Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Soldadura a tope de tuberías API 5L X65QO de 10” SCH STD/40 para ducto submarino de transporte de hidrocarburos líquidos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-11) Chávez Yalles, Diego Alexis; Lean Sifuentes, Paul PedroEl presente trabajo tuvo como objetivo principal realizar un procedimiento preliminar de soldadura para la unión a tope de tuberías API 5L PSL2 de grado X65QO de 10 pulgadas de diámetro nominal y cedula STD/40 (espesor de 0.366 pulgadas), mediante dos procesos de soldadura por arco eléctrico: SMAW y FCAW, que conformaran un ducto submarino para la recepción de hidrocarburo blancos o refinados, tales como gasolinas, gasóleos, Diésel y turbos, para el abastecimiento del mercado local, basándose en la normativa nacional dada por el Decreto Supremo N°081-2007-EM “Reglamento de Transporte de Hidrocarburos”, y las nomas o códigos internacionales recomendadas en ella, como el código de fabricación ASME B31.4-2018 “Sistemas de Transporte de Hidrocarburos Líquidos y otros Líquidos por Ductos de Tubería” y la norma API 1104-2021 “Soldadura de Tuberías e Instalaciones Relacionadas”. Para la elaboración de este procedimiento preliminar de soldadura se tomó como punto de partida valores teóricos, tales como, composición química de la tubería, según lo estipulado en la norma API 5L, y los parámetros de soldeo que el fabricante recomendaba, para el caso del material de aporte. Posteriormente, estos valores fueron comprobados utilizando los métodos y/o formulas propuestas por distintos autores o asociaciones para predecir las características que tendrá el cordón de soldadura y con ello su comportamiento, obteniéndose resultados favorables Asu vez, este documento brinda los criterios de para la calificación del procedimiento de soldadura y para la calificación de soldadores a través de ensayos destructivos, tales como: ensayo de tracción, ensayo de doblado de cara y de raíz, Ensayo de rotura con entalla (Nick break) y el ensayo de impacto Charpy, siendo este último uno adicional para garantizar la tenacidad de la soldadura a una temperatura critica de 0°C y conocer la caracterización de la transición dúctil-frágil del mismo. Además, se detallan los puntos a seguir para una adecuada inspección en la producción del ducto.Ítem Texto completo enlazado Elaboración y calificación de un procedimiento de soldadura y calificación de soldadores para el soldeo de planchas antidesgaste Hardox de 500 HB con planchas de acero estructural ASTM A36(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-23) Huamán Torres, Rodnny Ademir; Lean Sifuentes, Paul PedroEl presente documento está enfocado en la elaboración de un procedimiento de soldadura, calificación del procedimiento y calificación de soldadores para poder soldar dos tipos de materiales los cuales son la plancha antidesgaste Hardox y el acero estructural ASTM A36; con ello, se detallan los parámetros necesarios, criterios y recomendaciones dados por los códigos AWS D14.3 - Ed. 2019, AWS B2.1 - Ed. 2021 y el uso del código AWS D1.1 - Ed. 2020, el cual sirve para poder estimar los valores de temperatura de pre calentamiento y temperatura entre pases, ya que la plancha antidesgaste no está listada en dichas fuentes, pero es considerada como acero de alta resistencia que puede trabajar en movimiento de tierra y de manera estructural. Por otro lado, se toma en cuenta los criterios y recomendaciones dados por el fabricante de la plancha antidesgaste para su correcto uso al momento de ser soldado; así como también, se toma en consideración lo recomendado por el mismo fabricante para la elección del material de aporte adecuado con el fin de obtener una adecuada calidad de soldadura frente a los problemas que podrían presentarse al soldar estos dos tipos de materiales diferentes, ya que el soldeo de materiales disímiles siempre ha sido un gran reto para la industria que lo requiere. El caso acotado para el presente documento, una vez planteado el uso correcto de normas, códigos y criterios, es el soldeo de orejas de izaje de acero ASTM A36 sobre planchas Hardox de 500 HB, que forman parte de los liners de molinos, con un tipo de junta en filete, soldado alrededor, pues debido a la exigencia de su aplicación final, que es el transporte e instalación de dichos liners, busca una solución óptima que pueda asegurar una buena junta soldada. Adicionalmente, se contempla un plan de inspección desde la etapa de fabricación o producción hasta la puesta en marcha del trabajo realizado, el cual está basado en las normas, códigos y requerimientos que se describen en el presente trabajo, dando finalmente un correcto procedimiento y la calificación de soldadura para la unión de los materiales descritos.Ítem Texto completo enlazado Análisis económico y procedimiento de soldadura para tanque de almacenamiento de 1000 galones de petróleo fabricado de acero inoxidable AISI 304 según API 650(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-15) Rios Roque, Renzo Rai; Lean Sifuentes, Paul PedroEn el presente documento se realiza un análisis económico para seleccionar el proceso de soldadura en la fabricación de un tanque de 1000 galones de acero inoxidable AISI 304 según API650 para almacenamiento de petróleo. El análisis económico se realiza para dos alternativas: en la alternativa 1 se emplea el proceso FCAW para espesores mayores a 9 mm, y el proceso GTAW para espesores menores; en la alternativa 2, se emplea una combinación de procesos GTAW-SMAW, donde se emplea GTAW como pase de raíz y SMAW como pase de relleno. En base al resultado del análisis económico se selecciona la alternativa 1; debido a que presenta mayor rendimiento y menor costo de producción. Luego, se desarrolla los procedimientos de soldadura preliminares según el código ASME IX para la alternativa seleccionada, para ello se elaboran diseños de juntas según el código de fabricación API650. Además, se selecciona el material de aporte y se establecen los parámetros de soldadura en base a bibliografía y recomendaciones de fabricantes de materiales de aporte. Asimismo, en el presente trabajo, se desarrolla los lineamientos para la calificación de los procedimientos de soldadura preliminares; se describe la cantidad y medidas de los cupones, los tipos de ensayos y los parámetros de aprobación que las pruebas deben cumplir para calificar los procedimientos propuestos. Por último, se da los lineamientos para realizar la calificación de soldadores, se describe las variables esenciales, tipos de cupón y ensayos que se requiere para realizar la calificación de soldadores.Ítem Texto completo enlazado Estudio sobre la importancia de la gestión de neumáticos en los volquetes Mercedes Benz modelo Actros 3344K en la U.M. Quenuales – Contonga(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-06) Carrión Cadillo, Álvaro Alonso; Lean Sifuentes, Paul PedroEn el presente trabajo de investigación se estudió la influencia que tiene la gestión de neumáticos para incrementar la vida útil de ellos y reducir los costos de operación, en los Volquetes Mercedes Benz modelo Actros 3344K. El estudio se llevo acabo en la Unidad Minera Contonga, Ubicada en el departamento de Ancash. La recopilación de datos y análisis de los factores y estrategias se realizaron con ayuda de la empresa Multicosalilor SAC, con un total de 09 volquetes. Con inspecciones diarias y siguiendo el plan de mantenimiento relacionado a neumáticos. Tomando como variable independiente la gestión de Neumáticos, mediante un sistema de gestión en el control de neumáticos para flotas, apoyado con un plan de mantenimiento. Teniendo como constantes, las presiones de inflado de los neumáticos, la carga aplicada de los materiales a los volquetes, la temperatura de los neumáticos y la operatividad de los equipos, estos detalles son muy importantes en la vida útil de los neumáticos. Además, se tomó como variable dependiente la reducción de los costos operativos y el aumento de vida útil de los neumáticos. Finalmente, seguir la gestión de neumáticos apoyado con el plan de mantenimiento, nos demuestra que hubo un incremento en la vida útil comparándola con los valores iniciales a inicio del trabajo, así también hubo un ahorro significativo al finalizar el año como se demostrará en los capítulos que a continuación se detallan.Ítem Texto completo enlazado Implementación del proceso de soldadura por fricción batido en los laboratorios de la sección de ingeniería mecánica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-10) Poma Velazco, Daniel Aldo; Rumiche Zapata, Francisco Aurelio; Lean Sifuentes, Paul PedroLa gran parte de procesos para soldar materiales requiere el uso de elevadas temperaturas y la presencia de fases líquidas, condiciones que pueden promover la formación de compuestos indeseables, pérdida de integridad microestructural, y consecuente degradación de propiedades del material base cercano a la soldadura. El presente tema de tesis propone implementar el proceso de soldadura por fricción batido en los laboratorios de la Sección de Ingeniería Mecánica (SIM), dado que este proceso permite soldar materiales en estado sólido a temperaturas considerablemente menores a las de fusión, con lo cual, se evita producir fases líquidas y cambios microestructurales que pudieran degradar el material. En la primera parte del trabajo, se describe el proceso de soldadura por fricción batido, la influencia del diseño de la herramienta, los parámetros de soldadura, la microestructura generada, así como las ventajas y restricciones del proceso. Posteriormente, se describe la metodología para realizar el proceso de soldadura por fricción batido en el aluminio AA1100-H18, la selección de la máquina que realiza el proceso; la selección del material, geometría y fabricación de la herramienta; y selección de los parámetros más importantes, como son: la frecuencia rotacional (800 rpm, 1000 rpm, 1250 rpm) y la velocidad de avance (60 mm/min, 140 mm/min, 200 mm/min). Por otro lado, se describen los ensayos mecánicos siguientes: ensayo de tracción, ensayo de doblado y ensayo de dureza Vickers, los cuales permiten caracterizar las muestras soldadas. Además, se analiza el comportamiento de la máquina, la herramienta utilizada en el proceso y se analizan los resultados de la caracterización mecánica. Los valores de resistencia a la tracción de las muestras fueron satisfactorios según la norma AWS D1.2, encontrando un valor máximo de 120,2 MPa para una frecuencia rotacional de 1000 rpm y una velocidad de avance de 140 mm/min. Cabe resaltar, que en promedio hay una pérdida del 30% de la resistencia a la tracción respecto al material base AA1100-H18, este porcentaje de pérdida es similar a valores obtenidos mediante procesos de soldadura convencionales en aluminio. En el ensayo de doblado las muestras de cara y raíz soldadas a una frecuencia rotacional de 1000 rpm pasaron la prueba. En el presente trabajo se pudo implementar el proceso de soldadura por fricción batido, logrando soldar mediante este proceso las planchas de aluminio AA1100-H18.Ítem Texto completo enlazado Soldadura a tope en tuberías de 2" Sch160 de material ASTM A106 grado B y ASTM A53 grado B, para estación de descomprensión de gas natural(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-12) Díaz Izarra, Jorge Luis; Lean Sifuentes, Paul PedroEl objetivo del presente trabajo fue elaborar el procedimiento de soldadura, calificar el procedimiento de soldadura, calificar al soldador y elaborar un programa de inspección para la fabricación de líneas de tuberías de acero de 2” SCH160, según ASTM A106 grado B y ASTM A53 grado B, unidas por soldadura utilizadas en estaciones de descomprensión de gas natural. Para la elaboración del procedimiento de soldadura, se utilizó el código de fabricación ASME B31.8-2018 y las recomendaciones de la norma API 1104-2018. El procedimiento de soldadura fue realizado, para el tipo de junta a tope, con el proceso TIG; además, para su calificación se utilizaron ensayos no destructivos como el visual, partículas magnéticas y ensayos destructivos: tracción, doblado de cara, doblado de raíz, Nick break y el ensayo de impacto Charpy. Este último ensayo fue necesario debido a la baja temperatura de operación de estas tuberías que llegan hasta los -20°C por lo que era necesario asegurar su tenacidad y su comportamiento de transición dúctil-frágil a tal temperatura. Todos los resultados fueron analizados bajo los criterios de aceptación según la norma API 1104. Para la calificación del soldador, se realizó según la norma API 1104-2018; además, se definió realizar su calificación en la posición de soldadura 6G mediante una inspección radiográfica al 100 % de la junta. Para el plan de puntos de inspección se hace referencias a todas las normas y códigos que se encontraron dentro del alcance para el trabajo actual. El procedimiento de soldadura propuesto, cumplió con los requerimientos de calificación de la norma API 1104 según lo estipulado por el código ASTM B31.8. Los soldadores fueron calificados como aptos tras no presentarse defectos en los ensayos de radiografía de la junta al 100%. El programa de inspección se realizó conforme a las especificaciones, normas y códigos del alcance del presenteÍtem Texto completo enlazado Análisis de falla metalúrgico casos de aplicación en la industria peruana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-10) Rumiche Zapata, Francisco Aurelio; Lean Sifuentes, Paul PedroEn el presente informe se presentan tres casos de aplicación del análisis de falla metalúrgico para determinar la causa raíz de falla de componentes siniestrados pertenecientes a tres sectores de la industria peruana. Este informe se presenta como medio de verificación de la experiencia profesional del autor, quien se desempeña como Analista de Fallas Senior en el Laboratorio de Materiales PUCP; habiendo desarrollado en los últimos diez años más de 70 proyectos de análisis de falla y caracterización de materiales con diversas industrias: minería, hidrocarburos, alimentos, pesquería, farmacéutica, manufactura, entre otras. El informe inicia con la presentación de conceptos y definiciones asociadas al análisis de falla metalúrgico. Luego de ello, se presenta la metodología de análisis empleada en el Laboratorio de Materiales PUCP, la misma que ha sido utilizada para el desarrollo de los casos de aplicación. Posteriormente se desarrolla extensivamente cada uno de los casos, presentando los antecedentes, los ensayos realizados, los resultados obtenidos, y las conclusiones. El objetivo final en cada caso es determinar la causa de falla y emitir recomendaciones, factibles de implementar, para evitar que la falla vuelva a ocurrir. Los casos a presentar corresponden a una zapata de oruga de una pala de movimiento de tierras, perteneciente a la industria de maquinaria pesada; una placa soporte de un reactor de sulfato de cobre perteneciente a la industria química; y una viga principal de una zaranda vibratoria correspondiente a la industria minera. Finalmente, se presentan las conclusiones del informe profesional, haciendo énfasis en la importancia y eficacia del análisis de falla metalúrgico como una herramienta de la ingeniería para asistir en el desarrollo de la industria nacional.Ítem Texto completo enlazado Estudio y propuesta para asegurar la entrega de equipos en obra en base a los parámetros técnicoadministrativos requeridos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-29) Allende Terres, Willian Nilton; Lean Sifuentes, Paul PedroEl presente trabajo de suficiencia profesional se desarrolló en el marco de la modalidad del mismo nombre y fue aprobado mediante resolución N° 020/2020-GYT, ofrecida por la Pontificia Universidad Católica del Perú para obtener el título de Ingeniero Mecánico. El trabajo, a continuación, desarrollado, describe y mejora una de las actividades propias dentro del ejercicio de mi profesión, enfocada en la gestión de suministro de equipos de construcción a obra, equipos de línea amarilla y otros. El desarrollo e investigación se he desarrollado en empresas del rubro de construcción, durante el periodo desde Enero 2015 hasta Diciembre 2015. Durante el periodo de estudio, he ostentando el cargo profesional de Jefe de Mantenimiento y la mejora en el proceso en base al método DMAIC 6 SIXMA incluyó analizar el periodo del 2014, el cual muestra perdidas económicas e insatisfacción del cliente interno, área de operaciones. Luego de generar un procedimiento nuevo que incluye actividades relacionadas al control de mantenibilidad de los equipos y del control administrativo en base a indicadores de gestión se logra controlar el proceso de envío de equipos a obras. Las mejoras aquí mencionadas se deben controlar y evaluar cada cierto periodo de tiempo y ante alguna desviación en el comportamiento de los indicadores se debe tomar las acciones respectivas.Ítem Texto completo enlazado Estudio de uniones soldadas con y sin material de aporte de la aleación de aluminio AA5052 - H34 mediante el proceso GTAW(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-17) Calderón Valladares, Gretel del Pilar; Lean Sifuentes, Paul PedroEl presente trabajo muestra el estudio de uniones soldadas obtenidas mediante el proceso de soldadura GTAW, en planchas de tres milímetros de espesor de la aleación de aluminio AA5052 – H34. El objetivo principal de la tesis es determinar y comparar las características y propiedades de las uniones soldadas, obtenidas con y sin material de aporte, utilizando el proceso de soldadura GTAW. Para el estudio se realiza en total 6 cupones soldados con una sola pasada (3 cupones con material de aporte y 3 cupones sin material de aporte). Asimismo, el aporte que se utiliza es el electrodo ER5356 elegido por sus buenas propiedades, características y compatibilidad química con el material base a soldar. Posterior a la elaboración de los cupones soldados, se realizan ensayos no destructivos para determinar si las uniones soldadas cumplen con la normativa AWS D1.2. De esta forma, se realizan ensayos de inspección visual, tintes penetrantes y radiografía industrial. Asimismo, la caracterización y el análisis de las propiedades de los cupones soldados a través de elaboración de probetas, los cuales son sometidos a ensayos mecánicos de tracción, ensayo de barrido de dureza, ensayos de doblado y ensayos metalográficos. En los ensayos de tracción, los resultados de las probetas soldadas sin material de aporte alcanzan menores valores de resistencia a la tracción, en comparación con las uniones soldadas con material de aporte. En los ensayos de dureza, los mayores valores para las uniones sin material de aporte se encuentran en el metal base y los menores en el baño de fusión, para las uniones soldadas con aporte los mayores valores se presentan en el baño de fusión y los menores en la ZAC. En los ensayos de doblado para ambos casos no se evidencian agrietamientos acumulados mayores o iguales a los 3 mm. En base a los resultados de la presente investigación se concluye que, las uniones soldadas de aleación de aluminio AA5052 - H34 mediante el proceso de soldadura GTAW, se comportan de manera satisfactoria bajo los dos métodos: con y sin material de aporte. Pues, los valores de resistencia a la tracción en ambos procesos presentan valores que se encuentran por encima del valor límite que indica el código AWS D1.2. Finalmente, en la presente investigación, se obtienen ligeramente mejores propiedades y características en la unión soldada con material de aporte frente a una sin material.Ítem Texto completo enlazado Elaboración y calificación de un procedimiento de soldadura preliminar y calificación de soldador para el soldeo de aletas de acero ASTM A36 a ejes de acero AISI 4340(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-17) Arroyo Páez, Gerson; Lean Sifuentes, Paul PedroA lo largo de los años, los avances de la soldadura en la industria han ido creciendo a pasos agigantados. El crecimiento de la soldadura en el país no ha sido una excepción en comparación con el resto del mundo; por ello, las nuevas tecnologías han ido adaptándose a la realidad peruana para mejorar aún más los procesos operativos en todos los rubros más importantes del Perú. Actualmente, los estándares de calidad relacionados con la soldadura son usados ampliamente y requeridos por los fabricantes. Sin embargo, hay procesos de soldadura específicos que no han sido desarrollados y dados a conocer a la comunidad científica; por ello, este trabajo académico tiene como fin dar a conocer la metodología de la elaboración de un procedimiento de soldadura de acuerdo con la norma AWS D1.1 – Ed. 2020 tomando como referencia la soldadura de dos materiales disímiles en la construcción de un eje destinado a la aplicación en minería. Además, se ha realizado una secuencia que muestra claramente las referencias al código y lo que es necesario contemplar con la finalidad de que se reduzcan notablemente las interpretaciones incorrectas del código. El objetivo principal es la elaboración y calificación de un procedimiento de soldadura y de soldador preliminares de un eje AISI 4340 y unas aletas ASTM A36. Debido a que la soldadura en materiales disimiles es uno de los temas más complicados en cuanto a soldadura se refiere, se han estudiado los materiales y sustentados los criterios para la correcta elaboración de la soldadura.