UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN

FACULTA DE INGENIERÍA DE PROC

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA

PROGRAMA DE ALIGERAMIENTO EN EL PESO DE LAS

TOLVAS POR EL PROCESO DE SOLDADURA FCAW EN LA

MINERA BARRICK PARA OPTIMIZAR EL ACARREO DE

MINERAL

Informe Técnico presentado por el Bachiller:

MAMANI MAMANI, JULIO

para optar el Título Profesional de

INGENIERO METALURGISTA

AREQUIPA – PERÚ

2017

i

PROGRAMA DE ALIGERAMIENTO EN EL PESO DE LAS TOLVAS POR EL

PROCESO DE SOLDADURA FCAW EN LA MINERA BARRIK PARA OPTIMIZAR

EL ACARREO DE MINERAL

ÍNDICE

CAPITULO I – GENERALIDADES

1.1.- INTRODUCCIÓN.

1.2.- ANTECEDENTES.

1.3.- OBJETIVO.

CAPITULO II - ASPECTOS TEÓRICOS.

2.1.- EL ACERO.

2.2.- CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS EN FUNCIÓN DEL CONTENIDO DEL

CARBONO.

2.2.1.- ACEROS DE BAJO CARBONO.

2.2.2.- ACEROS DE MEDIO CARBONO.

2.2.3.- ACEROS DE ALTO CARBONO.

2.3.- ESTRUCTURA.

2.4.- ESTADO DE FABRICACIÓN.

2.5.- PROPIEDADES DEL ACERO.

2.5.1.- PROPIEDADES FÍSICAS.

2.5.2.- PROPIEDADES MECÁNICAS.

2.5.3.- PROPIEDADES TÉRMICAS.

2.5.4.- PROPIEDADES QUÍMICAS.

CAPITULO III - DESARROLLO DEL PROYECTO

3.1.- PROCESO DE LA REPARACIÓN DE LA TOLVA.

3.1.1.- RECURSOS MATERIALES Y CONSUMIBLES.

3.2. - PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO CON NUCLEO DE FUNDENTE.

(FLUX CORED ARC WELDING FCAW).

3.2.1.- CARACTERISTICAS PRINCIPALES.

3.2.2.- APLICASIONES PRINCIPALES.

ii

3.2.3.- EQUIPO SEMI-AUTOMATICO.

3.2.4.- EQUIPO AUTOMATICO.

3.3.- CARTA GANTT.

3.4.- PLANOS DE ESPECIFICACIONES DE TOLVA.

3.4.1.- PLANO DISPOSICIÓN ESPESORES DE PLANCHAS.

3.4.2.- PLANO FLUJO DE GASES.

3.4.3.- PLANO DE ESPECIFICACIONES DE CANALES Y REFUERZOS.

3.4.4.- PLANO DE ESPECIFICACIONES DE CARTELAS TAPAS Y

AGUJEROS DE ESCAPE.

3.5.- CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES DE SOLDADURA GASES

PARA LA REPARACIÓN.

3.5.1.- ELECTRODO PARA CORTE Y BISELADO.

3.5.2.- SOLDADURA APLICABLE A LA REPARACIÓN.

3.5.3.- GASES DE PROTECCIÓN PROPIEDADES Y APLICACIONES.

3.6.- CALIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA.

3.6.1.- ESPECIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (WPS).

3.6.2.- CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (PQR).

3.6.3.- CALIFICACIÓN DEL SOLDADOR (WPQ).

3.7.- PROCESO DE REPARACIÓN DE LA TOLVA MAX BODY.

3.7.1.- REPARACIÓN DE LA MAX BODY: ÁREA DE MANTENIMIENTO.

3.7.2.- OBJETIVO.

3.7.3.- ALCANCES DE LA REPARACIÓN.

3.8.- RETIRO DE LOS LATERALES LH Y RH Y PLANCHAS DE LA PARED

FRONTAL.

3.9.- RETIRO DE PLANCHAS DEL FRONTAL.

3.9.1.- REPARACIÓN DE CANALES DE FRONTAL DE TOLVA.

3.10.- RETIRO DEL PISO DE TOLVA.

3.10.1.- INSTALACIÓN Y SOLDEO DE PLANCHA DEL FRONTAL.

3.10.2.- LIMPIEZA MECÁNICA DEL CHASIS DE TOLVA.

3.10.3.- PRESENTACIÓN E INSTALACIÓN DE LOS CANALES NUEVOS.

3.10.4.- INSTALACIÓN DE PLANCHAS DEL PISO.

3.10.5.- CONSIDERACIONES PARA UNIONES SOLDADAS DE PISO

DE TOLVA.

3.10.6.- SOLDEO EN LA PARTE INFERIOR DE CANALES Y PLANCHAS

DE PISO DE TOLVA.

3.11.- FABRICACIÓN DE LOS LATERALES DE TOLVA.

iii

3.11.1.- INSTALACIÓN DE LOS LATERALES.

3.11.2.- CORTE DE AGUJEROS EN EL PISO DE TOLVA PARA FLUJO

DE GASES.

3.11.3.- SOLDEO DE CARTELAS E INSTALACIÓN DE PLANCHAS DE

TRANSICIÓN.

3.11.4.- INSTALACIÓN Y SOLDEO DE LAS PLANCHAS DE TRANSICIÓN.

3.12.- REPARACIÓN DEL CANOPY DE TOLVA.

3.13.- INSTALACIÓN DE LOS ENVOLVENTES.

3.14.- INSTALACIÓN DE TAPAS DE CANALES.

3.15.- INSPECCIÓN DE SOLDADURA.

3.16.- PINTADO DE TOLVA.

CAPITULO IV - CUADROS COMPARATIVOS EN LA REDUCCIÓN DE PESOS

4.1.- JUSTIFICACIÓN.

4.2.- PESOS DE TOLVA ANTES DE LA REPARACIÓN.

4.2.1.- PESOS DE PISO DE TOLVA.

4.2.2.- PESOS DE LATERALES DE TOLVA.

4.2.3.- PESOS DE PARED FRONTAL DE TOLVA.

4.2.4.- PESOS DE CANOPY DE TOLVA.

4.2.5.- PESOS DE ACCESORIOS DE TOLVA.

4.2.6.- SUMATORIA DE PESOS PARCIALES ANTES DE LA REPARACIÓN.

4.3.- PESOS DE TOLVA DESPUES DE LA REPARACIÓN.

4.3.1.- PESOS DE PISO DE TOLVA.

4.3.2.- PESOS DE LATERALES DE TOLVA.

4.3.3.- PESOS DE PARED FRONTAL DE TOLVA.

4.3.4.- PESOS DE CANOPY DE TOLVA.

4.3.5.- PESOS DE ACCESORIOS DE TOLVA.

4.3.6.- SUMATORIA DE PESOS PARCIALES DESPUES DE LA REPARACIÓN.

4.3.7.- CONCLUSIONES DE CUADROS COMPARATIVOS DE PESO.

CAPITULO V - COSTOS Y PRESUPUESTOS

5.1- CONCEPTO.

5.1.1.- PRINCIPALES ELEMENTOS DEL PRESUPUESTO.

5.2.- GASTOS PREVISTOS.

iv

5.2.1.- PERSONAL.

5.2.2.- INVERSIONES.

5.2.3.- COSTOS OPERACIONALES.

5.2.4.- ADMINISTRACIÓN.

5.3.- COSTOS Y PRESUPUESTOS.

5.3.1.- REMUNERACIÓN SALARIAL.

5.3.2.- ALIMENTACION, ALOJAMIENTO Y TRASLADO.

5.3.3.- UNIDADES MOVILES.

5.3.4.- TRANSPORTE DE SUMINISTROS.

5.3.5.- SUMINISTROS.

5.3.6.- COSTOS Y PRESUPUESTO.

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

ANEXOS.

1

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCIÓN.

El objetivo esencial de los Camiones de la Gran Minería es el acarreo o traslado

(mineral o lastre) desde las zonas de operación hacia las zonas de proceso y/o

botaderos. Por ello es de vital importancia la optimización del diseño del camión

y la tolva, de tal forma de maximizar la carga transportada (aumentando la carga

útil y disminuyendo la tara). Además de velar por las condiciones de operación

imperantes, que dado el tipo de mineral transportado exigen de la utilización de

materiales que principalmente sean resistentes a la abrasión y que

estructuralmente permitan la estabilidad del componente (tolva). También, son

de suma importancia los periodos utilizados en la mantención de la tolva, dados

las exigentes condiciones de operación, estos deben ser minimizados para

obtener el máximo beneficio con la mayor disponibilidad posible.

Tradicionalmente la manera de ir aumentando la capacidad de transporte era ir

aumentando la potencia mecánica del camión, sin preocuparse mayormente de

otros aspectos. Hoy, sin embargo, existen limitantes importantes (de rendimiento

energético principalmente) que impiden seguir aumentando el tamaño del

camión. Razón por la cual, se da también importancia a los componentes

"muertos" como la tolva.

2

Este informe ha sido dividido en 5 (cinco) capítulos más un conjunto de anexos.

En el primer capítulo se plantea el objetivo general del proyecto y los

antecedentes.

En el segundo capítulo se focaliza en una explicación de los materiales y sus

propiedades, de los procesos de soldadura utilizados en la reparación, que si

bien es cierto son contenidos bastante genéricos, servirán al lector para

comprender desde la base con la definición de conceptos y explicación de los

principales procesos involucrados.

El tercer capítulo se muestra el trabajo desarrollado, describiendo la metodología

y los resultados de la reparación y aligeramiento.

En el cuarto capítulo se presenta la evaluación de los pesos del antes y después

de la reparación de la tolva.

Finalmente, en el quinto capítulo se presenta los costos y presupuestos de la

reparación, además de los anexos, problemas de reparación, conclusiones y

bibliografía.

1.2 ANTECEDENTES.

Antiguamente era difícil encontrar aceros que presentaran buenas características

para ambos requerimientos (ductilidad-dureza), lo cual debía compensarse con

el aumento del tamaño de la sección en los componentes (con el consiguiente

aumento en el peso total). Hoy en cambio, existen aceros de excelente calidad

que cumplen ampliamente estas expectativas, por ello hoy es posible disminuir el

peso de la tolva y aumentar así (4-10%) el volumen de carga transportada. Este

concepto hoy se denomina como light. Así, existen Tolvas light y Tolvas

convencionales (se destaca la vida útil distinta, ya que un componente light está

pensado para un periodo mucho menor, probablemente lo que dure un proyecto

en una mina moderna cuya duración fluctúa entre 3-8 años).

Aun así, hoy el principal problema es el límite impuesto por las uniones soldadas,

debemos recordar que, por el gran volumen de estos componentes, incluso son

3

armados en la misma mina al momento de la adquisición del Camión. Esto

debido a que las resistencias máximas soportadas por las soldaduras están por

debajo de las logradas en los aceros modernos. Siendo entonces de vital

importancia el proceso de soldado de los componentes.

1.3 OBJETIVO.

El presente informe técnico tiene como objetivo presentar un análisis de los

procesos involucrados en el aligeramiento de tolva para acarreo de mineral en la

Unidad Minera Barrick Pierina.

Además de demostrar los resultados positivos del programa de aligeramiento y

optimización del acarreo de material (mineral, desmonte).

4

CAPITULO II

ASPECTOS TEÓRICOS

2.1. EL ACERO.

Los aceros constituyen hoy en día un conjunto de aleaciones de muy variadas

características y con diversos elementos agregados para fines específicos.

Como primer elemento descriptivo, se presentan a continuación algunas formas

de ordenación del cuadro general de los aceros. Con esto se pretende entregar

criterios básicos para el reconocimiento de los tipos más importantes de aceros

vinculados a la soldadura. En este punto se debe dejar en claro que la

composición química no es la única ni la principal determinante de las

propiedades de los aceros, pero sí permite un ordenamiento objetivo y simple de

los diversos tipos de aleaciones.

5

Diagrama Nº 2.1.

Hierro-Carbono.

2.2. CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS EN FUNCIÓN DEL CONTENIDO DE

CARBONO

El principal elemento de aceros y fundiciones de Hierro es el Carbono. Este

elemento determina la constitución microscópica del acero y de allí sus

propiedades mecánicas. También es el elemento fundamental para el proceso

de endurecimiento por temple. Paralelamente el carbono puede ser fuente de

fallas por propender a la agilización de las aleaciones.

2.2.1. ACEROS DE BAJO CARBONO.

Los aceros se consideran de bajo carbono cuando contienen un máximo

de 0.3% en peso de este elemento. En esta categoría se encuentran la

mayoría de los aceros estructurales tanto "al carbono" como de baja

aleación. Contenido de carbones menores que 0.15, muy bajo carbono,

se dan en la mayoría de los aceros inoxidables y algunos aceros

estructurales de alta resistencia y baja aleación. El rango entre 0.15 y

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0.30 recibe la denominación común de "aceros dulces". Niveles de

carbono inferiores a 0.05%, extra bajo carbono, se presentan en aceros

inoxidables de calidad soldable y también en algunos aceros

estructurales de alta tenacidad a bajas temperaturas.

2.2.2. ACEROS DE MEDIO CARBONO.

Sobre 0.3 y hasta 0.5% C los aceros se consideran de medio carbono y

su principal connotación es la de presentar la capacidad de

endurecimiento por temple. Pertenecen a esta categoría los aceros

utilizados en general en fabricación de componentes mecánicos, o partes

de máquinas, las cuales requieren un alto nivel de dureza y resistencia.

2.2.3. ACEROS DE ALTO CARBONO.

Las aleaciones con más de 0.6% y hasta 1.5% C se consideran aceros

de alto carbono y tienen como característica principal una dureza y

resistencia al desgaste superior, por lo cual se usan herramientas,

matrices y componentes que deben soportar intensas condiciones de

desgaste. A un nivel entre 2.5 y 4.0% de Carbono se sitúan los diversos

tipos de fundiciones de hierro. Sobre esta última cifra se encuentran por

lo general las aleaciones utilizadas como recubrimientos duros anti-

desgaste.

2.3. ESTRUCTURA:

Desde el punto de vista de la estructura lo cual está muy relacionado con el

estado de tratamiento térmico y con la composición, los aceros se clasifican en

tres categorías principales. Los aceros ferríticos tienen como constituyente

principal la ferrita (solución base Fe-BCC) comprende la gran mayoría de aceros

al carbono y de baja aleación, en condición de normalizado, y también un tipo de

acero inoxidable. Los aceros ferríticos se destacan por una buena combinación

de resistencia y tenacidad, aunque esta última se deteriora ostensiblemente a

bajas temperaturas. Los aceros austeníticos tienen como constituyente principal

la fase austeníta (solución base Fe-FCC), estabilizada por presencia de

elementos como Ni o Mn en alta aleación. A esta clase pertenecen la principal

7

rama de aceros inoxidables y los aceros Hadfield, de alto contenido de

Manganeso. Se caracterizan por tener una dureza y resistencia relativamente

baja, pero un alto grado de ductilidad, tenacidad y una gran capacidad de

endurecimiento por deformación.

Finalmente está la categoría de aceros martensíticos, basados en la martensita

(solución base Fe-BCT) constituyente típicamente obtenido a través de un

temple. Existen aceros martensíticos de bajo carbono (inoxidables y planchas

anti abrasivas), de medio carbono (ejes, engranajes, partes de alta resistencia) y

de alto carbono (herramientas de corte, matrices, rodamientos). De menor

importancia relativa, están los aceros perlíticos, correspondiente a aceros de

carbono entre 0.6 y 0.8 obtenidos por normalizado, y los aceros bainíticos,

obtenidos por temple en caliente. El primero se destaca por su buena resistencia

al desgaste en comparación a otros de igual dureza y el segundo de su alta

tenacidad también en comparación con alternativas de igual dureza.

2.4. ESTADO DE FABRICACIÓN:

Según el tipo de producto y su proceso de fabricación, se debe distinguir entre

dos categorías principales. Las piezas y partes de aceros formadas por un

proceso de fundición (piezas fundidas), se caracterizan por tener un cierto grado

de in homogeneidad física (grietas, poros, rechupete...) y química (segregación),

amén de una estructura habitualmente gruesa. Todo ello es resultado del

proceso de fabricación y produce en términos generales una menor ductilidad y

tenacidad en este tipo de piezas. La aplicación de tratamientos térmicos puede

aminorar la in homogeneidad química y afinar la estructura, pero nunca podrá

modificar la in homogeneidad física, que permanecerá como testigo de su origen.

Comparativamente, las piezas o productos obtenidos por procesos de

conformado plástico presentan una alta homogeneidad física y química, junto

con una estructura fina. Todo ello le confiere altas cifras de resistencia y

tenacidad. En esta categoría debe aclararse la diferenciación entre trabajado en

caliente y en frío, básicamente en términos de acumulación de daño sobre el

material. Mientras la deformación en caliente no produce acumulación de daño,

por realizarse a una temperatura alta, el trabajo en frío sí lo manifiesta a través

8

del endurecimiento por deformación y las pérdidas de ductilidad y tenacidad

asociadas.

2.5. PROPIEDADES DEL ACERO.

2.5.1. PROPIEDADES FÍSICAS.

Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del

acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los

diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que

pueden conseguirse aceros con combinaciones de características

adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas

propiedades genéricas:

Su densidad media es de 7850 kg/m³. En función de la temperatura el

acero se puede contraer, dilatar o fundir.

El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los

porcentajes de elementos ale antes. El de su componente principal, el

hierro es de alrededor de 1.510°C en estado puro (sin alear), sin

embargo, el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de

alrededor de 1.375°C, y en general la temperatura necesaria para la

fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de

otra ale antes, (excepto las aleaciones auténticas que funden de golpe).

Por otra parte, el acero rápido funde a 1.650°C. Su punto de ebullición es

de alrededor de 3.000°C.

2.5.2. PROPIEDADES MECÁNICAS.

a) Tenacidad:

Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir

fisuras (resistencia al impacto). El acero es un material muy tenaz,

especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar

herramientas.

9

b) Ductilidad:

Es relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados

alambres. Un aumento de la temperatura en un elemento de acero

provoca un aumento en la longitud del mismo. Este aumento en la

longitud puede valorarse por la expresión: δL = α δ t° L, siendo α el

coeficiente de dilatación, que para el acero vale aproximadamente 1,2

10−5 (es decir α = 0,000012).

El acero se dilata y se contrae según un coeficiente de dilatación similar

al coeficiente de dilatación del hormigón, por lo que resulta muy útil su

uso simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que

se denomina hormigón armado.

c) Maleable:

Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es

una lámina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta,

generalmente de forma electrolítica, por estaño.

Resistencia al desgaste:

Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está

en contacto de fricción con otro material.

d) Maquinabilidad:

Es la facilidad que posee un material que permitir el proceso de

mecanizado. Permite una buena mecanización en máquinas

herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.

e) Dureza:

La densidad promedio del acero es 7850 kg/m3. Es la resistencia que

ofrece un acero para dejarse penetrar. La dureza de los aceros varía

entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros

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procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más

conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido

en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo

tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto

grado de dureza superficial son los que se emplean en las herramientas

de mecanizado, denominados aceros rápidos que contienen cantidades

significativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos

tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre

otros.

2.5.3. PROPIEDADES TÉRMICAS.

a) Conductividad eléctrica:

Es la facilidad que presenta un material para dejar pasar a través de él la

corriente eléctrica. Este fenómeno se produce por una diferencia de

potencial entre los extremos del metal.

b) Conductividad térmica:

Es la facilidad que presenta un material para dejar pasar a través de él

una cantidad de calor. El coeficiente de conductividad térmica k nos da la

cantidad de calor que pasaría a través de un determinado metal en

función de su espesor y sección.

c) Dilatación:

Es el aumento de las dimensiones de un metal al incrementarse la

temperatura. No es uniforme ni sigue leyes determinadas.

2.5.4. PROPIEDADES QUÍMICAS.

La actividad química del metal depende de las impurezas que contenga y

de la presencia de elementos que reaccionan con estas, dependiendo

también en menor medida de la temperatura y zonas de contacto.

Distinguimos fundamentalmente dos reacciones: oxidación y corrosión.

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a) Oxidación:

La oxidación se produce cuando se combina el oxígeno del aire y el

metal. La oxidación es superficial, produciéndose en la capa más externa

del metal y protegiendo a las capas interiores de la llamada oxidación

total. El óxido no es destructivo.

b) Corrosión:

Se considera corrosión a toda acción que ejercen los diversos agentes

químicos sobre los metales, primeramente, en la capa superficial y

posteriormente en el resto. Cuando es producida por el oxígeno y usando

como catalizador el agua, la corrosión es progresiva desde la capa

superficial hasta el interior del metal lo que provoca su total destrucción.

La presencia de zonas anódicas y catódicas con distintos potenciales

electroquímicos

Si se miden potenciales a lo largo de una estructura metálica de

grandes dimensiones

Es posible detectar potenciales dispares entre un punto y otro

Cuando las piezas son pequeñas se recurre a micro electrodos de

referencia

Si la superficie metálica fuera absolutamente homogénea no habría

corrosión

La formación de pilas locales se debe a la presencia de diferentes

heterogeneidades:

I. Heterogeneidades de la fase metálica

Matriz metálica de diferente composición química:

Inter metálicos por ejemplo (CuAl2 en Aluminio), inclusiones no

metálicas (Grafito, cementita, carburos, sulfuros, nitruros), impurezas.

Existe también la influencia de partículas contaminantes en

superficies mecanizadas, laminadas, soldadas y en almacenamiento.

12

II. Heterogeneidades de las condiciones físicas

Metal deformado en frío

Deformación en frío: se generan defectos: vacantes y dislocaciones.

Se genera una estructura altamente desorganizada con gran

densidad dislocaciones

Regiones deformadas comportamiento anódico frente a las no

deformadas

Regiones metal bajo tensión externa sometido a deformaciones

elásticas: Zonas anódicas

Discontinuidades en películas que recubren el metal (cascarilla)

Deben tener conductividad electrónica.

13

CAPITULO III

DESARROLLO DEL PROGRAMA

3.1. PROCESO DE LA REPARACIÓN DE LA TOLVA.

Una vez hecha la presentación de los antecedentes teóricos de los principales

componentes del proceso (características de aceros y soldaduras), pasamos a

ver algunos detalles para la reparación de la Tolva.

Tanto los aceros, como las soldaduras utilizadas son los de mayor resistencia

que se encuentran en el mercado mundial. Para las zonas expuestas al

desgaste destaca la utilización de aceros compuestos en donde la parte superior

está hecha de aceros especiales y la inferior con un acero estructural que

permite una buena soldabilidad a la base de la estructura. En nuestro caso

estamos enfocados en las tolvas light cuyos componentes están directamente

sometidos al desgaste ya que aquí lo fundamental es disminuir el peso total del

componente para aumentar el volumen de carga.

Como se observó en la sección superior, es de vital importancia el manejo del

proceso de soldadura durante la Reparación. Ya que generalmente son

reparadas en lugares donde se presenten la facilidad mínima para el trabajo;

como las condiciones del clima. Esta etapa es de gran importancia, ya que es

14

aquí en donde pueden ocurrir fallas debido a las condiciones en las que se

trabaja.

3.1.1. RECURSOS MATERIALES Y CONSUMIBLES.

Los recursos están referidos a todas las maquinas, equipos, herramientas

y personal capacitado para el desarrollo del programa.

El material se refiere a las planchas y canales de acero que se emplearan

a para la reparación y aligeramiento de la tolva.

Y, por último, los consumibles referidos a todo el material de soldadura,

desbaste y pinturas que se emplearan en el desarrollo de la reparación

a.- EQUIPOS.

Cuadro Nº 3.1.

Equipos

EQUIPO CANTIDAD

Máquina de soldar Lincoln electric DC 600 05

Máquina de soldar invertec 2500 01

Equipo comprensora 01

Alimentadores LN 25 06

Alimentadores LN 35 01

Equipos oxicorte 05

Carrito oxicorte Víctor 01

Amoladoras de 9” Bosch 08

Unidad móvil transporte de personal 02

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b.- CONSUMIBLES NECESARIO PARA LA REPARACIÓN DE LA

TOLVA MAX BODY LIGHT.

Cuadro Nº 3.2.

Combustible

C.- MATERIALES NECESARIOS PARA LA REPARACIÓN DE LA

TOLVA MAX BODY LIGHT

Cuadro Nº 3.3.

Materiales

ITEM DESCRIPCIÓN CANTIDAD

01 Plancha hardox de ½“ de 450 brinell 02 planchas de 20’ x 8´ x ½”

02 Plancha de ¼” A 514 es tructural 01 plancha de 20´ x 8´ x ¼”

03 Plancha hardox de ⅝” de 450 brinell 02 Planchas de 20´ x 8´ x ⅝”

04 Plancha hardox de ⅜” de 450 brinnel 03 Planchas de 20´ x 8´ x ⅜”

05 Canal de ¼” de A 514 estructural para los laterales 05 Canales de 20´ x 8´ x ¼”

06 Canal de ¼” A 514 estructural para el piso 06 Envolventes 20´ x 8´ x ⅜”

07 Platinas de ¼" A 514 estructural 08 Platinas de 2” x ¼" x 6 m.

08 Envolvente de ⅜” A 514 estructural 02 Envolventes 20´ x 8´ x ⅜”

ITEM PRODUCTO CANTIDAD UNIDAD

1 Carbón arcair ⅜”

1000 varillas

2 Oxigeno

53 botellas

3 Acetileno

18 botellas

4 Mezcla Argomix

26 botellas

5 Alambre exatub 71

27 Rollos 15 Kg.

6 Discos de desbaste 7”

135 discos

7 Electrodo Supecito 7011 de 5/32”

20 Kg

8 Pintura Amarillo

06 Galones

9 Thinner Acrílico

06 Galones

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3.2. PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO CON NUCLEO DE FUNDENTE.

(FLUX CORED ARC WELDING FCAW).

Es un proceso de soldadura por arco que aprovecha un arco entre un electrodo

continuo de metal de aporte y el charco de soldadura. Este proceso se emplea

con protección de un fundente contenido dentro del electrodo tubular, con o sin

un escudo adicional de gas de procedencia externa, y sin aplicación de presión.

El electrodo con núcleo de fundente es un electrodo tubular de metal de aporte

compuesto que consiste en una funda metálica y un núcleo con diversos

materiales pulverizados. Durante la soldadura, se produce un manto de escoria

abundante sobre la superficie de la franja de soldadura.

El aspecto que distingue al proceso FCAW de otros procesos de soldadura por

arco es la inclusión de ingredientes fundentes dentro de un electrodo de

alimentación continua. Las notables características de operación del proceso y

las propiedades de la soldadura resultante se pueden atribuir al empleo de este

tipo de electrodo.

El proceso FCAW tiene dos variaciones principales que difieren en su método de

protección del arco y del charco de soldadura contra la contaminación por gases

atmosféricos (oxígeno y nitrógeno). Una de ellas, la FCAW con autoprotección,

protege el metal fundido mediante la descomposición y vaporización del núcleo

de fundente en el calor del arco. El otro tipo, la FCAW con escudo de gas, utiliza

un flujo de gas protector además de la acción del núcleo de fundente. En ambos

métodos, el material del núcleo del electrodo proporciona una cubierta de escoria

sustancial que protege el metal de soldadura durante su solidificación.

Normalmente, la soldadura por arco con núcleo de fundente es un proceso

semiautomático, aunque también se emplea para soldadura automática y

mecanizada.

17

3.2.1. CARACTERISTICAS PRINCIPALES.

Los beneficios de FCAW se obtienen al combinarse tres características

generales:

(1) La productividad de La soldadura de alambre continuo.

(2) Las cualidades metalúrgicas que pueden derivarse de un fundente.

(3) Una escoria que sustenta y moldea La franja de soldadura.

El proceso FCAW combina características de la soldadura por arco de

metal protegido (SMAW), la soldadura por arco de metal y gas (GMAW) y

la soldadura por arco sumergido (SAW).

En el método con escudo de gas, el gas protector (por lo regular dióxido

de carbono o una mezcla de argón y dióxido de carbono) protege el metal

fundido del oxígeno y el nitrógeno del aire al formar una envoltura

alrededor del arco y sobre el charco de soldadura. Casi nunca es

necesario desnitrificar el metal de soldadura porque el nitrógeno del aire

queda prácticamente excluido. Es posible, empero, que se genere cierta

cantidad de oxigeno por la disociación de CO2 para formar monóxido de

carbono y oxígeno. Las composiciones de los electrodos incluyen

desoxidantes que se combinan con cantidades pequeñas de oxígeno en

el escudo de gas.

Figura Nº 3.1.

Proceso de soldadura FCAW con escudo adicional de gas

18

Figura Nº 3.2.

Proceso de soldadura FCAW sin escudo adicional de gas

3.2.2. APLICACIONES PRINIPALES.

Las aplicaciones de las dos variantes del proceso FCAW se traslapan,

pero las características específicas de cada una las hacen apropiadas

para diferentes condiciones de operación. El proceso se emplea para

soldar aceros al carbono y de baja aleación, aceros inoxidables y hierros

colados. También sirve para soldar por puntos uniones traslapadas en

láminas y placas, así como para revestimiento y deposición de superficies

duras.

El tipo de FCAW que se use dependerá del tipo de electrodos de que se

disponga, los requisitos de propiedades mecánicas de las uniones

soldadas y los diseños y embotamiento de las uniones. En general, el

método auto protegido puede usarse en aplicaciones que normalmente

se unen mediante soldadura por arco de metal protegido. El método con

escudo de gas puede servir para algunas aplicaciones que se unen con

el proceso de soldadura por arco de metal y gas. Es preciso comparar las

ventajas y desventajas del proceso FCAW con las de esos otros procesos

cuando se evalúa para una aplicación específica.

19

3.2.3. EQUIPO SEMI-AUTOMATICO.

Este proceso requiere rodillos impulsores que no aplanen ni distorsionen

de alguna otra manera el electrodo tubular. Se emplean diversos rodillos

con superficies rasuradas y moreteadas para adelantar el electrodo.

Algunos alimentadores de alambre tienen solo un par de rodillos

impulsores, mientras que otros cuentan con dos pares en los que por lo

menos uno de los rodillos de cada par está conectado a un motor. Si

todos los rodillos están motorizados, el alambre se podrá adelantar

ejerciendo menos presión con los rodillos.

Las pistolas típicas para soldadura semiautomática. Están diseñadas de

modo que se sostengan cómodamente, sean fáciles de manipular y duren

largo tiempo. Las pistolas establecen un contacto interno con el electrodo

a fin de conducir la corriente de soldadura. La corriente y la alimentación

del electrodo se accionan con un interruptor montado en la pistola.

Figura Nº 3.3.

Equipo Semi-automático

20

Las pistolas soldadoras pueden enfriarse con aire o con agua. Se

prefieren las pistolas enfriadas por aire porque no hay necesidad de un

suministro de agua, pero las enfriadas por agua son más compactas y

ligeras, y requieren menos mantenimiento que las enfriadas por aire.

Además, suelen tener especificaciones de corriente más altas, que

pueden Llegar a 600 A con ciclo de trabajo continuo. Las pistolas pueden

tener boquillas rectas o curvas. El ángulo de la boquilla curva puede

variar de 400 A, en algunas aplicaciones, la boquilla curva ofrece mayor

flexibilidad y facilidad de manipulación del electrodo.

Algunos electrodos auto protegidos con núcleo de fundente requieren una

extensión de electrodo mínima específica para proveer una protección

adecuada. Las pistolas que usan estos electrodos generalmente cuentan

con tubos guía provistos de una extensión aislada que sustenta el

electrodo y asegura que se extenderá al menos una distancia mínima.

Los detalles de una boquilla de electrodo auto protegido, incluido el tubo

gula aislado, se ilustra en seguida.

Figura Nº 3.4.

Equipo Semi-automático

21

3.2.4. EQUIPO AUTOMATICO.

Para este tipo de operación se recomienda una fuente de potencia de cc

de voltaje constante diseñada para un ciclo de trabajo del 100%. El

tamaño de la fuente de potencia está determinado por la corriente que

requiere el trabajo por realizar. Como pueden ser necesarios electrodos

grandes, tasas de alimentación de electrodo elevadas y tiempos de

soldadura prolongados, los alimentadores de electrodo por fuerza tienen

motores impulsores de mayor capacidad y componentes para trabajo más

pesado que en equipo similar para operación semiautomática.

Las boquillas pueden diseñarse de modo que formen un escudo lateral o

concéntrico alrededor del electrodo. El escudo lateral permite soldar en

surcos angostos y profundos y minimiza la acumulación de salpicaduras

en la boquilla. Las unidades de boquilla pueden enfriarse con aire o con

agua. En general, se prefieren las boquillas enfriadas por aire para soldar

con corrientes de hasta 600 A.

Figura Nº 3.5.

Equipo Automático

22

3.3. CARTA GANTT.

La carta GANTT es el documento en el cual viene especificado los tiempos de

ejecución de la reparación de la tolva, los tiempos de reparación está en función

de los recursos con los que se cuenta tanto de equipo, material, consumibles y

personal calificado; además se deberá de considerar las condiciones

climatológicas, que permitirán una eficiente reparación.

Figura Nº 3.6.

Carta GANTT

23

Figura Nº 3.6.A

Carta GANTT

24

3.4. PLANOS DE ESPECIFICACIONES DE TOLVA.

3.4.1. PLANO DISPOSICIÓN DE MEDIDAS Y ESPESORES DE PLANCHAS.

EL plano muestra la disposición, medidas y espesores de planchas que

se usaran en las diferentes partes de la tolva.

UNIDAD NOMBRE FECHA

METCOM M&S mm

DIBUJADO J. Mamani 20/06/12 REVISADO R. Gonzales 25/06/12

escala TEMA: Nro. LAMINA

1 : 100 DIMENCIONES Y ESPESORES DE PLANCHAS 01

25

3.4.2. PLANO FLUJO DE GASES DE COMBUSTIÓN.

El plano 02 muestra el flujo de los gases por los tres primeros canales

que son considerados calientes, para luego pasar por las planchas de

transición de los laterales y ser expulsados al exterior por los agujeros de

escape.

UNIDAD NOMBRE FECHA

METCOM M&S mm

DIBUJADO J. Mamani 20/06/12 REVISADO R. Gonzales 25/06/12

escala TEMA: Nro. LAMINA

1 : 100 FLUJO DE GASES DE COMBUSTION. 02

26

3.4.3. ESPECIFICACIONES DE CANALES Y REFUERZOS.

El siguiente plano detalla las especificaciones de los canales a utilizar

como son tipo de plancha, espesores y medidas longitudinales; así

también las características de los refuerzos de los canales.

UNIDAD NOMBRE FECHA

METCOM M&S mm

DIBUJADO J. Mamani 20/06/12 REVISADO R. Gonzales 25/06/12

escala TEMA: Nro. LAMINA

1 : 100 ESPECIFICACIONES DE CANALES Y REFUERZOS. 03

27

3.4.4. ESPECIFICACIONES DE CARTELA, TAPAS Y AGUJEROS DE FLUJO.

El siguiente plano detalla las especificaciones para la fabricación de las

cartelas, tapas y agujeros para el flujo de gases de combustión que se

utilizaran en el piso de la tolva.

UNIDAD NOMBRE FECHA METCOM M&S

mm DIBUJADO J. Mamani 20/06/12

REVISADO R. Gonzales 25/06/12 escala TEMA: Nro. LAMINA

1 : 100 ESPECIFICACIONES DE CARTELAS Y TAPAS 04

28

3.5. CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES DE SOLDADURA Y GASES

PARA LA REPARACIÓN.

3.5.1. ELÉCTRODO PARA CORTE Y BISELADO ARCAIR.

El corte y biselado es técnicamente un proceso de mecanizado, por el

cual un potente chorro de aire a presión barre el metal de la zona de

corte, fundido por efecto de un arco eléctrico provocado con un electrodo

situado en la parte delantera de la zona de barrido.

El equipamiento es el mismo que el necesario para la soldadura por arco,

salvo que la porta electrodos incluye unos orificios para la salida del aire

a presión, y se necesita por tanto un caudal adicional de aire comprimido.

Los electrodos a utilizar están compuestos en un 90% por grafito y el

resto de carbono, recubierto por una fina capa de cobre cuya misión es

facilitar el paso de corriente y evitar la corrosión de la pieza que pudiera

ser provocada por el chorro de aire. Este aire tiene que ser

completamente seco y muy caudaloso, por lo que se precisa de potentes

compresores que lo filtren y proporcionen un volumen de entre 700 y

1000 litros por minuto, lo que mantiene una presión de trabajo de 6

kg/cm2. Se necesita principalmente de corriente continua con polaridad

inversa.

Figura Nº 3.7.

Electrodo de carbón

29

Electrodo de carbón para trabajo económico de corte y biselado. El

proceso arco-aire comprimido con electrodos de carbón es ampliamente

usado y más económico que los procesos usuales de oxicorte.

a).- Posición de soldadura

P

(posición plano)

H

(posición horizontal)

b).- Presión de aire.

5 A 6 Bar.

c).- Conservación del producto

Mantener en un lugar seco y evitar humedad.

No requiere almacenamiento bajo horno.

d).- Parámetros de soldeo recomendados.

Para corriente alterna(AC) o continua (DC): Electrodo al polo positivo DCEP

Diámetro (mm) 4,00 5,00 6,50 8,00 9,50 12,70

(pulgadas) 5/32 3/16 1/4 5/16 3/8 1/2

Amperaje mínimo 90 200 300 350 400 800

Amperaje máximo 160 260 400 450 600 1000

E). - Aplicaciones

Puede ser utilizado para:

Preparación de juntas.

Reparación de defectos superficiales e internos detectados por

radiografía.

Eliminación de defectos en piezas fabricadas por fundición.

30

Corte de materiales que no puedan ser trabajados con los procesos

convencionales de corte.

Para el corte y biselado de aquellos metales que pudieran fundirse por

acción del arco eléctrico.

Es indicado especialmente para aceros de mediano carbono y aceros

aleados, así como aluminio y aleaciones de aluminio.

La alta conductividad del cobre y sus aleaciones debe ser tomada en

consideración al trabajarse con estos materiales. Se recomienda, por lo

tanto, un precalentamiento de la pieza antes de iniciar el trabajo.

3.5.1.1. ELÉCTRODO PARA CORTE Y BISELADO CHAMFERCORD.

Bajo él principio de la soldadura por arco eléctrico con. Electrodo

revestido se produce una fusión en el material a cortar o biselar, el

chamfercord debe colocarse en posición casi paralela a la pieza o

plancha que se desea cortar o biselar empujando y jalando el electrodo,

la profundidad del canal depende del ángulo en que se aplica el electrodo

a mayor ángulo de inclinación mayor profundidad.

Figura Nº 3.8.

Electrodo para corte y biselado Chamfercord

31

a).- Características:

Electrodo diseñado para biselar y achaflanar todos los metales, usando

cualquier equipo convencional de arco eléctrico.

No requiere equipo de oxígeno.

De muy fácil aplicación. Debe colocarse en posición casi paralela a la

pieza o plancha que se desea biselar, como se haría con un formón sobre

madera.

Avanzar continuamente para evitar un sobrecalentamiento y obtener un

canal limpio, listo para soldar.

La profundidad del canal depende del ángulo en que se aplica el

electrodo; a mayor Ángulo de inclinación, mayor profundidad.

b).- Corriente y polaridad.

Para corriente continua – Electrodo al polo positivo

∅ 3/32” 1/8” 5/32” 3/16”

2,5 mm 3,25 mm 4,0 mm 5,0 mm

Amp. mínimo 150 250 300 350

Amp. máximo 250 350 400 500

C.- Aplicaciones:

Para biselar, escoplear, ranuras y acanalar cualquier metal, tanto ferroso

como no-ferroso.

Para reparar secciones a soldar, eliminar depósitos viejos o defectuosos,

ranuras rajaduras de motores o maquinaria pesada, sin necesidad de

desmontarla.

Con precauciones es usado para biselar piezas de fierro fundido y aceros

inoxidables.

32

Ideal para eliminar excesos de material soldado o remaches.

En planchas de aceros al carbono convencionales es usado para eliminar

pases de raíz defectuosos.

Para biselar piezas o planchas de aceros aleados que no pueden ser

cortadas con Máquinas de oxi-corte.

3.5.2. SOLDADURA APLICABLE A LA REPARACIÓN.

3.5.2.1. PROCESO FCAW.

Es un proceso de soldadura en el que la fusión se logra mediante un arco

producido entre un electrodo tubular (alambre consumible) y la pieza. La

protección se obtiene de un fundente contenido dentro del alambre

tubular. Protección adicional de un gas suministrado externamente no es

necesaria. Se muestra el proceso, donde se observa el alambre con

núcleo de flujo, la envoltura de gas protector, el arco, el metal de soldar y

la protección con la escoria. El proceso puede ser semiautomático o

automático, siendo el método semiautomático el de mayor aplicación.

Con la “protección exterior de gas”, las ventajas del proceso son:

Soldaduras suaves y sanas.

Penetración profunda.

Buenas propiedades para radiografía.

EQUIPO.

Los principales elementos del equipo requerido para el proceso son:

La máquina de soldar (fuente de poder).

33

El ALIMENTADOR DE ALAMBRE.

El alimentador lleva el alambre tubular automáticamente desde un carrete

o bobina, vía ensamblaje de cable y pistola, al arco. La velocidad de

alimentación del alambre determina la cantidad de corriente de soldar que

se suministra al arco. De esta manera, el control de velocidad de

alimentación es, esencialmente, el ajuste de la corriente de soldar.

LA PISTOLA DE SOLDAR.

Se emplea una pistola y cables para conducir el alambre, el gas (cuando

es necesario) y la corriente de la fuente de poder al arco.

Están disponibles pistolas con cuello de cisne o pistolas con agarradera.

Para ciertas aplicaciones se monta un aditamento especial en la pistola,

para proporcionar velocidades más altas de deposición. Esto incluye una

extensión aislada que, en cierto sentido, contribuye a un rendimiento más

efectivo del alambre.

El GAS PROTECTOR.

Desaloja el aire alrededor del arco, previniendo la contaminación por

oxígeno e hidrógeno de la atmósfera.

Figura Nº 3.9.

Proceso FCAW

34

Para el proceso de la reparación la tolva es necesario identificar el tipo de

soldadura a emplearse teniendo en cuenta lo siguiente:

a) Tipo de material a soldarse (planchas estructurales y especiales)

b) Condiciones de soldadura (climatológico)

c) Tipo de trabajo del proyecto (tolva)

d) Condiciones de trabajo del proyecto (abrasión tracción impacto

temperatura)

1.- E81T1-Ni-1

a). - Descripción:

El producto EXSATUB-81 Ni-1 es un alambre tubular para toda posición,

produce depósitos de alta resistencia mecánica y excelentes propiedades

al impacto, trabaja con mezcla de Ar/CO2.

b). - Características:

El producto E81T1Ni1, produce un arco suave fácilmente controlable con

una transferencia similar al arco spray

La escoria es de fácil remoción que sujeta firmemente al charco fundido

en soldaduras en posición.

El metal depositado tiene excelentes propiedades de impacto a bajas

temperaturas tanto después de soldado (as Weldox) como luego de un

alivio de tensiones (stress relieve), esto se debe al cuidadoso equilibrio

de los elementos ale antes agregados en el interior del alambre tubular

El producto EXSATUB 81 Ni-1 cubre ampliamente los requerimientos

exigidos para el producto TENACITO 80 (E 8018-C 3).

35

c). - Análisis químico del metal depositado (%):

C Mn Si P S Ni

0.065 1.15 0.26 0.007 0.010 0.83

d). - Propiedades Mecánicas:

Resistencia a la

tracción

Limite Elástico Elongación

en 2”

Reducción

de área

Ch V

Después de

Soldado

604 N/mm2 552 N/mm2 26 % 71 % 103 J 85 J

87 500 lb/pulg2 80 000 lb/pulg2

Con alivio de

tensiones 2

horas a 621°C

593 N/mm2 518 N/mm2

27 % 71 % 94 J 60 J 86 000 lb/pulg2 75 000 lb/pulg2

e). - Posiciones de Soldar

P

(plano)

H

(horizontal)

Va

(vertical ascendente

Sc

(sobre cabeza)

f). - Tipo de Corriente, Polaridad, Fuente de Poder.

Corriente Continua Electrodo al polo positivo / CC (+) Voltaje Constante

g). - Diámetros, Amperajes, Gas de protección y Presentación:

h

)

.

–

Aplicaciones: El alambre EXSATUB 81 Ni-1 está diseñado para

soldaduras en toda posición, en un solo pase y/o multi pases sobre

aceros de bajo, mediano y alto carbono y aceros de baja aleación.

Diámetro (mm) 160

Presentación (Kg.) 15 (carrete)

Gas de Protección Ar/CO2 (80/20 o 75/25)

Posición de Soldadura Plano Vertical Ascendente Sobre cabeza

Amperaje (A) 180 - 400 275 optimo 180 - 300 220 optimo 180 - 310 240 optimo

Voltaje (V) 25 - 34 28 (optimo) 21 – 28 25 (optimo) 24 - 30 28 (optimo)

Vel. de deposición (Kg/hr) 2,77 – 6,35 2,77 – 4,63 2,77 – 4,63

Rendimiento (%) 87 86 86

36

3.5.2.2. GASES DE PROTECCIÓN PROPIEDADES Y APLICACIÓN.

Gas Propiedades Aplicación Observaciones

Argón (Ar)

Conductividad térmica baja, provoca

cordones estrechos con elevada

penetración en el centro.

Gas Inerte (no reactivo)

Excelente estabilidad de arco.

Arco Spray posible para mezclar > =

80% Ar.

Puro. - Metales no férricos.

Mezcla.- Aceros

Ar. puro tiende a

provocar mordeduras al

usarse en aceros.

CO2

Gas reactivo.

Permite mayor velocidad de avance

y penetración.

Menor costo.

Modo corto circuito y globular solo.

Elevado nivel de salpicaduras.

Cordón de superficie rugosa y peor

mojado de paredes que Ar.

GMAW en aceros al carbono

y baja aleación.

Único gas reactivo

adecuado para ser usado

puro como gas de

protección.

Para disminuir las

proyecciones hay que

bajar el voltaje (longitud

de arco)

Ar – CO2

A más CO2 más corriente necesaria

para arco Spray.

CO2 20% arco spray inestable.

A más CO2 baño más caliente.

Elevado nivel de proyecciones.

Amplias en acero C y baja

aleación.

CO2 25% no arco spray,

pero en corto circuito

máxima productividad y

mínima penetración en

chapa fina

No se recomienda para

acero inoxidable.

1.- GASES Y SUS APLICACIONES.

a). - Argón.

El argón proporciona una estabilidad de arco excelente. Se usa

normalmente mezclado con otros gases como oxígeno, dióxido de

carbono y helio. El argón se utiliza en metales no férricos, como

aleaciones base níquel, cobre, aluminio o magnesio, y también en aceros

inoxidables y de baja aleación, y metales reactivos como titanio y

circonio.

b). - CO2.

El dióxido de carbono (CO2) es un gas reactivo muy usado para la

soldadura GMAW de aceros al carbono y de baja aleación. Es el único

gas reactivo adecuado para ser usado puro (100% CO2) como gas de

37

protección para el proceso GMAW. El uso extensivo del CO2. Como gas

de protección se ha visto potenciado por algunas de sus características

como la mayor velocidad de soldadura y penetración del cordón que

proporciona, y el menos coste.

El uso de CO2 como gas de protección limita los tipos de transferencia en

GMAW a corto circuito y globular. La transferencia en arco spray es

característica del argón y no se puede conseguir con CO2. Al soldar con

transferencia globular se produce un elevado nivel de salpicaduras. Para

disminuirlas es necesario reducir el voltaje, es decir, la longitud de arco.

En comparación con el argón, el CO2 produce un cordón de excelente

penetración, pero con superficie más rugosa y peor mojada de paredes.

c). - Mezcla Argón CO2.

La mezcla Argón – CO2 se utiliza ampliamente en la soldadura de aceros

al carbono y de baja aleación, pero tiene limitadas aplicaciones en aceros

inoxidables. En general la adición de dióxido de carbono al argón provoca

un aumento en las proyecciones.

La utilización de mezclas Argón – CO2 en GMAW provoca que sean

necesarias corrientes más elevadas para conseguir transferencia en arco

Spray. Niveles superiores al 20% de dióxido de carbono provoca

transferencia arco spray inestable con aumento de las proyecciones y

disminución de la eficiencia.

Mezclas hasta un 10% de CO2 pueden utilizarse para transferencia en

arco pulsado o corto circuito para un amplio rango de espesores. Para

arco pulsado en soldadura en posición y con aceros de baja aleación

pueden usarse mezclas de menor contenido CO2. Este arco será mucho

más tolerable a la presencia de cascarilla y proporcionará un baño más

controlable que otras mezclas. Las mezclas con un 10% de CO2

provocan una mayor aportación de calor resultando un baño de soldadura

más ancho y más fluido.

38

Mezclas de hasta un 25% de pueden ser usadas genéricamente como

gas de protección multiuso para aceros al carbono y de baja aleación.

Con arco en corto circuito se pueden obtener máxima productividad y

mínima penetración en chapa fina. Por otro lado, esta mezcla no es

capaz de establecer transferencia en arco spray.

3.6. CALIFICACION DE PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA.

3.6.1. ESPECIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA. (WPS)

(Welding Procedure Specification).

a) El procedimiento de soldadura o WPS, es un documento que provee

las directrices para realizar la soldadura con base en los

requerimientos del código, proporciona igualmente la información

necesaria para orientar al soldador u operador de soldadura y

asegurar el cumplimiento de los requerimientos del código.

b) Describe las variables esenciales, no esenciales y cuando se

requiera, las variables suplementarias esenciales de cada

procedimiento de soldadura.

c) Debe estar firmado por el inspector de soldadura.

d) El código AWS tiene una serie de procedimientos pre-calificados, por

lo cual cuando se va a soldar con base en este código es necesario

únicamente cumplir con lo establecido en el código.

El código ASME sección IX, estándar para calificación de procedimientos

de soldadura, soldadores y operadores de soldadura, da los lineamientos

para desarrollar el procedimiento de soldadura.

Diseño de la Junta.

Ver QW-402 del ASME IX, debe indicarse el tipo de junta, las tolerancias

dimensionales, material de refuerzo si aplica, y el tipo de material, si es

una junta de bisel doble, el material de soldadura se considera refuerzo

para el lado posterior.

39

Meta Base.

El punto de la norma que rige el metal base es QW-403, y se refiere a las

piezas de metal a unir, ya sea tubo o lámina, pueden ser del mismo tipo o

de diferente tipo de material. El código divide los tipos de material en

Números P y Grupos. En el WPS debe detallarse como mínimo el

Número P, el Grupo, el espesor o rango de espesores, el diámetro si es

tubería.

Metal de Aporte.

Ver QW-404 para el Metal de Aporte y QW-409 para las Características

Eléctricas. es necesario especificar la clasificación AWS del electrodo, la

especificación SFA.

El número “A” o el análisis químico, en número F, límite de depósito,

diámetro, rango de amperaje y rango de voltaje, el tipo de corriente, la

polaridad, el modo de transferencia, Tamaño y tipo de la varilla de

tungsteno, rango de velocidad del alambre. La información que se

suministra depende del proceso de soldadura, ya que hay condiciones

que son únicas para cada proceso.

Posición.

Ver QW-405. Especifica la posición en que se calificará el procedimiento,

y por ende a los soldadores, especificando si es una junta en filete o a

tope, y el sentido de progresión de la soldadura.

Precalentamiento y Temperatura entre Pases.

Se encuentra en QW-406. Esta temperatura está en función del tipo de

material, y en el WPS debe especificarse, en caso que se requiera, la

temperatura mínima de precalentamiento, la máxima y la mínima

temperatura entre pases.

40

Tratamiento Térmico Post-soldadura.

Ver QW-407. Está en función del material y es necesario describir en el

WPS el rango de temperatura y el tiempo de mantenimiento de la misma.

Debe tenerse en cuenta que el tiempo de mantenimiento está en función

del espesor.

Gases.

Ver QW-408. Si aplica, debe especificarse el tipo de gas, la mezcla en

porcentaje y la data de flujo de salida.

Técnica.

Ver QW-410. En este punto se debe indicar tipo de limpieza inicial y entre

pases, tipo de depósito, tamaño del orificio de salida de gas, tipo de

oscilación, método de protección de la raíz, pases por lado, electrodo

múltiple o sencillo, rango de velocidad de avance, insertos consumibles.

Variables.

Durante el proceso de soldadura existen variables que se pueden

modificar sin afectar la calificación del procedimiento estas se denominan

Variables No Esenciales. Las Variables esenciales son aquellas que, si

se modifican, el procedimiento debe ser recalificado; estas variables

están directamente relacionadas con el proceso de soldadura

seleccionado y se pueden consultar en QW-250.

3.6.2. CALIFICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA (PQR).

(Procedure Qualificatión Record).

La Calificación del Procedimiento de Soldadura (PQR, Procedure

Qualificatión Record) se realiza con base en el WPS y se detallan los

rangos de calificación y se anexan los ensayos mecánicos realizados a la

muestra, ya sea tensión, doblado, impacto o dureza. En el PQR se debe

detallar además el nombre del soldador, su estampa y su número de

41

Identificación, El Inspector Responsable de realizar las Pruebas con su

respectiva firma, El Inspector Responsable de Diseñar el WPS, la fecha y

el código bajo el cual se calificó el procedimiento.

3.6.3. CALIFICACIÓN DE SOLDADOR (WPQ)

(Welding Performance Qualificatión)

La calificación del soldador con base en el procedimiento de soldadura

(WPS) previamente calificado (PQR) y aprobado.

La calificación del soldador consiste en una prueba de su habilidad para

soldar y dependiendo de las necesidades del proyecto, esta prueba se

realiza en diferentes posiciones, 1G, 2G, 3G, 4G, 5G o 6G, para

soldadura a tope. La posición vertical con la progresión hacia abajo es

calificada únicamente para API. La soldadura en filete es calificada según

AWS D1.1

Existen variables esenciales y no esenciales para la calificación del

soldador que se encuentran en el código ASME IX Artículo III Welder

Performance Qualifications. QW-300. La prueba del soldador deberá

estar dirigida por un inspector de soldadura calificado, y toda prueba a ser

sometida a los ensayos, ya sean destructivos o no

Deberá haber pasado previamente la inspección visual, de acuerdo a los

requerimientos de la norma. Una vez el soldador se aprobado y el

material sea examinado, ya sea por ensayos mecánicos o radiografía, y

siempre y cuando los resultados sean satisfactorios, se deberá llenar la

planilla de calificación del soldador, indicando principalmente:

Nombres completos del soldador

Número de Cédula de Ciudadanía o Pasaporte

Estampa. Rango de diámetros que cubre esta calificación.

Rango de espesores

Posición calificada

Proceso

Metal Base (número P)

42

Metal de aporte (número F)

Espesor del metal depositado

Progresión de soldadura

WPS y PQR sobre el cual se realizó la calificación.

Tipo de ensayo que se realizó a la probeta y su resultado

tipo de ensayo que se realizó a la probeta y su resultado

Fecha de calificación

Inspector que condujo la prueba

Aceptación por parte del cliente

Estos registros se deben guardar y la calificación del soldador caducan

únicamente si pasa más de seis meses sin realizar una soldadura para la

empresa.

43

DOCUMENTO WPS

Figura Nº 3.10.

Especificación del procedimiento de soldadura (WPS)

44

DOCUMENTO PQR.

Figura Nº 3.11.

Calificación del procedimiento de soldadura (PQR)

45

DOCUMENTO WPQ.

Figura Nº 3.12.

Calificación del soldador (WPQ)

46

DOCUMENTO WPQ.

Figura Nº 3.13.

Calificación del soldador (WPQ)

47

3.7. PROCESO DE REPARACIÓN DE LA TOLVA MAX BODY.

Figura Nº 3.14.

Partes de la tolva

Antes de detallar el proceso de reparación de la tolva MAX BODY, vamos a

nombrar las partes más importantes de la tolva a fin de ubicarnos durante el

desarrollo de la reparación del componente donde:

A. Canopy o Visera de tolva.

B. Frontal de Tolva.

C y D. Laterales de Tolva.

E.- Piso de Tolva.

3.7.1. REPARACIÓN DE LA TOLVA MAX BODY.

En coordinación con el área de mantenimiento mina y el taller de

soldadura de la empresa Minera Barrick Pierina, el día 25 de junio del año

2012, se dio por inicio la reparación general de la tolva MAX BODY.

Para el inicio de nuestras actividades se elaboró la hoja de identificación

de peligros y evaluación de riesgos (IPER) y los respectivos permisos de

trabajo en caliente y trabajos en altura y desarrollamos nuestras labores

cumpliendo los procedimientos y normas del programa de seguridad y

A

B

C D

E

48

medio ambiente de nuestro cliente MBM paralelamente con el programa

de la empresa METCOM M&S.

3.7.2. OBJETIVO.

El presente informe, tiene por finalidad detallar la reparación general de la

tolva MAX BODY; La reparación ejecutada se basa en la aplicación de

soldadura según el código estructural (American Welding Society) AWS

D1.1 (Proceso de soldadura manual FCAW), La reparación se inició el día

lunes 25 de junio del 2012.

3.7.3. ALCANCES DE LA REPARACIÓN.

Según los alcances de reparación elaborada por la empresa Minera

Barrick Misquichilca Pierina, la reparación general consiste en lo

siguiente:

a). PISO DE TOLVA.

Cambio general de las planchas del piso y canales inferiores, (canales de

piso 06); el piso tendrá un solo tipo de plancha especial que hará de

plancha base y anti desgaste, para la parte central y posterior se colocará

plancha de 450 brinell de ⅝” de espesor; mientras que en los costados

del piso se colocará plancha de 450 brinell de ½” de espesor.

Los canales del piso tendrán un espesor de ¼” y serán de acero

estructural A514, se cambiarán los 6 canales del piso.

b). LATERALES DE TOLVA.

Los laterales de tolva se fabricarán con plancha anti desgaste de 450

brinell de dureza y ⅜” de espesor.

Los canales a utilizar serán también en acero estructural A514 de ¼” de

espesor.

49

c). PARED FRONTAL.

En la pared frontal se retirarán las planchas base y de revestimiento

siendo reemplazadas por una única plancha que hará la función de

plancha base y anti desgaste; se empleará plancha dura de 450 brinell se

empleará plancha de ⅜” de espesor en la totalidad del frontal.

Los canales del frontal serán los mismos, serán reparados de fisuras y

deformaciones y se cambiarán las cartelas de refuerzo.

d). CANOPY DE TOLVA.

Se reemplazará parte de las planchas base y anti desgaste por una única

plancha dura de 450 brinell y de ⅜” de espesor; se disminuirá la longitud

del canopy en 30 cm. los canales del canopy serán los mismos a los

cuales se le hará reparación de fisuras y de formaciones.

En la parte inferior incluye verificación y reparación de alojamientos de

bocinas de pin pivot y pin de levante como reparación y/o cambio de los

mismos, a si también verificar medidas y corregirlas si estas estuvieran

desfasadas, medidas del chasis de tolva, medidas entre bocinas del pin

pivot, medidas entre bocinas del pin de levante y medidas entre pin pivot

y pin de levante.

Finalmente tener presente que el objetivo además de la reparación es

aligerar el peso de la tolva teniendo como objetivo reducir hasta en un

30% de su peso original para ello se recurrirá a la modificación de

medidas en espesores de planchas y canales.

50

3.8. RETIRO DE LOS LATERALES LH Y RH Y PLANCHAS DE LA PARED

FRONTAL

a). PROCEDIMIENTO DE RETIRO.

Retiro de las planchas de transición de los laterales y pared frontal las cuales

unen al lateral y piso; además del frontal y piso, para ello se hará uso del equipo

de corte y biselado con electrodo de carbón arcair con el cual limpiaremos los

cordones de soldadura para liberar las planchas base y anti desgaste de las

planchas de transición; una vez liberadas con la ayuda de barretilla retiramos las

planchas de su lugar y haciendo uso del equipo oxicorte trozaremos las planchas

en tamaños pequeños máximo de 25 kg. Que nos permitan manipularlas para

ser retiradas y ubicadas en el conteiner de chatarra para su disposición final.

Retirado las planchas de transición se procederá a la limpieza de la zona de

trabajo retiramos el hollín que se fue acumulándose durante la operatividad de la

tolva además de las escorias generadas durante el corte de planchas.

Para el retiro de los laterales procedemos a soldar 02 orejas en la parte superior

de los laterales de donde estarán sujetos al brazo articulado de 10 toneladas. De

capacidad el cual nos ayudara a retirar el lateral en una sola pieza.

Una vez sujetado procedemos a limpiar la soldadura de unión del lateral con el

piso dejando solamente tres tramos de 4” en cada extremo y uno en el centro

como medida seguridad antes de retirar el lateral de su sitio con la ayuda del

brazo articulado.

Durante el corte de planchas se tendrá cuidado en controlar la línea de fuego

direccionando las chispas a lugares libre de personal y material inflamable.

Todo el personal involucrado deberá de contar con todos los EPPs básicos como

tapones de oídos respirador de media cara lentes de seguridad casco ropa de

cuero y zapatos de seguridad guantes de maniobra y de soldar.

51

También se tuvo en cuenta los espesores de las planchas y canales salientes

como referencia para la disminución de espesores en el aligeramiento de los

laterales.

Los laterales LH y RH tenían planchas base estructural A514 de ¼" y plancha de

revestimiento de 500 brinell de ½”, los canales eran de plancha estructural A514

de ¼" de espesor.

Figura Nº 3.15.

Retiro de las planchas de transición del piso

Figura Nº 3.16.

Corte del lateral para ser retirado en una sola pieza.

52

3.9. RETIRO DE PLANCHAS DEL FRONTAL.

En la pared frontal para el retiro de las planchas anti desgaste y planchas base,

se hará primero retirando las planchas anti desgaste, por tratarse de planchas

especiales (planchas duras) se retirarán en tramos pequeños no más de 1 m. Ya

que debido a las deformaciones de las mismas están estas contienen una

energía residual que de no ser controlada podría desprenderse de su base de

manera brusca ocasionando lesiones fatales para el soldador ya que este en

todo momento, se encontrara en la línea de fuego.

El procedimiento para el retiro una vez demarcado los tramos, se limpiará

primero la soldadura de los ojos chinos, el cual permitirá la separación del anti

desgaste con la plancha base liberando la presión u energía producto de la

deformación, como se podrá ver en las imágenes.

Enseguida se procederá a limpiar la soldadura de los contornos y en cada metro

de plancha que se limpie esta será retirada con la ayuda del equipo oxicorte,

evitando de esta manera que la plancha se desprenda de manera inesperada.

Se deberá considerar que la soldadura estará fatigada y presentara desgaste

además de fisuras en los cordones de soldadura, esta condición lo hace ya un

peligro permanente, lo que se debe tener en cuenta para no caer en el exceso

de confianza y por ende ser víctima de un accidente no deseado.

Figura Nº 3.17.

Detalle de los ojos chinos y tramo de corte

1 m.

Ojos chinos

53

Retiradas las planchas anti desgaste se procederá a retirar las planchas base,

para ello se hará en tramos pequeños y los cortes se realizará en lo contornos

de los canales para posteriormente ir limpiando los residuos de planchas que

quedaron pegadas a la parte posterior de los canales, se tendrá en cuenta las

deformaciones de las planchas base ya que existe la posibilidad de que se

desprendan de manera brusca pudiendo ocasionar eventos que comprometan la

integridad del soldador.

Figura Nº 3.18

Cortes de la plancha base en tramos pequeños en la pared frontal

Esta primera parte se realizará utilizando únicamente el equipo oxicorte y

posteriormente se hará uso del equipo Arco aire (electrodo arcair) para limpiar

las soldaduras que une el canal y la plancha base; de esta manera se culminara

con el retiro de todas las planchas de la pared frontal teniendo entonces los

canales del frontal expuestos para la evaluación y reparación de las

deformaciones y fisuras que pudieran presentar.

No olvidemos que según el detalle de la reparación de la tolva los canales del

frontal se reutilizaran, por lo tanto, de tuvo mucho cuidado en no dañarlos al

momento de retirar las planchas base y anti desgaste.

54

Figura Nº 3.19.

Frontal de tolva con planchas parcialmente retiradas

3.9.1. REPARACIÓN DE CANALES DE FRONTAL DE TOLVA.

Los canales del frontal por lo general presentaran deformaciones y fisuras

en su estructura, y cartelas de refuerzo a si mismo los cordones de

soldadura presentaran también fisuras, para la reparación de los canales,

será necesario realizar injertos de planchas en las zonas que presenten

demasiada deformación, así como limpieza de la soldadura dañada en

diferentes partes de los canales del frontal para luego volver a soldar.

Las cartelas que presenten deformación o rotura serán cambiadas por

otras nuevas se tendrá cuidado en colocar la misma cantidad de cartelas

y en la distribución correcta.

La primera actividad será realizar la limpieza mecánica en todas las

estructuras de los canales eliminando escorias y rebabas producto del

corte, esta limpieza nos permitirá detectar con mayor facilidad las fisuras

existentes ya sea en los canales o cordones de soldadura; La limpieza

mecánica se realizará con la ayuda de esmeriles angulares de 7” y 9” con

discos de abrasión de acuerdo al esmeril a utilizar.

55

Figura Nº 3.20

Limpieza mecánica de los canales del frontal

Figura Nº 3.21.

Canales reforzados y cartelas soldadas a la estructura del canal

En la reparación puntual del frontal de tolva, se realizó limpieza mecánica

de los canales, se reparó fisuras en la soldadura de las cartelas de

refuerzo, se reutilizo las mismas cartelas ya que no presentaban

deformación ni roturas.

56

3.10. RETIRO DEL PISO DE TOLVA.

Primeramente, empezaremos con el retiro de las planchas anti desgaste,

aplicando el mismo procedimiento que utilizamos en el frontal de la tolva; se

limpiara la soldadura de los ojos chinos, enseguida con la ayuda del equipo

oxicorte se procederá al corte de las planchas en tramos de 1 m por lado para

evitar desprendimientos de plancha que pudieran ocasionar daño a la integridad

del personal de soldadores.

Las planchas anti desgaste retiradas tenían un espesor de 1/2” inicialmente,

culminado el corte las planchas serán retiradas para dar paso al corte de las

planchas base.

Figura Nº 3.22.

Retiro de planchas anti desgaste del piso de tolva

57

Figura Nº 3.23.

Retiro de las planchas base del piso de tolva.

Las planchas base para ser retiradas se hizo por medio de cortes en los vacíos

del piso vale decir en los contornos de los canales estas piezas se irán retirando

uno a uno hasta culminar con todas las planchas y enseguida empezar a retirar

los canales inferiores del piso

Luego de retirar las planchas base, de ¾" y ⅝” en la parte central y los costados

respectivamente y plancha de protección de ½"; se dio inicio al retiro de los

canales inferiores del piso, a diferencia de los laterales, aquí se mantuvo las

medidas y espesores de los canales; los cinco primeros canales son de un

espesor de ¼” y el ultimo canal el sexto es de un pesor de ⅜” se consideró a si

para darle mayor protección a la parte posterior de la tolva al momento del

acarreo del mineral.

En la reparación de la tolva se tomó una serie de medidas de seguridad

relacionadas a la estructura de la tolva por ejemplo en el desarmado del piso y

canales se tomó como medida dejar en la parte central y posterior un canal como

soporte para que la estructura del piso no tenga modificación alguna por

tensiones residuales que pudiesen existir y estos alteren las medidas y

simetricidad de la estructura de la tolva.

58

Figura Nº 3.24.

Piso de tolva con canales que evitan su deformación por tensiones

A si también se consideró la posición y medidas de los alojamientos de bocinas

del pin pívot y pin de levante, para ello también se procedió a apuntalar por

medio de barras y evitar sus posibles desfases producto de tensiones residuales

o movimientos de izaje al momento del pesaje que se realizó en tres

oportunidades tal como se muestran en las figuras.

Durante la reparación se estuvo monitoreando el peso de la tolva a medida que

se iba retirando las diferentes partes llámese laterales, planchas del frontal,

planchas y canales del piso para esto se hacía pesajes de la estructura en sus

diferentes etapas de la reparación.

59

Figura Nº 3.25.

Pesaje de la tolva durante su reparación

Figura Nº 3.26.

Balanza electrónica

60

3.10.1. INSTALACIÓN Y SOLDEO DE PLANCHA DEL FRONTAL.

Una vez culminada la reparación de los canales de la pared frontal e

instalados las cartelas de refuerzos se procederá a instalar la plancha de

la pared frontal, el tipo de plancha a emplearse será plancha dura de 450

Brinell con un espesor de 3/8”, esta plancha hará la función de plancha

base y anti desgaste.

Figura Nº 3.27.

Instalación de la plancha en la pared frontal

El soldeo de la pared frontal se realizará por la parte exterior del frontal

de esta manera se unirá los canales del frontal con la plancha; se

realizará un pase de raíz y dos pases de relleno.

El material de aporte será alambre tubular EXATUB 71 T.1 DE 1/16” el

gas protector será el CO2; para el desarrollo de la soldadura se cumplirá

con el procedimiento respectivo para obtener una buena calidad en el

acabado.

61

Figura Nº 3.28.

Soldeo de la plancha en la pared frontal

Figura Nº 3.29.

Soldeo de la plancha en la pared frontal

62

3.10.2. LIMPIEZA MECANICA DEL CHASIS DE TOLVA.

El trabajo más arduo durante la reparación podemos asignarlo al proceso

de la limpieza mecánica, ya que depende de ello el resultado de una

buena evaluación del estado estructural de la tolva como también el

resultado de la soldadura aplicada durante el armado de la tolva.

Una vez retirado los canales del piso de tolva se procedió a la limpieza

mecánica en las todas las zonas de contacto de los canales con el chasis

de la tolva; echa la limpieza de los puntos mencionados se procederá a

tomar medidas para ver la plenitud de las bases y proceder a reparar las

bases que presenten desgaste, deformaciones o fisuras.

La reparación consistes en rellenar por medio de soldadura todas las

deformaciones de las bases ocasionadas por deformación o por el mismo

proceso de corte y limpieza de la soldadura realizada al momento del

retiro de los canales; también se hará injertos de planchas en las zonas

donde el óxido haya corroído el material (oxidado) y esto comprometa la

estructura de la tolva.

Figura Nº 3.30.

Chasis de tolva para realizar limpieza mecánica de escorias

63

Figura Nº 3.31.

Limpieza mecánica y recuperación de zonas de contacto en el

chasis de tolva

3.10.3. PRESENTACIÓN E INSTALACIÓN DE LOS CANALES NUEVOS.

Una vez echo la limpieza mecánica y haber reparado las bases de

contacto en el chasis de la tolva, se procederá a presentar los canales

nuevos; el detalle en esta parte de la reparación es asegurarse de que el

canal asiente en los cuatro puntos de apoyo del chasis de no ser así se

tendrá que realizar rectificaciones por medio de esmerilado o en su

defecto rellenado por medio de soldadura.

Es importante tener en cuenta que además de conseguir que los canales

tengas contacto en sus cuatro puntos de apoyo se deberá conseguir que

los canales mantengan una horizontalidad uniforme entre todos los

canales.

En el armado y apuntalado de los canales inferiores estas serán

reforzadas con cartelas en la parte central a la altura del chasis de tolva a

si mismo se reforzó la zona de levante con cartelas y planchas

adicionales sobre los canales comprometidos. Se consideró el

paralelismo de los canales entre sí y con relación al chasis de tolva

64

teniendo en cuenta que cada uno de los canales guarde altura

correspondiente para tener un piso plano.

Figura Nº 3.32.

Presentado de canales de piso sobre chasis.

Figura Nº 3.33.

Instalación de cartelas de refuerzo en canales de piso.

65

La función de estas cartelas es de reforzar los canales y a la vez el chasis

de tolva, evitando de esta manera un desfase en la estructura del piso de

tolva cuando esta esté en operación.

Se instalaron 26 cartelas en todos los canales del piso.

Figura Nº 3.34.

Canales de piso de tolva soldado y reforzado al 100%

3.10.4. INSTALACIÓN DE PLANCHAS DEL PISO.

Figura Nº 3.35.

Presentado de planchas en el piso de tolva

66

Con la ayuda de un tecle de 1.5 toneladas procedemos a subir las

planchas para presentarlas de acuerdo al plano inicial, Como se indica en

el plano emplearemos dos tipos de espesores de planchas sin embargo

el tipo de plancha será el mismo Hardox 450 Brinell.

Se tendrá en cuenta ciertas consideraciones antes de proceder a la

instalación de las planchas y posteriormente su soldeo que a

continuación las mencionamos:

3.10.5. CONSIDERACIONES PARA UNIONES SOLDADAS DE PISO DE

TOLVA.

1. Biselado de planchas.- Para las uniones por soldadura de las

planchas de piso estas serán biseladas con un ángulo de 30°, las

planchas; tendrán una separación de 3 milímetros entre plancha y

plancha; además las planchas por soldar tendrán un respaldo con

platina de 2” x 3/16” (ver Fig. Nº ).

El respaldo consiste en una platina de acero estructural que se

colocará en la parte posterior de las planchas a soldar, con esto se

consigue que el pase de raíz sea más eficaz por consiguiente la unión

será más homogénea.

Figura Nº 3.36.

Presentación de las planchas biseladas de piso para su soldeo

67

Figura Nº 3.37.

Presentación de las planchas de piso para su soldeo

2. Numero de pases. - El número de pases es en el N° de veces

que se ha tenido que recorrer longitudinalmente la unión hasta

completarla; como resultado de cada pasada se obtiene un cordón

de soldadura.

Figura Nº 3.38.

Cordones de soldadura y capas de soldadura.

a) Cordón Nro. 1 pase de raíz

b) Cordones 2, 3, 4 y 5 cordones de amarre.

En lo referente al material de aporte y considerando que la plancha es

HARDOX 450 se seleccionó los siguientes materiales de aporte:

Pase de raíz y de amarre 1, 2 y 3 EXATUB 71-T1 de 1.6 mm

Pase de recubrimiento, cordones 4 y 5 TENACITO 110, de 5/32”.

La penetración de la unión será completa con respaldo, las uniones serán

entre planchas de ⅝” con ⅝”; ½” con ⅝” y ½” con ½".

68

Antes de iniciar el trabajo de soldadura se deberá de tener la temperatura

de precalentamiento que para el caso de la plancha HARDOX 450 es de

180°C como mínimo.

Además, se deberá considerar las condiciones adecuadas para el soldeo

debiendo de:

a) Eliminar corrientes de aire

b) Eliminar el hidrogeno del material a soldar.

c) Material de aporte completamente seco

d) Considerar la temperatura de inter pase.

e) Controlar el enfriamiento del material soldado

Figura Nº 3.39.

Presentación de planchas de piso de tolva

69

Figura Nº 3.40.

Biselado de planchas de piso para el soldeo

3.10.6. SOLDEO EN LA PARTE INFERIOR DE CANALES Y PLANCHAS DE

PISO DE TOLVA.

Figura Nº 3.41.

Soldeo en la parte inferior de canales de piso de tolva.

Para el soldeo en la parte inferior del piso de tolva se hará en la posición

sobre cabeza se tendrá siempre en cuenta el procedimiento de

soldadura, para conseguir una buena penetración y acabado se hará una

correcta graduación del amperaje de la maquina velocidad de alambre y

70

presión del gas protector; además de asignar al soldador de mayor

experiencia y habilidad para desarrollar dicho trabajo.

Los parámetros de necesarios para obtener un buen resultado en el

soldeo son los siguientes:

Amperaje:

Velocidad de alambre:

Presión de gas:

Temperatura de soldeo mínimo: 160°C

Para realizar esta parte de la soldadura se deberá de asignar al personal

más experimentado por ser una zona muy importante en la estructura de

la tolva.

3.11. FABRICACIÓN DE LOS LATERALES DE TOLVA.

Los alcances de la reparación indican la fabricación de nuevos laterales las

cuales además deberán ser modificadas en cuanto a diseño y espesores de

planchas.

Para la fabricación de los nuevos laterales se hará uso de:

a). - canales de acero estructural A514 de 1/4" de espesor.

b). - Plancha dura HARDOX 450 Brinell de 5/16” de espesor

El material de aporte en la soldadura será el mismo alambre EXSATUB 71-T-1

de 5/16” de diámetro

Para la fabricación de los laterales se hará uso de una plataforma de concreto la

cual deberá estar completamente plana la cual nos brinde uniformidad en el

contacto plancha canal.

71

Figura Nº 3.42.

Canales estructurales A514 y plancha dura por soldar

Figura Nº 3.43.

Unión de final de los canales con la plancha

Se tendrá la plancha del lateral cortado de acuerdo a las medidas de los planos.

Como paso siguiente se colocará los canales encima de la plancha dejando un

espacio de ½” en los bordes de la plancha con respecto al canal, este espacio

nos servirá para el depósito de la soldadura.

Los pases necesarios para unión de las piezas (plancha canal) serán 3 pases:

01 pase raíz

02 pases de relleno.

Plancha HARDOX 450

Canales A514 estructural

72

Para el soldeo de los laterales se hará de manera intercalado (paso peregrino)

para evitar deformaciones a consecuencia de la temperatura, además la plancha

estará sujeta al piso como seguridad para evitar dicha deformación.

Para todo el proceso de soldeo se tendrá presente el respectivo procedimiento

de soldadura de esta manera se garantizará un resultado eficiente en la

fabricación.

La fabricación estará a cargo de 02 soldadores y un ayudante.

Una vez culminada el soldeo del lateral se hará las pruebas no destructivas con

tintes penetrantes para descartar posibles fallas como fisuras en los cordones de

soldadura.

En caso de encontrar fisuras será limpiada o retirada la soldadura para corregir

dicha falla.

Figura Nº 3.44.

Armado de los laterales de tolva.

Como muestra la figura, En esta oportunidad los laterales se armaron y soldaron

encima del piso de tolva ya que nos daba mayor facilidad para el soldeo y a si

mismo aseguramiento del lateral para evitar que esta se deforme producto de la

temperatura de igual manera nos permite trabajar con mayor limpieza

73

Figura Nº 3.45.

Soldeo final de los laterales

3.11.1. INSTALACIÓN DE LOS LATERALES

Culminado la fabricación de los laterales estas serán preparadas para ser

instaladas en la tolva la cual ya tiene los siguientes avances:

1. Tiene el frontal de tolva con las planchas nuevas soldadas.

2. Tiene las planchas del piso de tolva soldadas entre si y entre los

canales inferiores de piso.

Para la instalación de los laterales tendremos el apoyo de una grúa de 25

toneladas para el izaje el cual será evaluado y ejecutado por personal

certificado como es el operador de grúa y el respectivo rigger.

74

Figura Nº 3.46.

Montaje de la parte lateral de la tolva

Para el montaje de los laterales, sobre el piso de tolva se colocarán

guiadores en la zona donde asentará la base de los laterales esto nos

facilitará la instalación de ambos laterales.

Figura Nº 3.47.

Soldeo del piso base lateral

75

El soldeo en la base del lateral con el piso de tolva se realizará de

manera intercalada con tramos de 0.80 m, para evitar posibles

deformaciones debido a la temperatura de la soldadura además se tendrá

en cuenta el procedimiento de soldadura; además se deberá de

considerar que el soldeo constará de:

01 pase de raíz.

02 pases de amarre.

El soldeo se realizará en ambos lados del lateral (exterior e interior)

además en la parte interior se soldará la plancha de transición que unirá

también al lateral con el piso de tolva; además se tendrá en cuenta que

ambos laterales formen 90° con relación al piso siendo a si se procederá

al soldeo de ambos laterales.

3.11.2. CORTE DE AGUJEROS EN EL PISO DE TOLVA PARA FLUJO DE

GASES.

Culminado el soldeo de las planchas del piso se procederá a realizar los

cortes de los agujeros en el piso de tolva las cuales permitirá el paso de

los gases este agujero se realizará en los canales calientes vale decir en

los tres primeros canales del piso de tolva; además del ultimo canal el

dará para la expulsión de los gases al exterior; Los agujeros serán

realizadas a 5 cm del lateral, tendrán un ancho de 17 cm y un largo de 34

cm, tal como se muestran en la Fig. Nº

76

Figura N 3.48.

Se realizarán 08 agujeros en el piso de tolva

Figura Nº 3.49.

Se realizarán 02 agujeros en la pared frontal

77

3.11.3. SOLDEO DE CARTELAS E INSTALACIÓN DE PLANCHAS DE

TRANSICIÓN

Realizado los agujeros para el flujo de gases se procederá a soldar las

cartelas de refuerzo sobre la cuales irán montadas las planchas de

transición, se instalarán 16 cartelas laterales 8 por lado.

Se tendrá en cuenta el área de escape para el flujo de los gases, ya que

si este es demasiado pequeño podría ocasionar una deficiente

evacuación de los gases y por consiguiente generar recalentamiento de

la tolva; el detalle de las cartelas a usarse se detalla en la figura

siguiente:

Figura Nº 3.50.

Especificaciones de las Cartela Laterales, Frontales y Verticales

Figura Nº 3.51.

Soldeo de las cartelas y área de escape

78

3.11.4. INSTALACIÓN Y SOLDEO DE LAS PLANCHAS DE TRANSICIÓN.

Las planchas de transición irán montadas sobre las cartelas, haciendo

contacto con las paredes laterales y el piso de tolva a las cuales irán

soldadas, se realizará tres pases de soldadura un pase de raíz y dos de

amarre; además también irán soldadas a las cartelas por medio de ojos

chinos con el fin de darle mayor solides a la estructura y evitar fisuras o

fracturas por vibración.

Se montarán 02 planchas de transición en los laterales y 01 plancha de

transición en el frontal además de 02 planchas de transición verticales

que irán entre las paredes laterales y la pared frontal; se tendrá especial

cuidado antes de soldar las planchas de transición, asegurándonos que

no quede nada en el interior de los conductos que pudieran obstruir el

libre paso de los gases al momento de darle operativo al componente.

El tipo de plancha a utilizar para las transiciones será plancha HARDOX

de 450 brinell de dureza los espesores a utilizarse serán de dos medidas

en la parte posterior se utilizará plancha de ½” y en la parte delantera

plancha de 3/8”, en los laterales verticales se usará plancha de 5/16 por

ser una zona de poco impacto y abrasión.

La Figura Nº 3.52, muestra los ojos chinos para el soldeo en la parte

central de las planchas de transición; los ojos chinos también conocidos

como botones, son pequeños agujeros alargados que se realizan en la

plancha a soldar para poder sujetarlo a una base determinada.

79

Figura Nº 3.52.

Soldeo de ojos chinos

Figura Nº 3.53.

Soldeo de las planchas de transición

80

Figura Nº 3.54.

Instalación de planchas de transición pintadas en rojo

3.12. REPARACIÓN DEL CANOPY DE TOLVA.

Se realizará reparación parcial dado que la zona no estaba muy dañada por lo

tanto también nos centraremos en la reducción de pesos, para ello se hará retiro

de planchas en la parte posterior en la unión del canopy y la pared frontal, en

esta zona retiraremos la plancha base estructural A514 de un espesor de ¼” y

como plancha de protección de ½” para ser reemplazado por una única plancha

que hará de base y protección.

El área que reemplazaremos será de 1.30 metros x 6.10 metros.

81

Figura Nº 3.55.

Retiro de plancha base y protección por reemplazar

Figura Nº 3.56.

Instalación de plancha única nueva.

Una vez instalada la nueva plancha en la parte posterior del canopy esta será

reforzada con un envolvente que cumplirá dos funciones como plancha anti

82

desgaste además de refuerzo a la unión del canopy con la pared frontal el cual

se muestra en la Fig. Nº 3.57.

Figura Nº 3.57.

Reducción del borde del canopy

Por recomendación de la supervisión de la minera se redujo el largo de la visera

en 30 cm de lo que inicialmente media, vale decir que medía 3.13 mt. Y se

redujo a 2.83 mt, siempre con el propósito de reducirle peso a la tolva.

Por último, se hará la instalación de la envolvente del frontal y canopy con

plancha de ⅜” A514 estructural tal como se muestran en las figuras siguientes.

3.13. INSTALACIÓN DE LOS ENVOLVENTES.

Los envolventes son piezas que van montadas en la parte superior de los

laterales de tolva como también la parte superior de la unión de la pared frontal y

el canopy de tolva; la función de estas partes de la tolva es la de protección a la

unión soldada de los impactos que pudiera sufrir la tolva al momento de realizar

el carguío de mineral; además también tiene la función de darle mayor solides a

estas partes a estas zonas indicadas. Los envolventes también hacen la función

de planchas anti desgaste al contacto del mineral con la tolva

83

El tipo de acero utilizado para estos envolventes es de acero estructural A514 de

⅜” de espesor.

Figura Nº 3.58.

Instalación del canopy frontal

Como se indicó líneas arriba la función de este envolvente es la de proteger la

unión soldada entre la base del canopy y la pared frontal dándole solidez

además de cumplir la función de plancha anti desgate al contacto del mineral.

Figura Nº 3.59.

Instalación de los envolventes laterales de tolva

84

Los envolventes laterales además de cumplir las funciones de protección a las

uniones soldadas y anti desgaste, también cumplen la función de protección

contra los impactos ocasionados por los equipos de carguío, estos envolventes

irán en ambos laterales derecho e izquierdo.

3.14. INSTALACIÓN DE TAPAS DE CANALES.

Para la instalación de las tapas de los canales nos aseguraremos de tener los

conductos libres de objetos que pudieran obstruir el paso de los gases; también

nos aseguraremos que los agujeros de paso para los gases se hayan realizado

en las zonas indicadas.

Las tapas se harán fabricadas en acero estructural A514 de ⅜” de espesor

Figura Nº 3.60.

Canales de flujos de gases de frontal y piso libres de obstáculos

Figura Nº 3.61.

Soldeo de tapas de canales de piso.

85

3.15. INSPECCIÓN DE SOLDADURA.

Una vez culminado el proceso de armado y soldeo de la tolva se procede a la

inspección de soldadura a cargo del área de confiabilidad de parte del cliente,

quienes se encargarán de inspeccionar todas las uniones soldadas, medidas,

ángulos, disposición de planchas y acabados.

Sin embargo, las inspecciones de soldadura y armado también se realizaron en

el día a día del proceso de la reparación, lo cual nos da oportunidad de corregir

alguna falla de soldadura y/o armado.

Para las inspecciones se hará uso de tintes penetrantes y si es necesarios las

pruebas de partículas magnéticas.

3.16. PINTADO DE TOLVA.

Finalmente, como trabajo final se realizará el pintado de tolva, por acuerdo del

cliente se recomendó el pintado de tolva de color verde claro, para identificar a la

tolva como una tolva light, al cual se debería de tener especial cuidado al realizar

el carguío y evitar posibles colisiones al momento de realizar el carguío (palas o

cargadores).

Antes del proceso de pintado se realizó una limpieza mecánica en general.

La limpieza mecánica consiste en limpiar con la ayuda del esmeril angular de

4.5” y 7”, todos los residuos de soldadura producto de apuntalamientos y otro

trabajo auxiliar que son necesarios para el armado y presentación de planchas.

El pintado se realizó por la parte exterior frontal e inferior de la tolva.

86

Figura Nº 3.62.

Presentado final de tolva.

Figura Nº 3.63.

Tolva light diferenciada por el color.

87

CAPITULO IV

CUADROS COMPARATIVOS DE PESOS DEL

ALIGERAMIENTO DE TOLVA

4.1. DESCRIPCIÓN.

Los siguientes cuadros de comparación de pesos del antes y después de la

reparación de la tolva, tiene por finalidad detallar las diferencias de pesos

alcanzados en cada componente reparado; ya que el objetivo de la reparación

también era el aligeramiento del peso al menos en un 30% del peso total.

4.2. PESOS DE TOLVA ANTES DE LA REPARACIÓN.

Los pesos considerados de la tolva antes de la reparación han sido tomados de

los manuales del fabricante, en los cuales se está considerando además de las

partes por reparar todos los accesorios de la tolva que no has sido modificados,

como también se considera el peso de la soldadura aplicada.

Para un mejor entendimiento se ha dividido los pesos en cinco cuadros

puntuales donde se detalla el peso de cada parte o componente:

88

4.2.1. PISO DE TOLVA

Cuadro Nº 4.1.

Piso de Tolva

Descripción Tipo de

plancha Área (mm2)

Espesor

(mm)

Peso

especifico

Cantidad

(unid.) Peso (ton.)

PLATAFORMA DE PISO Central WELDOX-100 20790000.00 19.00 7765.00 1.00 3.07

Lateral WELDOX-100 12600000.00 16.00 7765.00 2.00 3.13

PISO PROTEC. Todo el piso HARDOX-500 37740000.00 12.70 7762.68 1.00 3.72

CANALES DE

PLATAFORMA PISO

C. Delanteros WELDOX-100 2940000.00 6.00 7765.00 2.00 0.27

C. Centrales WELDOX-100 2940000.00 6.00 7765.00 2.00 0.27

C. Posteriores WELDOX-100 2961000.00 9.00 7765.00 2.00 0.41

RIELES DE TOLVA RIEL EXTERNO WELDOX-100 1301890.75 9.00 7765.00 4.00 0.36

RIEL INTERNO WELDOX-100 1259015.52 9.00 7765.00 4.00 0.35

TAPAS Y REFUERZOS

Tapa de Rieles WELDOX-100 1901589.58 9.00 7765.00 2.00 0.27

Tapa de

Canales WELDOX-100 101330.10 6.00 7765.00 12.00 0.06

Ref ue. de canal WELDOX-100 50665.05 6.00 7765.00 30.00 0.07

Canales de

ref uerzo WELDOX-100 475580.00 9.00 7765.00 4.00 0.13

PIVOT

PIVOT EXT. HARDOX-400 86503.78 25.00 7762.68 4.00 0.07

PIVOT MEDIO HARDOX-400 395985.08 16.00 7762.68 4.00 0.20

PIVOT

INTERNO WELDOX-100 224180.08 10.00 7763.00 4.00 0.07

BOCINAS Y PIN

BOCINAS A-36 9354.88 272.00 7852.37 2.00 0.04

PIN EXTERNO HARDOX-400 39965.29 16.00 7762.68 4.00 0.02

PIN MEDIO HARDOX-400 354144.16 12.70 7763.00 4.00 0.14

PIN INTERNO WELDOX-100 68619.45 10.00 7763.00 4.00 0.02

ACCESORIOS TAPAS WELDOX-100 136796.88 8.00 7765.00 2.00 0.02

BOCINAS A-36 5183.63 272.00 7852.37 2.00 0.02

PAT PAT HARDOX-400 939712.91 16.00 7762.68 2.00 0.23

TAPAS PAT WELDOX-400 137200.00 6.00 7765.00 8.00 0.05

PESOS

PLANCHAS (Ton.) 13.00

SOLDADURA (Ton.) 0.16

PARCIALES (Ton.) 13.16

89

4.2.2. PAREDES LATERALES DE TOLVA

Cuadro Nº 4.2.

Paredes Laterales de Tolva

Descripción Tipo de

plancha Área (mm2)

Espesor

(mm)

Peso

Especifico

Cantidad

(unid.) Peso (ton.)

PLATAFORMA Plancha Base WELDOX-100 14909590.00 6.00 7765.00 2.00 1.39

Plancha de protección HARDOX-500 6805400.00 12.70 7762.68 2.00 1.34

CANALES

Canal superior WELDOX100 4404000.00 6.00 7765.00 2.00 0.41

Canal inf erior WELDOX-100 3523200.00 6.00 7765.00 2.00 0.33

Canales v ertical. WELDOX-100 866400.00 6.00 7765.00 4.00 0.16

Canales posteri. WELDOX-100 3097200.00 6.00 7765.00 2.00 0.29

TAPAS

CAPUCHÓN WELDOX-100 3555464.00 6.00 7765.00 2.00 0.33

TAPAS POSTER. WELDOX-100 1376797.25 8.00 7765.00 2.00 0.17

TAPAS BORDE WELDOX-100 2844.60 2844.60 7765.00 2.00 0.00027

PESOS

PLANCHAS (Ton.) 4.42

SOLDADURA (Ton.) 0.10

PARCIALES (Ton.) 4.52

4.2.3. PARED FRONTAL DE TOLVA

Cuadro Nº 4.3.

Pared Frontal de Tolva

DESCRIPCIÓN TIPO DE

PLANCHA ÁREA (mm2)

ESPESOR

(mm)

PESO ESP.

(Kg/m3)

CANTIDAD

(unid.) PESO (Ton)

PLATAFORMA FRONTAL Plancha Base WELDOX-100 17080000.00 9.00 7765.00 1.00 1.19

Plancha Protec. HARDOX-500 9900000.00 12.70 7762.68 1.00 0.98

CANALES

Canal Superior WELDOX-100 4514000.00 9.00 7765.00 1.00 0.32

Canal Inf erior WELDOX-100 6283000.00 9.00 7765.00 1.00 0.44

Canal Vertical WELDOX-100 1899800.00 9.00 7765.00 3.00 0.40

ACCESORIOS

Cartelas WELDOX-100 616734.05 9.00 7765.00 6.00 0.26

Ref uerzo Sup. WELDOX-100 130661.96 9.00 7765.00 8.00 0.07

Tapas WELDOX-100 897760.00 6.00 7765.00 4.00 0.17

90

4.2.4. CANOPY DE TOLVA

Cuadro Nº 4.4.

Canopy de Tolva

DESCRIPCIÓN TIPO DE

PLANCHA ÁREA (mm2)

ESPESOR

(mm)

PESO ESP.

(Kg/m3)

CANTIDAD

(unid.)

PESO (Ton)

PLATAFORMA CANOPY Plancha Base WELDOX-100 17446000.00 6.00 7765.00 1.00 0.81

Plancha Protec. HARDOX-450 6500000.00 12.70 7762.68 1.00 0.64

CANAL CANAL WELDOX-100 1980000.00 6.00 7765.00 3.00 0.28

CARTELAS Y TAPAS

Cartelas Inter. WELDOX-100 877177.92 6.00 7765.00 6.00 0.25

Cartelas Ext. WELDOX-100 1812379.87 6.00 7765.00 3.00 0.25

Tapas cartelas WELDOX-100 1229419.47 4.78 7765.00 3.00 0.14

Letrero WELDOX-100 1812379.87 6.00 7765.00 1.00 0.08

PESOS

PLANCHAS (Ton.) 2.45

SOLDADURA (Ton.) 0.03

PARCIALES (Ton.) 2.48

4.2.5.- ACCESORIOS DE TOLVA.

Cuadro Nº 4.5.

Accesorios de Tolva

DESCRIPCIÓN TIPO DE

PLANCHA ÁREA (mm2)

ESPESOR

(mm)

PESO ESP.

(Kg/m3)

CANTIDAD

(unid.) PESO (Ton)

PLANCHA ENVOLVENTE HARDOX-450 8250000.00 12.70 7762.68 1.00 0.81

PLANCHAS DE

TRANSICIÓN

Transición Lat. WELDOX-100 3375000.00 12.70 7762.68 2.00 0.67

P. Protección Transición Lat. HARDOX-500 1575000.00 9.00 7762.68 2.00 0.22

Transición Front WELDOX-100 274500.00 12.70 7762.68 1.00 0.03

P. Protección Transición Front HARDOX-500 2700000.00 9.00 7762.68 1.00 0.19

Transición Vert. WELDOX-100 1300000.00 12.70 7765.00 2.00 0.26

P. Protección Transición Vert. HARDOX-500 1125000.00 9.00 7762.68 2.00 0.16

ACCESORIOS

Ref uerzo Plancha Transición WELDOX-100 744031.60 9.00 7765.00 1.00 0.05

Rejilla de Piso HARDOX-400 3473400.00 16.00 7762.68 2.00 0.86

Protector de Espejo HARDOX-400 231475.79 9.00 7762.68 2.00 0.03

ALERONES HARDOX-450 9397286.84 4.78 7762.68 2.00 0.70

PIN GUIA HARDOX-450 248850.00 6.00 7762.68 1.00 0.01

TAPA CANOPY WELDOX-100 2440000.00 6.00 7765.00 1.00 0.11

Faldones Internos HARDOX-400 231475.79 9.00 7762.68 2.00 0.03

Faldones exter. HARDOX-400 213708.28 9.00 7762.68 2.00 0.03

PESOS

PLANCHAS (Ton.) 4.16

SOLDADURA (Ton.) 0.08

PARCIALES (Ton.) 4.24

91

4.2.6. SUMATORIA DE PESOS PARCIALES ANTES DE LA REPARACIÓN.

Cuadro Nº 4.6.

Sumatoria de pesos parciales

SUM ATORIA DE PESOS PARCIALES

PESOS PARCIALES

(Ton.)

PISO DE TOLVA 13.16

PAREDES LATERALES DE TOLVA 4.52

PARED FRONTAL DE TOLVA 3.85

CANOPY DE TOLVA 2.48

ACCESORIOS DE TOLVA 4.24

PESO TOTAL (Ton.) 28.25

4.3. CONTROL DE PESOS DE TOLVA MAX BODY DESPUES DE LA

REPARACIÓN.

Los siguientes cuadros presentan los cálculos de pesos después de la

reparación, básicamente la diferencia entre este y el cuadro anterior radica en

las plataformas del piso de tolva y canales de piso, pared frontal, plataforma

parcial de canopy y laterales y canales de tolva y por ultimo también varía el

peso de la soldadura aplicada.

92

4.3.1. PISO DE TOLVA

Cuadro Nº 4.7.

Piso de Tolva

Descripción Tipo de

plancha Área (mm2)

Espesor

(mm)

Peso

especifico

Cantidad

(unid.) Peso (ton.)

PLATAFORMA DE PISO Central Hardox-450 23790000.00 16.00 7762.68 1.00 2.95

Lateral Hardox-450 21960000.00 12.70 7762.68 1.00 2.16

CANALES INFERIORES

DE PISO

C. Delanteros WELDOX-100 2940000.00 6.00 7765.00 2.00 0.27

C. Centrales WELDOX-100 2940000.00 6.00 7765.00 2.00 0.27

C. Posteriores WELDOX-100 2961000.00 6.00 7765.00 2.00 0.28

RIELES DE TOLVA RIEL EXTERNO WELDOX-100 1301890.75 10.00 7763.00 4.00 0.40

RIEL INTERNO WELDOX-100 1259015.52 10.00 7763.00 4.00 0.39

TAPAS Y REFUERZOS

TAPA RIELES WELDOX-100 1901589.58 8.00 7765.00 2.00 0.39

TAPA CANALES WELDOX-100 101330.10 6.00 7765.00 12.00 0.06

REFUER. CANAL WELDOX-100 50665.05 6.00 7765.00 30.00 0.07

PIVOT

PIVOT EXT. HARDOX-400 86503.78 25.00 7762.68 4.00 0.07

PIVOT MEDIO HARDOX-400 395985.08 16.00 7762.68 4.00 0.20

PIVOT INTERNO WELDOX-100 224180.08 10.00 7763.00 4.00 0.07

PIN

BOCINAS A-36 9354.88 272.00 7852.37 2.00 0.04

PIN EXTERNO HARDOX-400 39965.29 16.00 7762.68 4.00 0.02

PIN MEDIO HARDOX-400 354144.16 12.70 7763.00 4.00 0.14

PIN INTERNO WELDOX-100 68619.45 10.00 7763.00 4.00 0.02

ACCESORIOS TAPAS WELDOX-100 136796.88 8.00 7765.00 2.00 0.02

BOCINAS A-36 5183.63 272.00 7852.37 2.00 0.02

PAT PAT HARDOX-400 939712.91 16.00 7762.68 2.00 0.23

TAPAS PAT WELDOX-400 137200.00 6.00 7765.00 8.00 0.05

SOLDADURA (Ton.) 0.10

PARCIALES (Ton.) 3.49

93

4.3.2. PAREDES LATERALES DE TOLVA

Cuadro Nº 4.8.

Paredes laterales de tolva

Descripción Tipo de

plancha Área (mm2)

Espesor

(mm)

Peso

Especifico

Cantidad

(unid.) Peso (ton.)

PLATAFORMA PLANCHA HARDOX-450 14909590.00 9.00 7765.00 2.00 2.08

CANALES

CANAL SUP. WELDOX100 4404000.00 6.00 7765.00 2.00 0.41

CANALE VERTIC. WELDOX-100 2166000.00 6.00 7765.00 2.00 0.20

CANALES POST. WELDOX-100 2064800.00 6.00 7765.00 2.00 0.19

TAPAS

CAPUCHÓN WELDOX-100 3555464.00 6.00 7765.00 2.00 0.33

TAPAS POSTER. WELDOX-100 1376797.25 8.00 7765.00 2.00 0.17

TAPAS BORDE WELDOX-100 2844.60 2844.60 7765.00 2.00 0.00027

PESOS

PLANCHAS (Ton.) 3.39

SOLDADURA (Ton.) 0.10

PARCIALES (Ton.) 3.49

4.3.3. PARED FRONTAL DE TOLVA

Cuadro Nº 4.9.

Pared frontal de tolva

DESCRIPCIÓN TIPO DE

PLANCHA ÁREA (mm2)

ESPESOR

(mm)

PESO ESP.

(Kg/m3)

CANTIDAD

(unid.) PESO (Ton)

PLANCHA PLATAFORMA HARDOX-450 17080000.00 9.00 7762.68 1.00 1.19

CANALES

CANAL SUP. WELDOX-100 4514000.00 9.00 7765.00 1.00 0.32

CANAL INF. WELDOX-100 6283000.00 9.00 7765.00 1.00 0.44

CANAL VERT. WELDOX-100 1899800.00 6.00 7765.00 3.00 0.27

ACCESORIOS

CARTELES WELDOX-100 616734.05 6.00 7765.00 6.00 0.17

REFUERZO SU WELDOX-100 130661.96 6.00 7765.00 8.00 0.05

TAPAS WELDOX-100 897760.00 4.78 7765.00 4.00 0.13

PESOS

PLANCHAS (Ton.) 2.13

SOLDADURA (Ton.) 0.05

PARCIALES (Ton.) 2.18

94

4.3.4. CANOPY DE TOLVA

Cuadro Nº 4.10.

Canopy de tolva

DESCRIPCIÓN TIPO DE

PLANCHA

ÁREA (mm2) ESPESOR

(mm)

PESO ESP.

(Kg/m3)

CANTIDAD

(unid.)

PESO (Ton)

PLANCHA PISO DELANT. WELDOX-100 9333000.00 6.00 7765.00 1.00 0.43

PISO POST. HARDOX-450 7930000.00 9.00 7762.68 1.00 0.55

CANAL CANAL WELDOX-100 1980000.00 6.00 7765.00 3.00 0.28

CARTELAS

Y TAPAS

CARTELAS INT. WELDOX-100 877177.92 6.00 7765.00 6.00 0.25

CARTELAS EXT. WELDOX-100 1812379.87 6.00 7765.00 3.00 0.25

TAPA CARTELAS WELDOX-100 1229419.47 4.78 7765.00 3.00 0.14

LETRERO WELDOX-100 1812379.87 6.00 7765.00 1.00 0.08

PESOS

PLANCHAS (Ton.) 1.99

SOLDADURA (Ton.) 0.03

PARCIALES (Ton.) 2.01

4.3.5. ACCESORIOS DE TOLVA

Cuadro Nº 4.11.

Accesorios de tolva

DESCRIPCIÓN TIPO DE

PLANCHA AREA (mm2)

ESPESOR

(mm)

PESO ESP.

(Kg/m3)

CANTIDAD

(unid.) PESO (Ton)

PLANCHA ENVOLVENTE HARDOX-450 3916000.00 10.00 7762.68 1.00 0.30

PLANCHAS DE

TRANSICIÓN

P. TRANS. LAT. HARDOX-450 3375000.00 12.70 7762.68 2.00 0.67

P.TRANS.FRON HARDOX-450 274500.00 12.70 7762.68 1.00 0.03

P. TRANS. VERT. HARDOX-450 724500.00 12.70 7765.00 1.00 0.07

ACCESORIOS

REF. PLAN. TRA. WELDOX-100 744031.60 9.00 7765.00 1.00 0.05

ALERONES HARDOX-450 9397286.84 4.78 7762.68 2.00 0.70

PIN GUIA HARDOX-450 248850.00 6.00 7762.68 1.00 0.01

TAPA CANOPY WELDOX-100 2440000.00 6.00 7765.00 1.00 0.01

PESOS

PLANCHAS (Ton.) 1.94

SOLDADURA (Ton.) 0.08

PARCIALES (Ton.) 2.02

95

4.3.6. SUMATORIA DE PESOS PARCIALES DESPUES DE LA

REPARACIÓN.

Cuadro Nº 4.12.

Sumatoria de pesos

SUM ATORIA DE PESOS PARCIALES

PESOS

PARCIALES (Ton.)

PISO DE TOLVA 8.23

PAREDES LATERALES DE TOLVA 3.44

PARED FRONTAL DE TOLVA 2.16

CANOPY DE TOLVA 2.01

ACCESORIOS DE TOLVA 2.02

PESO TOTAL (Ton.) 17.93

4.3.7. CONCLUSIONES DE CUADROS COMPARATIVOS DE PESOS.

Como conclusión final sobre el aligeramiento de la tolva podemos

determinar que se bajó un 36% del peso inicial de la tolva; lo que significa

que se tendrá 10.32 toneladas más de acarreo de mineral o desmonte

por cada viaje de un camión minero.

96

CAPITULO V

COSTOS Y PRESUPUESTOS EN LA REPARACIÓN DE

TOLVA

5.1. CONCEPTO

Un presupuesto es un plan integrador y coordinador que expresa en términos

financieros con respecto a las operaciones y recursos que forman parte de una

empresa para un periodo determinado, con el fin de lograr los objetivos fijados

por la alta gerencia.

5.1.1. PRINCIPALES ELEMENTOS DEL PRESUPUESTO.

a) Es un plan: esto significa que el presupuesto expresa lo que la

administración tratara de realizar.

b) Integrador: Indica que toma en cuenta todas las áreas y actividades

de la empresa. Dirigido a cada una de las áreas de forma que

contribuya al logro del objetivo global.

c) Coordinador: Significa que los planes para varios de los

departamentos de la empresa deben ser preparados conjuntamente y

en armonía.

d) En términos monetarios: significa que debe ser expresados en

unidades monetarias.

97

e) Operaciones, uno de los objetivos primordiales del presupuesto es el

de la determinación de los ingresos que se pretender obtener, así

como los gastos que se van a producir, esta información debe

elaborarse en la forma más detallada posible.

5.2. GASTOS PREVISTOS.

5.2.1. PERSONAL.

Referido a todo el personal que se empleara en la reparación, los cuales

cobraran un salario por el trabajo brindado, pueden indicarse por

separado los costos directos (salarios) e indirectos (seguros del

personal).

5.2.2. INVERSIONES

Referido al equipo a utilizar para el uso a largo plazo en la reparación

como por ejemplo máquinas de soldar, alimentadores, equipos

oxiacetilénicos, amoladores, cámaras fotográficas, laptop, impresoras,

celulares, etc.

5.2.3. COSTOS OPERACIONALES.

Son los costos relacionados directamente con la ejecución de la

reparación que no son costos de personal ni inversiones. Este tipo de

costo serían los materiales a emplearse (planchas estructurales y

especiales), consumibles (soldadura, gases, disco de desbaste)

transporte de todos estos materiales y consumibles.

5.2.4. ADMINISTRACIÓN.

Son los gastos cotidianos de gestión por la reparación (por ejemplo, el

uso de conteiner como oficina, vestuario y almacén, papelería, teléfonos).

98

Además, podría requerirse una partida por separado para los

subcontratos o a un consultor para que redacte un informe de

investigación.

5.3. COSTOS Y PRESUPUESTOS.

5.3.1. REMUNERACION SALARIAL.

Cuadro Nº 5.1.

Remuneración salarial

IT DESCRIPCION CANTIDAD HRS. TRABAJO SUELDO DIARIO SUELDO MENSUAL

1 Supervisor de obra 1 8 80 2,400.00

2 Supervisor de seguridad 1 8 80 2,400.00

3 Técnico soldador 5 8 60 9,000.00

TOTAL 13,800.00

5.3.2. ALIMENTACION, ALOJAMIENTO Y TRASLADO.

Cuadro Nº 5.2.

Alimentación, alojamiento y Traslado

IT DESCRIPCION CANTIDAD P. UNIT. X DIA DIAS SUB TOTAL TOTAL MENSUAL

ALIMENTACION 7,560.00

1 Supervisor 2 24 45 2,160.00

2 Soldadores 5 24 45 5,400.00

ALOJAMIENTO 7,200.00

3 Supervisor 2 30 45 2,700.00

4 Técnico soldador 5 20 45 4,500.00

COMBUSTIBLE 2,361.07

6 Camioneta 4 x 4 423.75

7 Camioneta rural 1937.32

TOTAL GASTOS 17,121.07

99

5.3.3. UNIDADES MOVILES.

Cuadro Nº 5.3.

Unidades móviles

IT DESCRIPCION CANTIDAD DIAS P. UNITARIO TOTAL MENSUAL

1 Camioneta 4 X 4 1 45 134.40 6,048.00

2 Camioneta rural 1 45 134.40 6,048.00

3 TOTAL 12,096.00

5.3.4. TRANSPORTE DE SUMINISTRO.

Cuadro Nº 5.4.

Transporte de suministro

IT DESCRIPCION DE MATERIALES CANT. UNID. P. UNIT.

(S/.)

SUB TOTAL TOTAL (S/.) PESO

UNIT. (KG.)

TOTAL (KG.)

01 GASES

16445.50

Gás acetileno 18 Bot. 8 kg. 320 5760 58 1044

Gás oxigeno 53 Bot. 8m3 103.5 5485.5 58 3074

Gás CO2 26 Bot. 8 kg. 200 5200 58 1508

02 SOLDADURAS

8811.98

Eléctrodo Chamfercord de 5/32 50 Kg. 16.06 803 1 50

Eléctrodo Supercito 7018 de 1/8 3 Kg. 9.66 28.98 1 3

Eléctrodo de carbono de 3/8 1000 Varillas 1.5 1500 0.01 10

Alambre Exatub 71-T1 de 1/16 27 Rol x 15 kg.

240 6480 15 405

03 DISCOS ABRASIVOS

3195.08

Discos Abrasivo de 7 135 Unid. 15 2025 0.1 13.5

Disco Abrasivo de 9" 30 Unid. 18 540 0.13 3.9

Disco Abrasivo 4 1/2" 50 Unid. 9 450 0.07 3.5

04 PINTURAS THINER Y TRAPO INDUSTRIAL

415.00

pintura esmalte 6 Galon 45 270 3.65 21.9

thinner acrílico 6 Galon 20 120 3.65 21.9

Trapo Industrial 5 Kg. 5 25 1 5

05 PLANCHAS Y PERFILES

86170.50

Canales A514 de 1/4" X 1.2m X 2.4 m 11 Unid. 700 7700 432 4752

Plancha A514 de 1/4" X 1.2 mt x 2.4 m 1.5 Unid. 269 403.5 72 108

plancha A514 de 3/8" X 1.2 m x 6 m 4 Unid. 3228 12912 216 864

Platina de 2" X 1/4" X 6mts 8 Unid. 47.5 380 14.4 115.2

Plancha antiab. 450, 1/2" x 2.4 mt x 6 mt 2 Unid. 10014 20028

Plancha antiab. 450, 5/8" x 2.4 mt x 6 mt 2 Unid. 12520 25040

Plancha antiab. 450, 3/8" x 2.4 mt x 6 mt 3 Unid. 6569 19707

GRAN TOTAL (S/.) 114,857.98 (Kg.) 12,002.90

100

5.3.5. SUMINISTROS.

Cuadro Nº 5.5.

Suministro

IT DESCRIPCION CANTIDAD (Kg) P. UNITARIO TOTAL MENSUAL

1 Peso total de subministro 12,002.3 2.50 30.007.25

TOTAL GASTOS 30.007.25

5.3.6. COSTOS Y PRESUPUESTO PARA LA REPARACION

IT DESCRIPCION

COSTO POR (30) DIAS

COSTO POR (45) DIAS

1 Planilla de trabajadores

Remuneración Básica

13,800.00

Asignación Familiar

Provisiones 3,898.61 Contribuciones Sociales

5,002.46

Contribuciones Sociales sobre provisiones

Total Planilla trabajadores 22701.07 34,051.61 2 EPPs Personal

Elementos de Protección Personal 6,092.92 Total EPPs Personal 6,092.92 9,139.38

3 Exámenes medico personal Elemento de protección personal 560.00

Total Exámenes médicos Personal 560.00 840.01 4 Transporte Personal

Transporte Personal 00.00 Total transporte personal 00.00 00.00

5 Equipos Equipos de Uso Diario 16,848.76

Otros equipos 180.56 Total Equipos 17,029.31 25,543.97 6 Materiales y consumibles

Materiales Consumibles Total Materiales y Consumibles 00.00

7 Pólizas de Seguro y Carta Fianza Póliza de Seguro de Responsabilidad Civil General Comercial 280.00

Carta Fianza Fiel Cumplimiento de Obligaciones Labores 145.86 Total Póliza de Seguro y Carta Fianza 425.86 638.79

8 Otros gastos Gastos por comunicación, transporte de personal 6800.00

Total Otros gastos 6800.00 10,200.00 9 Gastos Administrativos y Utilidades

Gastos administrativos (7%) 6,641.43 9,962.15 Utilidad (11%) 10,480.90 15,721.35

Total costo parcial por reparación 106,097.24 10 Gastos Modalidad Reembolso Alimentación, Alojamiento, Combustible 17121.17

Suministros 114857.98 Transporte de Suministros AQP-Las Bambas 30007.25

Vehículos SIN Inc. Combustible 12095.59 Total gastos modalidad reembolso 174081.89

GRAN TOTAL COSTO POR REPARACIÓN 280,179.89

101

5.4. PROBLEMAS DE REPARACIÓN.

Como se ha mencionado anteriormente, los problemas fundamentales radican

en las uniones soldadas, ya que es donde, debido a la menor resistencia de la

soldadura se producen fisuras por la alta concentración de esfuerzos en las

zonas de unión estructural.

Para los aceros existen en la actualidad aleaciones que superan ampliamente

las 130.000 lb/inch2 como límite de fluencia, en cambio, la soldadura de mayor

resistencia mecánica que en la actualidad se utiliza corresponde a la AWS

11018 (110.000 lb/inch2) la que lamentablemente presenta problemas a la hora

de su la aplicación. Por esta razón, se utilizan soldaduras (de aplicación manual

y semi-automáticas) de menor calidad en pos de la soldabilidad.

Otro de los problemas que casi siempre se tiene en la mediana y gran minería en

la reparación armado y fabricación de los componentes mineros son los

aspectos climatológicos; como es sabido las bajas temperaturas, las lluvias,

corrientes de aire y tormentas eléctricas no permiten aplicar los procedimientos

de soldadura de manera directa teniendo muchas veces que acondicionar el

medio de trabajo además de aplicar mayores controles a las diferentes etapas de

la reparación.

102

CONCLUSIONES.

1. Como ya se mencionó en la introducción de este trabajo. Dada la amplitud del

tema, los temas tocados trataron de ser genéricos y orientados a los

contenidos del informe. Se dio especial énfasis en el marco teórico, en la

definición de conceptos en el terreno de los aceros y soldaduras para

finalmente mostrar a grandes rasgos características de la reparación en sí.

2. Se espera que el lector haya podido interiorizarse (genéricamente hablando) de

lo que significa el proceso de diseño y reparación de este tipo de componentes.

Es un tema altamente vigente en la Minería Peruana, donde las grandes

compañías (Caterpillar, Komatsu, etc.) que suministran equipos interactúan

activamente en los procesos de operación para obtener datos que les sirvan

para mejorar los nuevos procesos de reparación.

3. Se pretendió mostrar algo diferente (a los temas propuestos para este trabajo),

de tal forma de involucrar al lector en temas de actualidad que interesan a los

ingenieros en la actualidad.

103

BIBLIOGRAFIA.

1. Manual de soldadura Oerlikon EXSA S.A.

2. Catálogos Productos y Soldaduras.

3. Catálogos Comerciales Lincoln Electric (soldaduras).

4. Boletín Técnico de Soldadura.

5. Separata Proyecto Diseño.

6. Sites WEB:

7. www.komatsu.com

8. Procesos de soldadura

104

ANEXOS

105

Paso 1: Retiro de planchas y canales por cambiar

Limpieza mecánica de todas la areas a trabajar Estructura inicial para el inicio de la reparación.

ITEM DESCRIPCIÓN CARACTERISTICAS

1 Plataforma de Canopy Plancha Weldox-100 de ¼”

2 Canales de Canopy Plancha Weldox-100 de ⅜”

3 Canal superior de Pared Frontal Plancha Weldox-100 de ⅜”

4 Canal inferior de Pared de frontal Plancha Weldox-100 de ⅜”

5 Canales vertical de Pared Frontal Plancha Weldox-100 de ⅜”

6, 7 Pivot de Tolva Plancha Weldox-100 de ½”

8, 9 Rieles de Tolva Plancha Weldox-100 de ⅜”

3

4

1

2

5

6

9

7

8

106

Paso 2: Instalación de la plancha del frontal

E instalación de los canales de piso

Item DESCRIPCIÓN CARACTERISTICAS 1 Plancha de Pared Frontal Plancha anti abrasiva de 450 de 3/8”

2 Canales de Piso Plancha Weldox 100 de 1/4”

1

2

107

Paso 3: Instalación de planchas de piso de diferentes espesores.

Instalación de plancha posterior de canopy

ITEM DESCRIPCIÓN CARACTERISTICAS

1 Plancha posterior de Canopy Plancha anti abrasiva de 450 de 3/8” 2 Plancha de piso lateral, delantero Plancha anti abrasiva de 450 de 1/2" 3 Plancha de piso central, posterior Plancha anti abrasiva de 450 de 5/8”

4 Conductos para flujo de gases

1

2

3

4

108

Paso 4: Fabricación de los laterales (2) izquierdo y derecho (LH, RH)

ITEM DESCRIPCIÓN CARACTERISTICAS

1 Canal posterior de lateral de Tolva Plancha Weldox-100 de 1/4" 2 Canal vertical de lateral de Tolva Plancha Weldox-100 de 1/4"

3 Canal superior de lateral de Tolva Plancha Weldox-100 de 1/4" 4 Plancha de lateral de tolva Plancha Hardox-450 de 3/8”

1

2 3

4

109

Paso 5: Instalación y soldeo de los laterales de tolva

Con ángulo recto de 90° con relación al piso.

ITEM DESCRIPCIÓN CARACTERISTICAS

1 Lateral derecho (RH) Plancha Hardox-450 de 3/8” y canales de Plancha Weldox-100 de 1/4"- 2 Lateral izquierdo (LH)

3 Conductos para flujo de gases (piso) 4 Conducto para flujo de gases (frontal)

90

°

1

2

3

4

110

Paso 6: Instalación y soldeo del envolvente de frontal y

cartelas de refuerzo de las planchas de transición de las paredes laterales y pared frontal.

ITEM DESCRIPCIÓN CARACTERISTICAS 1 Envolvente de pared Frontal Plancha anti abrasivo 450 de 3/8”

2 Cartelas de plancha de transición de frontal Plancha Weldox-100 de 1/2" de Espesor y 1 ½” de ancho 3 Cartelas de plancha de transición de lateral

1

2

3

111

Paso 7: Instalación y soldeo de las planchas de transición

De los laterales, frontal y verticales.

ITEM DESCRIPCIÓN CARACTERISTICAS

1 Transición vertical de frontal de tolva. Plancha anti desgaste de 450 Brinell de 3/8” 2 Transición de pared frontal de tolva

3 Transición de lateral de tolva

1

2

3

112

Vista superior de Tolva.

Abertura de escape para gases

113

Vista lateral derecho e inferior.

Pat de Tolva

Base porta bocinas de tolva

114

Vista inferior de Tolva.

Bota-piedra. - barras de aceros de aprox. 3 metros de largo que van entre Las llantas posteriores para botar piedras que se puedan incrustar entre las llantas posteriores

Base de bota-piedras

Puntos para izaje

Puntos para izaje

115

Despiece de tolva en sus componentes principales.

Piso de tolva

Lateral izquierdo (LH)

Canales de piso

Lateral derecho (RH)

Plancha de transición

Pared frontal de tolva

Canopy de tolva

Envolvente de frontal

116

Vista superior, tolva culminada y pintada.

117

Vista delantera e izquierda de tolva pintada de color verde indicativo que es tolva light.