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Proyecto Revisión de Torque Tornillería Estructura Recinto de Prueba de Motores

Aeropuerto El Dorado OPAIN Bogotá

CIE DE COLOMBIA LTDA. Tv. 21 No.100-20 Of. 703 Bogotá D.C.

PBX: (571)7438310 E-mail: [email protected]

Web: www.ciedecolombia.com

mailto:[email protected]

http://www.ciedecolombia.com/

HISTORIA DE LA INSTALACION El ministerio de Ambiente a través de la resolución 627 de 2006 creo una regulación sobre ruidos para operación nocturnas y aéreas, exigiendo niveles por debajo de 90 DB. OPAIN como administrador del Aeropuerto El DORADO, buscando minimizar el impacto acústico de las pruebas de motores sobre las comunidades de Funza, Fontibón y Engativá, comienza el desarrollo del proyecto del recinto , encargando del diseño y montaje a Blast Deflectors Inc (BDI). BDI realiza análisis de área y estudios de Viento con el fin de definir la mejor orientación para asegurar usabilidad y mejor desempeño acústico.

UBICACIÓN FINAL: Cerca al final de la Pista 13R Tiempo de Construcción 4 meses. Entrega Final en Mayo de 2011 Costo: 7 Millones de Dólares RESPONSABLE BDI: Don Cipriano, Jefe de Proyectos DIRECTOR DE OPAIN: Juan Pulido

PARTES DE LA INSTALACION

CARACTERISTICAS: -Cerramiento en forma de C -Dos paredes laterales de más de 105 mts de longitud y una pared posterior de 95 mts -Altura de 14.8 mts. MODULOS DE INSONORIZACION: 1.427 módulos de 3.75 x 0.9 mts , peso promedio de 80 kgs Cajas en lámina galvanizada punzonada, dos almohadillas de insonorización en fieltro conteniendo igual volumen en lana de vidrio y cubierta de fijación para las cajas y las almohadillas.


Cabina de Observación

Display de Viento

Ventilas entrada de aire

Paneles Acústicos

Deflector Ondas Jet


Cabina de Observación Display de Viento

Ventilas entrada de aire

Paneles Acústicos

Deflector Ondas Jet


Paneles Acústicos


Estructura Portante de 3 paredes > No cuenta con Revestimiento o Cubiertas por la parte exterior

GRE con Revestimiento o Cubierta Exterior


Operación Nocturna Con Luces

GREs son diseñados para minimizar el impacto acústico en las pruebas en tierra de motores, sobre todo en las pruebas nocturnas

HISTORIA DE LA CONSTRUCCION

Tiempo de Construcción 4 meses. Entrega Final en Mayo de 2011 FABRICACION LOCAL: ECTRICOL Todos los elementos son Prefabricados para eliminar cualquier corte de material o soldadura en Campo

CONSTRUCCION DE LA ESTRUCTURA

SISTEMA GROUND RUN-UP ENCLOSURE (GRE)

El sistema es una solución para atenuación de Ruido desarrollado por la empresa BDI ( Blast Deflector Inc). La estructura logro la reducción del ruido en 15 decibeles.

GRE con Tecnología STABILE-FLOW

Tecnología Antigua

■ Difusores tipo pantalla o deflectores de pared recta aumentan significativamente la presión detrás de la aeronave , aumentando la recirculación de los gases de escape. ■ Superficies Superiores planas y esquinas cuadradas impiden rendimiento por la creación de turbulencia que conduce a una condición peligroso de uso de los motores. ■ Paredes completamente solidas crean turbulencias del lado del viento. ■ Paneles estándar con un NRC (Noise Reduction coefficient) menor a 0,85) . ■ Construcción apilada de paneles de aluminio ligero que hace complicado el remplazo de los paneles dañados.

Tecnología STABILE-FLOW ■ Un deflector sólido curvado de ondas de choque mantiene la energía de la onda y la gira hacia arriba , disminuyendo el peligro de recirculación. ■ Los Techos rolados y los labios achaflanados en la entrada de las paredes laterales reducen los riesgos de turbulencia en las condiciones de viento lateral , lo que permite un flujo estable de aire a la entrada del motor . ■ Las paredes laterales con ventila reducen significativamente la turbulencia y permiten mayores volúmenes de aire pasen a través la pared a la entrada del motor. ■ Los paneles Noiseblotter ™ proporcionan un NRC de 1.25 , reduciendo significativamente el ruido reflejado. ■ Paneles atornillados Individualmente, de acero galvanizado de alta resistencia, aseguran la integridad del panel y permiten remplazo individual si se requiere.

GRE con Tecnología STABILE-FLOW

• Los paneles Noiseblotter ™ son diseñados específicamente para controlar el ruido del avión.

• Tienen una perdida de trasmisión (STC) de 36 y tienen una absorción del ruido de baja frecuencia.

• Proporcionan un NRC de 1.25 , y mantienen un coeficiente de 1 aun a 100 Hz.

• Usan materiales No-Higroscopicos y materiales acústicamente trasparentes que aseguran una larga vida, libre de mantenimiento.

Paneles Noise blotter

Su Objeto de identificar, reducir y de ser posible eliminar los peligros potenciales que puedan causar las partículas sueltas en el área operativa de aeronaves y cualquier tipo de daño a aeronaves por objetos extraños. BASE DE TRABAJO:

PROGRAMA DE PREVENCION FOD AEROPUERTO EL DORADO

OPAIN SA – GSO-PG-002 – NOVIEMBRE 2013

PROTOCOLOS FOD (Foreign object debris )

El FOD como tal, se identifica como un peligro, por lo tanto es una condición

potencial o el daño que se causa por lesionar graves a los equipos, personas que prestan servicio al interior del aeropuerto. La presencia de FOD en el entorno del aeropuerto, barro, tierra, arena, greda suelta, escombros, objetos extraños, depósitos de caucho, y otras contaminantes deben ser removidos con prontitud y de la manera más completa posible.

HALLAZGOS A LA REVISION INICIAL DE LA ESTRUCTURA

Los días Marzo 12 y Julio 15 de 2015 se realizaron visitas al recinto para revisar las condiciones de trabajo para el reapriete y cambio de tornillería.

HALLAZGOS A LA REVISION INICIAL DE LA ESTRUCTURA

Los componentes estructurales (vigas y columnas) están en buen estado, estos se ubicaron en su estado original galvanizado, no se aplico ningún tipo de recubrimiento o pintura sobre los mismos.

DETALLES DE LA TORNILLERIA

No se confirmaron los niveles superiores. Es posible que en estos los tornillos sean de 5/8”. Para el conteo se asumió ¾” en todos los niveles.

Tornillos de Diámetro ¾” en las bases y en los nudos inferiores



Tornillos de Diámetro 1/2” en las uniones de vigas y refuerzos en diagonal



Tornillos de Diámetro 3/8” uniendo paneles y la estructura

Tornillos de Diámetro ¼” cerrando los paneles (16)

SOLICITUD INICIAL DE OPAIN

N° ÍTEMS UNIDAD

DE MEDIDA

CANTIDAD

1

Revisión, Torque y Cambio de tornillería de diámetro ¾”, 5/8”, ½” y 3/8”, de acuerdo a la norma ASTM A325 para la estructura metálica del Recinto de Prueba de Motores del Aeropuerto

Internacional Eldorado de Bogotá. Aproximadamente 60.000 tornillos. GLOBAL 1

2 Cambio y suministro de tornillos afectada en el proceso de torque u Oxidación. Tipo de tornillo

ASTM A-325 Ø 3/4" X 2" UNIDAD 5000


ASTM A-325 Ø 5/8" X 2" UNIDAD 5000


ASTM A-325 Ø 1/2" X 2" UNIDAD 5000


ASTM A-325 Ø 3/8" X 2" UNIDAD 3000

6 Arandela de 3/4" UNIDAD 5000




CONTEO PRELIMINAR TORNILLOS

Diámetro 1/4"; 48.192; 65%

Diámetro 3/8"; 18.422; 25%

Diámetro 1/2"; 2.122; 3%

Diámetro 3/4"; 5.070; 7%

Diametro 1/4" Diametro 3/8" Diametro 1/2" Diametro 3/4"

CONTEO PRELIMINAR DE TORNILLERIA ESTRUCTURA PRUEBA DE MOTORES EL DORADO OPAIN

JULIO 15 DE 2015

TOTAL DE TORNILLOS

ESTIMADOS: 73806

CONTEO PRELIMINAR TORNILLOS

• Los tornillos de diámetro ¼” están ubicados en la paneleria, 16 en cada panel, para retención del aislante, no fueron cotizados por Opain

• Los tornillos de 3/8” básicamente unen los paneles a la estructura, son 6 por panel.

• No se encontraron tornillos de 5/8”, es posible que estos estén en la estructura en la parte superior. Si es así serian incluidos en el conteo que se asumió de ¾”.

• Las cantidades solicitadas por OPAIN en diámetro ¾” y ½” son 100% o mas de las existentes. Los tornillos de ¼” no fueron contemplados.

Solicitado

DIAMETROS Totales % OPAIN

1/4" 48192 65,3

3/8" 18422 25,0 3000,0

1/2" 2122 2,9 5000,0

5/8" 5000,0

3/4" 5070 6,9 5000,0

GRAN TOTAL 73806 100

CONTEO

PROBLEMAS ENCONTRADOS

• TORNILLOS DESAPARECIDOS -> DESAJUSTE DE ESTRUCTURA

• OXIDACION EN TORNILLERIA • FOD • EQUIPO NO PROTEGIDO • ZONAS BAJAS SIN DESAGUE • NO EXISTE MARCAS DE LAS VERIFICACIONES

ANTERIORES DE TORQUE


• TORNILLOS DESAPARECIDOS -> DESAJUSTE DE ESTRUCTURA


• TORNILLOS DESAPARECIDOS -> DESAJUSTE DE ESTRUCTURA -> FOD


• OXIDACION EN TORNILLERIA

TORNILLERIA DE 3/8” EN LAMINA ROLADA



TORNILLERIA DE 1/2” ESTRUCTURA : EL CAMBIO DEBE REALIZARSE CON PREVIO ANALISIS DE AFECTACIÓN DE RETIRAR EL TORNILLO

LA OXIDACION SE ENCUENTRA EN GRAN MEDIDA EN LAS ARANDELAS. AL APLICAR TORQUE

LA COPA ROZA CON LA TUERCA Y PUEDE AFECTAR LOS RECUBRIMIENTOS ORIGINALES



TORNILLERIA DE 1/4” PANELERIA : EN ALGUNOS CASOS PUEDE REQUERIR EL RETIRO DEL PANEL


• FOD (OBJETOS EXTRAÑOS)

PARTES DE LA ESTRUCTURA



TORNILLOS Y TUERCAS OLVIDADOS DE LA OPERACION



BASURA


• EQUIPO NO PROTEGIDO


• ZONAS BAJAS SIN DESAGUE


• NO EXISTE MARCAS DE LAS VERIFICACIONES ANTERIORES DE TORQUE, QUE METODO SE USO PARA APLICAR EL TORQUE?

INFORMACION FALTANTE

• PLANOS DE LA ESTRUCTURA • INFORME DE DISEÑO DE LA ESTRUCTURA • CANTIDAD EXACTA DE TORNILLOS QUE INDICADA EL

FABRICANTE • PROCEDIMIENTO DE APRIETE DE CADA DIAMETRO DEL

TORNILLO • INFORME DE CALIDAD DE LOS CONTROLES AL

PROCESO DE APRIETE DE LOS TORNILLOS POR PARTE DE OPAIN

• SECUENCIA DE APRIETE EN LA ESTRUCTURA • PRUEBAS DE CALIDAD DE LOS TORNILLOS • PRUEBAS DE TORQUE DE LOS TORNILLOS

PREGUNTAS

• CUANTAS VECES PUEDE SER REAPRETADO EL TORNILLO SIN QUE SE AFECTEN SUS PROPIEDADES DE TENSION?

• LOS TORNILLOS DESAPARECIDOS FUERON RECOGIDOS EN ALGUN PROCEDIMIENTO FOD?

• QUE TIEMPO CONSIDERA EL FABRICANTE NORMAL PARA QUE OCURRA CORROSION ROJA EN LOS TORNILLOS, ARANDELAS Y TUERCAS?

• QUE PRESUPUESTO SE INVIRTIO EN EL PROCESO DE REAPRIETE ANTERIOR DE LA ESTRUCTURA?

INDICACIONES DE LA NORMA AS 4100 SOBRE RETORQUEO/RETENSIONADO PERNOS ESTRUCTURALES

Dependiendo del método de aplicación de torque usado y las condiciones de servicio, la deformación plástica del tornillo o la tuerca pueden haber ocurrido. La aplicación repetida de torque, especialmente en el método de giro de la tuerca, agotará la ductilidad e incrementará la posibilidad de una falla catastrófica. Esta es la razón por la que no es permitido el reuso de los tornillos estructurales, específicamente la norma AS 4100 (Norma Australiana sobre estructuras metálicas) menciona:

INDICACIONES DE LA NORMA AS 4100 SOBRE RETORQUEO/RETENSIONADO PERNOS ESTRUCTURALES

"15.2.4.4 Retensioning Retensioning of bolts which have been fully tensioned shall be avoided, except that if retensioning is carried out, it shall only be permitted once and only where the bolt remains in the same hole in which it was originally tensioned and with the same grip. Retensioning of galvanized bolts shall not be permitted. Under no circumstances shall bolts which have been fully tensioned be reused in another hole. Touching up or retensioning of previously tensioned bolts which may have been loosened by the tensioning of adjacent bolts shall not be considered as retensioning."

"El tensionado de pernos que han sido totalmente tensados se evitará, excepto que si

retensado es lleva a cabo , solamente se permitirá una vez y sólo donde el perno permanece en el mismo agujero en el que se tensa inicialmente y con el mismo espesor de unión. No se permitirá retensado de tornillos galvanizados. En ningún caso se reutilizarán en otro agujero tornillos que se han tensionado completamente previamente. Tocar o retensionar pernos previamente tensados que pueden haber sido aflojados por el tensado de pernos adyacentes no se considerará como retensado" .

PRUEBAS DE CORROSION (ASTM) La norma ASTM B633-07 (Standard Specification for Electrodeposited Coatings of Zinc on Iron and Steel) menciona:

PRUEBAS DE CORROSION (ASTM) La norma ASTM B633-07 (Standard Specification for Electrodeposited Coatings of Zinc on Iron and Steel) menciona:

La vida en servicio de un recubrimiento de Zinc es función de su espesor y el tipo de ambiente al cual están expuestos. Aunque existen variedad de datos de estudios sobre el particular estos son una referencia: Atmosfera Rata de perdida de recubrimiento por corrosión Industrial 5,6 µm/año Urbano no Industrial o Marino 1,5 µm/año Suburbano 1,3 µm/año Rural 0,8 µm/año Interior menor a 0,5 µm/año La norma BS EN ISO 14713 también provee datos de desempeño para recubrimientos galvanizados tanto térmicamente rociados (thermally sprayed) como de los inmersión en caliente (hot dip).

PRUEBAS DE CORROSION (ISO) La norma BS EN ISO 12944 Parte 2 menciona para categorías de corrosión:

1.0 mil (0.001”) = 25.4 microns = 1000 microinches

PRUEBAS DE CORROSION (ISO) Para uniones estructurales donde los tornillos de alta resistencia estructural son usados en estructuras de acero son cubiertos por la norma BS EN ISO 1461 (Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles -- Specifications and test methods). La cantidad de pruebas de acuerdo al lote se define así: Esta requiere para secciones estructurales de menos de 6 mm de espesor, un espesor promedio de recubrimiento de 85µm, asegurando décadas de libres de mantenimiento.

PRUEBAS DE CORROSION Para el caso de tornillos roscados la norma BS EN ISO 1461 (Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles -- Specifications and test methods) refiere en su tabla 4: Para diámetros mayores a 6 mm el espesor promedio permitido es de 50 µm = 0.00196850”. Pueden existir otras especificaciones adicionales para los tornillos.

PRUEBAS DE CORROSION Una grafica de vida de acuerdo a primer mantenimiento con galvanizado de inmersión en caliente es la siguiente:

Para un recubrimiento de 50 µm en un ambiente C3 (atmosferas industriales con modera polución) aproximadamente requerirá 23 años al primer mantenimiento.

Tiempo de servicio es definido como el tiempo a 5% de corrosión en la superficie libre.

PRUEBAS DE CORROSION Para la prueba de cámara salina hecha bajo ASTM B117, relacionaría la siguiente especificación:

Para un recubrimiento de 50 µm en un ambiente C3 (atmosferas industriales con modera polución) aproximadamente requerirá 23 años al primer mantenimiento, debe mostrar en cámara salina 500 horas (salen de multiplicar 10horas/µm*50µm) antes de mostrar 5 % de corrosión roja. NOTA: "Short-term corrosion test results derived from accelerated or short-term corrosion tests (e.g. Kesternick Test, ISO 6988 and salt spray tests) should not be used to predict long-term corrosion performance of galvanized coatings. "

PROPUESTA DE SERVICIO

Asesorar a Opain en la generación de los requisitos de mantenimiento de las uniones atornilladas de la estructura del Recinto, incluyendo:

• Recolección de toda la información faltante • Generación de un manual para la operación de

reapriete e inspección de la estructura incluyendo procedimientos y equipos sugeridos para hacerlo

• Costos estimados de acuerdo a los requisitos para evaluación de oferta de los proveedores del servicio

• Requisitos de Seguridad Industrial • Requisitos de Calidad y verificación del trabajo

ESTUDIO DE MODIFICACION Considerando la re-operación necesaria PARA RETORQUEO de los tornillos, que se debe realizar aproximadamente cada año y medio, se considera conveniente estudiar la posibilidad de cambio de tornillos por remaches estructurales, los cuales tendrían las siguientes ventajas: - No requieren proceso de reapriete (No se afloja) - Pueden inspeccionarse visualmente - Acabado que puede ser de resistencia a corrosión

superior al de los tornillos actuales - Proceso de Aplicación Rápida y Verificación Sencilla - De resistencia estructural igual a la del tornillo

SISTEMA SUGERIDO BOBTAIL Considerando la re-operación necesaria PARA RETORQUEO de los tornillos, que se debe realizar aproximadamente cada año y medio, se considera conveniente estudiar la posibilidad de cambio de tornillos por remaches estructurales, los cuales tendrían las siguientes ventajas:

- No requieren proceso de reapriete (No se afloja)

- Pueden inspeccionarse visualmente - Acabado que puede ser de resistencia a

corrosión superior al de los tornillos actuales

- Proceso de Aplicación Rápida y Verificación Sencilla

- De resistencia estructural igual a la del tornillo actual

BOBTAIL

Procedimiento de Instalación del Bobtail: Muy rápido, sin ruido, sin desperdicios, No crea zonas o puntos para inicio de corrosión.

BOBTAIL

Secuencia de Instalación

BOBTAIL

Detalles de las Dimensiones del Perno mostrando al configuración del grip o espesor a remachar, y el sistema LOCKBOLT de perno y collar.

BOBTAIL

Eliminación de la Separación: Las fotos ilustran la separación que existe entre la rosca de una tuerca y la de su perno. Es esta condición la que facilita el aflojamiento de componentes roscados convencionales. El diseño del BOBTAIL elimina prácticamente cualquier vacío entre el perno y el collar, proporcionando resistencia a las vibraciones , incluso en los entornos más severos.

BOBTAIL

Inspección Visual de Remachado: El marcado de la brida de cuello del collar - un diseño patentado por HUCK - indica que el BOBTAIL ha sido totalmente remachado. Una rápida inspección visual es todo lo que se requiere para garantizar una instalación completa

BOBTAIL

Resistencia a Vibración: La comparación en un test de vibración transversal gráficamente muestra que una vez que comienza la vibración, la carga de sujeción o de agarre decae rápidamente con tuercas y tornillos convencionales , mientras se mantiene constante con el BOBTAIL .

BOBTAIL

Tensión Directa y Resistencia a Fluencia: Ya que el BOBTAIL es tensionado de forma directa y no requiere Torque (a diferencia de los tornilllos convencionales) durante la instalación, el puede alcanzar un valor de precarga mas alto de forma mas confiable y segura. Un tornillo convencional por efecto de la fricción y el contacto entre la rosca del tornillo y la tuerca reduce su resistencia de 10 a 20%.

BOBTAIL

Resistencia a Fatiga: Este gráfico ilustra el número de ciclos necesarios para llegar a condición de fatiga en condiciones vibratorias para una variedad de tipos de tuerca y perno. Observe que el BOBTAIL alcanza un límite de más de 2.000.000 ciclo antes de la llegar a carga de fatiga.

BOBTAIL

Area Rolada Extendida: En comparación con tuercas y tornillos convencionales, el BOBTAIL permite que el perno se estire más cuando se instala. De esta manera, existe más de reserva de carga para proteger la unión contra la pérdida de precarga o fuerza de unión causada por la relajación de la Junta. Este gráfico muestra el efecto del diámetro del perno y la reducción de la carga de sujeción debido a la configuración de la junta cuando el perno A y B se instalan en materiales similares.

BOBTAIL

FILETE GRANDE BAJO LA CABEZA: Esto asegura que no hay casi ninguna interferencia con los espacios libres de agujeros estrechos, se transfiere mejor la precarga del dispositivo de fijación , se reduce la tensión cerca de la pared del agujero, y todo esto mejora el rendimiento dinámico de la unión.

BOBTAIL

Instalación en Espacios reducidos: Huck a desarrollado boquillas y pistolas especiales que permiten la instalación de los pernos en ubicaciones muy difíciles.

BOBTAIL

RECUBRIMIENTO CON GEOMET: Asegura mas de 600 horas de cámara salina en resistencia a la corrosión.

BOBTAIL

Las referencias de Bobtail de 12,14,16,20 mm despues de un largo y completo test independiente, han ganado el Aprobación Nacional técnica Alemana desde el reconocido instituto DBIt para uso en tanto apliciones estáticas o dinámicas de Ingeniería Civil. Bajo esta aprobación, se concluye que el retorque/retensionado del los BOBTAIL no es posible ni necesario y que las conexiones de las estructuras donde se usa no requieren mantenimiento después de la precarga.

BOBTAIL

EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LOCKBOLTS EN ESTRUCTURAS

THE KELPIES

BOBTAIL THE KELPIES

Proyecto Revisión de Torque Tornillería Estructura Recinto de Prueba de Motores

Aeropuerto El Dorado OPAIN Bogotá

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