASIG.FAM.REMP)x%ESSALUD - - -

IES % Total Rem (SALOBR+ASIG.FAM.OBR)x%IES - - -

IES % Total RemRemp (SALREM+ASIG.FAM.REMP)x%IES - - -

SCTRPRESTACIONES% Total Rem

(SALOBR+ASIG.FAM.OBR)x%SCTRPRESTACIONES

4,780.59

500.42

707.37 SCTRPRESTACIONES% Total Remp

(SALREMP+ASIG.FAM.REMP)x%SCTRPRESTACIONES - - -

SCTRSALUD% Total Rem (SALOBR+ASIG.FAM.OBR)x%SCTRSALUD

3,296.96

345.12

487.84

SCTRSALUD% Total Remp

(SALREMP+ASIG.FAM.REMP)x%SCTRSALUD - - -

TOTAL DE CONTRIBUCIONES 22,913.87 2,398.58 3,390.49 2,391.91

II.2.4. CONTRIBUCIONES SOBRE PROVISIONES SOLDADOR MECANICO AYUDANTE TOTAL MENSUAL

VACOBRTRUNCAS =

%(IES+ESSALUD+SCTR.)*VACACIONES

2,052.75

214.89

314.42

VACREEMTRUNCAS = %(IES+ESSALUD+SCTR)*VACACIONES

- - -

GRATOBR = %(ESSALUD+SCTR)*GRATIFICACIONES 4,105.50 429.79 628.84

TOTAL DE CONTRIBUCIONES 6,158.25 644.68 943.26 645.52

TOTAL ANUAL 255,453.45 26,740.93 38,150.75 26,695.43

HORAS EXTRAS 169,378.56 17,729.76 25,155.92 17,688.69

TOTAL ANUAL 424,832.01 44,470.69 63,306.67 44,384.11

COSTOS PROMEDIOS UNITARIOS SOLDADOR MECANICO AYUDANTE

COSTO DIA SERVICIO 848.70 88.80 126.70

COSTO HORA NORMAL 13.26 11.10 7.92

COSTO PROMEDIO HORA SOBRETIEMPO AL 25% 14.76 12.36 8.77

COSTO PROMEDIO HORA SOBRETIEMPO AL 100% 23.62 19.78 14.02

237

11.2.4 EMPLEADO

SOLICITUD DEL OPERADOR SUPERVISOR TOTAL MENSUAL

Número de Trabajadores Solicitados 1.00

Número de Trabajadores en estructura 1.00

Meses de Reemplazo

A.- DATOS GENERALES

PUESTOS SUPERVISOR TOTAL MENSUAL

DATOS GENERALES

Nº DE TRABAJADORES AFILIADOS 2.0

Nº DE TRABAJADORES NO AFILIADOS

Nº DE TRABAJADORES CON ASIGNACION FAMILIAR AFILIADO

A AFP 2.0 Nº DE TRABAJADORES CON ASIGNACION FAMILIAR NO

AFILIADO A AFP

Nº DE TRABAJADORES CON INCREMENTO DE SNP

Nº DE MESES DE REEMPLAZO -

TRABAJADOR DE REEMPLAZO CON ASIGNACION FAMILIAR

JORNAL DIARIO

SUELDO MENSUAL 2,750.00

BONIFICACION ESPECIAL POR CONDICION DE TRABAJO MENSUAL

Nº DE TRABAJADORES CON BONIFICACION POR CONDICION DE

TRABAJO

BONIFICACION AFP DIARIA (10.23%) -

BONIFICACION AFP DIARIA (3%) -

INCREMENTO DE 3.3% -

NUMERO DE HORAS EXTRAS NORMALES PERMANENTES

ANUALES 2,408 NUMERO DE HORAS EXTRAS FERIADOS Y DESCANSOS

PERMANENTES ANUALES -

NUMERO DE DIAS AL AÑO 365.00

NUMERO DE DIAS DE VACACIONES

NUMERO DE DIAS UTILES 301.00

NUMERO DE DIAS UTILES PROMEDIO/MES 25.08

NUMERO DE MESES AL AÑO 12.00

NUMERO DE MESES DE VACACIONES 1.00

RMV 460.00

ASIGNACION FAMILIAR: % 10.00%

LEYES SOCIALES TOTAL PORCENTAJE 13.90%

ESSALUD SEGURO SOCIAL DEL PERU % 9.00%

SEGURO COMPLEMENTARIO TRABAJO DE RIESGO-SALUD 2.00%

SEGURO COMPLEMENTARIO DE TRABAJO DE RIESGO-PRESTACIONES 2.90%

IES

TASA POR HORAS EXTRAS NORMALES 25.00%

TASA POR HORAS EXTRAS FERIADOS 100.00%

TASA DE TRABAJO EN HORARIO NOCTURNO 30.00%

GASTOS GENERALES Y UTILIDAD 17.00%

238

B.- CALCULOS ANUALES

II.1.1. REMUNERACIONES SUPERVISOR TOTAL MENSUAL

SUEEMP = ((Bás+BAFP)x(N° TAFP)x(12Mes-1MesVac)+((Bás)x(N°

TNOAFP(12Mes-1MesVac) 60,500.00

SUEREMP= ((Bás)x(1MesVac)xNºMesRemp -

ASIG.FAM.EMP = (10%xRMV)xNºTASFx(12Mes-1MesVac) 1,012.00

ASIG.FAM.REMP = (10%xRMV)xNºTASFx(1MesVac)xNºMesRemp -

TOTAL REMUNERACIONES 61,512.00 5,126.00

II.1.2. PROVISIONES SUPERVISOR TOTAL MENSUAL

VACEMP = (RemMes+BonAFP)xNºTAFP+(RemMes)NºTNOAFP 5,592.00

VACREMP = ((RemMes)xNºMesRemp)/12 -

GRATEMP = 2x(Bás+BonAFP)xNºTAFP+2XBásxNºTNOAFP 11,184.00

GRATIFICREEMP = NO APLICABLE

CTSEMP= 1/12X(RemAnual+3%BonAFP)*NºTAFP+1/12X(RemAnual)*NºTNOAFP 5,592.00

CTSREMP= 1/12X(RemTotal)XNºMesRemp

CTS (GRAT)EMP = (1/12)x(Gratificacion) 932.00

CTS (GRAT)REMP =NO APLICABLE

TOTAL PROVISIONES 23,300.00 1,941.67

II.1.3. CONTRIBUCIONES SUPERVISOR TOTAL MENSUAL

ESSALUD % Total Rem (SUEEMP+ASIG.FAM.EMP)x%ESSALUD 5,536.08

ESSALUD % Total RemRemp (SUEREMP+ASIG.FAM.REMP)x%ESSALUD -

SCTR SALUD % Total Rem

(SUEEMP+ASIG.FAM.EMP)x%SCRTSALUD 1,230.24 SCTR SALUD % Total RemRemp

(SUEREMP+ASIG.FAM.REMP)x%SCTRSALUD -

SCTR PRESTACIONES% Total Rem (SUEEMP+ASIG.FAM.EMP)x%SCRTPRESTACIONES 1,783.85

SCTRPRESTACIONES % Total RemRemp

(SUEREMP+ASIG.FAM.REMP)x%SCTRPRESTACIONES -

IES % Total Rem (SUEEMP+ASIG.FAM.EMP)x%IES -

IES % Total RemRemp (SUEREMP+ASIG.FAM.REMP)x%IES -

TOTAL DE CONTRIBUCIONES 8,550.17 712.51

II.1.4. CONTRIBUCIONES SOBRE PROVISIONES SUPERVISOR TOTAL MENSUAL

VACEMP = %(IES+ESSALUD+SCTR)*VACACIONES 777.29

VACREMP = %(IES+ESSALUD+SCTR)*VACACIONES -

GRATEMP = %(ESSALUD+SCTR)*GRATIFICACIONES 1,554.58

GRATREMP = NO APLICABLE

TOTAL DE CONTRIBUCIONES 2,331.86 194.32

TOTAL ANUAL(Incluido meses de reemplazo) 95,694.03 7,974.50

TOTAL COSTO HORAS EXTRAS 52,951.92 4,412.66

TOTALANUAL CON SCTR GENERAL 95,694.03 12,387.16

COSTOS PROMEDIOS UNITARIOS SUPERVISOR

COSTO PROMEDIO MENSUAL 7,974.50

COSTO HORA SERVICIO SUPERVISION 32.77

COSTO HORA EXTRA NORMAL AL 25% 21.99

COSTO HORA EXTRA FERIADOS O DESCANSO AL 100% 35.19

LEYENDA: SUE VACACIONES

EMP GRATIFICACIONES

REMP :

TRABAJ. CON ASIG.

FAM.

BAFP:

TRABAJ. AFILIADO AFP

TRABAJ.NO

AFILIADO AFP

239

11.2.5 VEHICULOS

A.- DATOS DE EQUIPO / VEHICULOS

VALOR DE RESCATE 22%

VALOR DEL VEHICULO $ 50,000.00

VIDA UTIL AÑOS 5

C.O.K. ANUAL SOBRE EL 70% DE LA INVERSION 17.18%

COSTO DE COMBUSTIBLE GALON (S/.) 9.75

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 3,500 145.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 14,500 30.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 20,000 145.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 30,000 80.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 40,000 910.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 50,000 1,480.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 60,000 470.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 80,000 50.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 100,000 120.00

COSTO S/. MANTENIMIENTO A LOS Km. 240,000 2,915.00

KM. RECORRIDO PROMEDIO MENSUAL PARA EL

SERVICIO 1,500

CAMBIO DEL DOLAR 3.30

NUMERO DE UNIDADES 1

INTERES ANUAL $ SOBRE EL 30% DE INVERSION 15.00%

RENDIMIENTO COMBUSTIBLE ( KM / GALON ) 30

B.- CALCULOS DE EQUIPO

I.1 COSTOS FIJOS

I.1.1 Costo de Recuperación de Capital 3,666.14 T.C.$*(1+I.An.)*(@PMT(V.Veh.,COK/12,V.Ut.*12)*(1-

25%)+V.Veh.*25%*COK/12) % DE USO

TOTAL COSTOS FIJOS 100% 3,666.14

I.2 COSTOS VARIABLES

I.2.1 COMBUSTIBLE 487.50

Costo * Km Rec. * N° Unid. / Rend.Comb.

I.2.2 MANT. A LOS 3,500 KM. 62.14

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.3 MANT. A LOS 14,500 KM. 3.10

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.4 MANT. A LOS 20,000 KM. 10.88

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.5 MANT. A LOS 30,000 KM. 4.00

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.6 MANT. A LOS 40,000 KM. 34.13

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.7 MANT. A LOS 50,000 KM. 44.40

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.8 MANT. A LOS 60,000 KM. 11.75

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.9 MANT. A LOS 80,000 KM. 0.94

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.10 MANT. A LOS 100,000 KM. 1.80

240

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

I.2.11 MANT. A LOS 240,000 KM. 18.22

Costo * Km Rec * N° Unid. / Rend.Km.

TOTAL COSTOS VARIABLES 678.85

TOTAL VEHICULOS Y EQUIPO SIN UTILIDAD 4,344.99

TOTAL VEHICULOS Y EQUIPO CON UTILIDAD 17% 4,460.40

TOTAL VEHICULOS Y EQUIPO CON UTILIDAD

SOBRETASA 50% 4,460.40

C.- MANTENIMIENTOS P. UNITARIO

CADA 3,500 Km.

Aceite (5/4) 60.00

Lavado y engrase 40.00

Filtro de aceite 20.00

Pre-filtro de petroleo

Filtro de petroleo 25.00

SUB-TOTAL 145.00

CADA 14,500 Km.

Reparación caja alineamiento y dirección 30.00

BUJIAS (4)

PLATINO, COND.Y BOBINA

SUB-TOTAL 30.00

CADA 20,000 Km.

145.00

SUB-TOTAL 145.00

CADA 30,000 Km.

Calibración válvulas 30.00

Calibración toveras 40.00

Calibración inyectores

Liquido protec. radiadores 10.00

SUB-TOTAL 80.00

CADA 40,000 Km.

4 LLANTAS c/u........ 910.00

SUB-TOTAL 910.00

CADA 50,000 Km.

FILTRO PURIFICADOR 35.00

BATERIA 140.00

AMORTIGUADORES (4) 240.00

FILTRO COMBUSTIBLE 25.00

LIQ.PROTECTOR RADIADOR 10.00

GRASA DE COJINETES 10.00

LIQ.HIDRA.BOMB.DIRECCIO 10.00

BOBINA Y RELAY

ACEITE PARA DIFERENCIAL 60.00

CRUZETAS 120.00

COJINETES 120.00

RETENES 60.00

CAJA DIRECCION

MANO DE OBRA 120.00

JEBES P/AMORTIGUADORES

PASTILLAS FRENO 50.00

ROTULAS DE SUSPENSION 100.00

ACEITE DE CAJA Y CORONA 40.00

241

JG.DE FAJAS DEL.Y TRAS. 40.00

CORREA DIS/CRUCETA 180.00

MANO DE OBRA 120.00

SUB-TOTAL 1,480.00

CADA 60,000 Km.

Cambio Inyectores 350.00

Cambio bomba de agua 120.00

SUB-TOTAL 470.00

CADA 80,000 Km.

Cambio gomas freno delantero 50.00

SUB-TOTAL 50.00

CADA 100,000 Km.

Cadenas+templador 120.00

SUB-TOTAL 120.00

CADA 240,000 Km.

EMPAQUETADURAS 120.00

ANILLOS 300.00

METALES DE BIELA 75.00

METALES DE BANCADA 90.00

METALES DE EJE DE LEVAS 45.00

BOMBA DE ACEITE 200.00

CADENA DE SINCRONIZACION 120.00

VALVULA DE ESCAPE (4) 90.00

VALVULAS DE ADMISION (4) 100.00

PISTONES 280.00

KIT DE CARBURADOR/INYECTORES

JUEGO DE DISTRIBUCION 350.00

KIT DE EMPAQUES (CAJA) 40.00

INYECTORES

KIT DE EMPAQUES (CORONA) 20.00

MANO DE OBRA 600.00

BOMBA GASOLINA

BOMBA DE AGUA 120.00

RETEN BOCAMAZA 15.00

CABLES DE BUJIAS

DISCOS DE FRENOS 300.00

MANGUERAS DE RADIADOR 50.00

#¡REF!

#¡REF!

SUB-TOTAL 2,915.00

11.2.6 ALIMENTACIÓN

Nº TRABAJAD. : 13

Nº CONCEPTO CANT.

P.U.

/día

Nº de

dias TOTAL

1 Alimentación 13.00 22.00 45.00 12870.00

242

11.2.7 RESUMEN

Nº EMPLEADOS:

2.00

Nº TRABAJAD. :

11.00

CUADRO RESUMEN DEL PRESUPUESTO

DESCRIPCION

ACTUAL

I.- EQUIPO/VEHICULOS

I.1.- COSTOS FIJOS

I.1.1. Costo de Recup. Capital 3,666.10

TOTAL COSTOS FIJOS 3,666.10

I.2.- COSTOS VARIABLES

I.2.1. Combustibles 487.50

I.2.2. LLantas 34.10

I.2.3. Reparacion y Repuestos 127.90

TOTAL COSTOS VARIABLES 649.50

I.3.- SEGUROS 150.00

TOTAL EQUIPO Y ACTIVOS FIJOS 4,465.60

II.- PLANILLA

II.1. EMPLEADOS

II.1.1. Remuneraciones 5,126.00

II.1.2. Horas Extras 4,412.70

II.1.3 Provisiones 1,941.70

II.1.4 Contribuciones Sociales 712.50

II.1.5 Contribuciones Soc. sobre Provis. 194.30

TOTAL SUPERVISOR 12,387.20

TOTAL SUPERVISOR X % DE USO 12,387.20

II.2.- OBRERO

II.2.1. Remuneraciones 17,208.00

II.2.2. Horas Extras 17,688.70

II.2.3 Provisiones 6,450.00

II.2.4 Contribuciones Sociales 2,391.90

II.2.5 Contribuciones Soc. sobre Provis. 645.50

TOTAL OBRERO 44,384.10

TOTAL PLANILLA 56,771.30

III.- UNIFORM. E IMPL. DE SEGUR.

III.1.- UNIFORMES E IMPL. DE SEGURIDAD

III.1.1. Supervisores 264.70

III.1.2. Obreros 1,588.30

TOTAL IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD 1,853.00

IV.- INSUMOS

IV.1.- REFRIGERIOS 7,436.00

IV.4.- TRANSPORTE 260.00

IV.5.- COMUNICACIONES 350.00

IV.6.- MATERIALES DE MANTENIMIENTO 1.00

TOTAL INSUMOS 8,047.00

V.- HERRAMIENTAS

V.1.- HERRAMIENTAS 5,981.00

TOTAL HERRAMIENTAS 5,981.00

VI.- GAST. ADM. FIN. Y UTILIDAD 6,169.40

% GAST. ADM. FIN. Y UTIL. (I.2,I.3-II-III-IV.1-V) 8.00%

TOTAL REDONDEADO MENSUAL S/. 83,287.30

Nº DE DIAS PARA LA OBRA 45

TOTAL GENRAL DE LA OBRA S/. 124,930.95

OFERTA ECONOMICA S/. 124,930.95 + IGV

243

CONCLUSIONES

1.- Del estudio de todas las diferentes variables que intervienen en la

reparación se determina que se pueden reducir los tiempos de mantenimiento

y evitar paradas no previstas de la pala.

2.- Establecer un sistema de reparación único para cucharones de pala P&H

4100 el cual se ejecutara de la misma forma independientemente de la

empresa contratista que la ejecute

3.- Se obtiene un equilibrio entre el mayor rendimiento del revestimiento

antidesgaste y la menor cantidad de peso adicionado al cucharón eligiendo

adecuadamente espesores y durezas de materiales para no sobrecargar y

exigir lo menos posible a los motores de la pala.

4.- Se ha determinado que en las reparaciones no solo deben considerarse las

especificaciones y normas, sino también las condiciones de trabajo, escoger la

soldadura con propiedades superiores, en vista de la posible contaminación y

dificultades imprevistas que pueden surgir durante el soldeo.

5.- El mantenimiento es un factor crítico, es obtener la máxima eficiencia del

equipo para mantener equipos con alta eficiencia es tratar de lograr la máxima

disponibilidad mediante un programa de mantenimiento preventivo con

inspecciones periódicas, pruebas, ajustes y reparaciones “antes de la falla”

(cambio de componentes de bajo costo).

244

BIBLIOGRAFIA

1. LIBROS

Manual del soldador, German Hernández Riesco 2004

Introducción a la METALURGIA DE SOLDADURA, Carlos Fosca 2006

Curso CODIGO ASME, SECCION IX – SOLDADURA: DESARROLLO Y

CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS Y SOLDADORES 2008

MANTENIMIENTO DE CUCHARONES PARA PALAS ESCO 2004

MANUAL DE TALLER MODELO 4100ª Boletín Nº 4100ª-2-SM-(SP) 1995

MS – 440 – A Maintenance Welding Harnischfeger Institute 1996

Curso GESTION DE EQUIPO PESADO TECSUP 2008

Manual de Soldadura Para Mantenimiento Sager 2008

Manual de Soldadura Oerlikon Exsa S.A. 2008

2. NORMAS

AWS D1.1/D1.1M:2002 Structural Welding Code Steel

AWS Z49.1-94 Safety in Welding, Cutting and Allied Processes

AWS 14.3 – 94 Specification for Welding Earthmoving and Construction

Equipment

245

ANEXOS

246

APENDICE A

NUMERO DE PASES DE ACUERDO AL ESPESOR DE LA

PLANCHA PARA ALAMBRE TUBULAR

247

248

249

250

251

252

APENDICE B

TABLA DE CONVERSION DE DUREZAS

253

DUREZA

254

TABLA COMPARATIVA DE DUREZA

BRINELL VICKERS ROCKWELL RESISTENCIA A LA

TRACCION POR x 1000 PSI

BRINELL VICKERS ROCKWELL RESISTENCIA A LA

TRACCION POR x 1000 PSI

C B C B

898 440 223 223 20 97 110

857 420 217 217 18 96 107

817 401 212 212 17 96 104

780 1150 70 384 207 207 16 95 101

745 1050 68 368 202 202 15 94 99

712 960 66 352 197 197 13 93 97

682 885 64 337 192 192 12 92 95

653 820 62 324 187 187 10 91 93

627 765 60 311 183 183 9 90 91

601 717 58 298 179 179 8 89 89

578 675 57 287 174 174 7 88 87

555 633 55 120 276 170 170 6 87 85

534 598 53 119 266 166 166 4 86 83

514 567 52 119 256 163 163 3 85 82

495 540 50 117 247 159 159 2 84 80

477 515 49 117 238 156 156 1 83 78

461 494 47 116 229 153 153 82 76

444 472 46 115 220 149 149 81 75

429 454 45 115 212 146 146 80 74

415 437 44 114 204 143 143 79 72

401 420 42 113 195 140 140 78 71

388 404 41 112 189 137 137 77 70

375 389 40 112 182 134 134 76 68

363 375 38 110 176 131 131 74 66

352 363 37 110 170 128 128 73 65

341 350 36 109 165 126 126 72 64

331 339 35 109 160 124 124 71 63

321 327 34 108 155 121 121 70 62

311 316 33 108 150 118 118 69 61

302 305 32 107 146 116 116 68 60

293 295 31 106 142 114 114 67 59

285 287 30 105 138 112 112 66 58

277 279 29 104 134 109 109 65 56

269 270 28 104 131 107 107 64 56

262 263 26 103 128 105 105 62 54

255 255 25 102 125 103 103 61 53

248 248 24 102 122 101 101 60 52

241 241 23 100 119 99 99 59 51

235 235 22 99 116 97 97 57 50

229 229 21 98 113 95 95 56 49

255

APENDICE C

TABLAS DE PRECALENTAMIENTO DE LOS METALES

256

257

258

APENDICE D

PESO DE METAL DEPOSITADO

259

260

261

APENDICE E

REPARACIONES DE SOLDADURA

262

METODOS DE REPARACION DE SOLDADURA DE FILETE Y

FISURAS PASANTES A TRAVÉS DEL ESPESOR DE LA

PLANCHA

KJ

METODOS DE REPARACION DE SOLDADURA DE FILETE Y

FISURAS PASANTES A TRAVÉS DEL ESPESOR DE LA

PLANCHA

FIGURA 11.1 INSPECCIÓN

FIGURA 11.2 ESMERILADO O ACANALADO CON ARCO AIRE

263

METODOS DE REPARACION DE SOLDADURA DE FILETE Y

FISURAS PASANTES A TRAVÉS DEL ESPESOR DE LA

PLANCHA

FIGURA 11.3 AREA DE SOLDADURA REPARADA

FIGURA 11.4 FISURAS PASANTES A TRAVES DEL ESPESOR DE LA PLANCHA

264

METODOS DE REPARACION DE SOLDADURA DE FILETE Y

FISURAS PASANTES A TRAVÉS DEL ESPESOR DE LA

PLANCHA

FIGURA 11.5 ACANALADO DE PLANCHA

FIGURA 11.6 PLANCHA REPARADA POR SOLDADURA

265

METODOS DE REPARACION DE SOLDADURA DE FILETE Y

FISURAS PASANTES A TRAVÉS DEL ESPESOR DE LA

PLANCHA

FIGURA 11.7 ACANALADO DEL SEGUNDO LADO

FIGURA 11.8 REPARACIÓN DE SOLDADUR DEL SEGUNDO LADO