Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    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 Pedro
    El 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.
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    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 Pedro
    A 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.
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    Análisis de falla de una tubería de descarga en “Y” de acero soldada
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-21) Hurtado Espejo, Raúl Carlos; Lean Sifuentes, Paul Pedro
    El presente trabajo de investigación muestra la metodología seguida y los resultados obtenidos en el análisis de falla de una tubería de descarga en “Y” de acero fabricada por soldadura. La tubería de descarga estuvo en servicio solo 30 días antes de producirse la aparición de fisuras en las uniones soldadas. Se realizaron ensayos con la finalidad de determinar la causa raíz de la falla. En la inspección visual realizada a las uniones soldadas se aprecia cordones de soldadura irregulares, empalmes pobres entre cordones, socavaciones y salpicaduras. De la inspección por partículas magnéticas fluorescentes se visualiza que las fisuras se ubican en el pie del cordón que une la plancha de refuerzo y la tubería del ramal. La caracterización de los metales base verifican que las propiedades del acero son las esperadas para este tipo de componente. Del análisis macrográfico realizado en las uniones soldadas, se observan inclusiones de escoria, falta de fusión, fisuras que nacen en los pies de los cordones y falta de llenado. Se hizo un análisis mediante simulación numérica computacional localizándose las zonas donde se concentran y se tienen los máximos esfuerzos cuando la tubería entra en operación, y éstas coincidían con la zona de fisuración. De lo anterior se puede concluir que las fisuras producidas en el pie del cordón de soldadura, tienen su origen en diversos factores que son acumulativos. En primer lugar, el pie de una soldadura es un concentrador natural de tensiones, esto sumado a la baja calidad de las soldaduras, al fuerte embridamiento y a las tensiones residuales producidas por la soldadura, pueden haber dado origen a que se nucleen fisuras durante la fabricación. Luego cuando la tubería entró en servicio, se produjeron esfuerzos pulsantes adicionales los que se suman a las tensiones residuales, lo que hizo que se nucleen y propaguen fisuras por un mecanismo de fatiga en zonas donde se producen altos esfuerzos.
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    Inspección de las uniones soldadas de juntas a tope de penetración completa con diseño de junta en simple "V" para un rango de espesores de 8 a 25 mm mediante el método de ensayo de ultrasonido y la técnica de arreglo de fases (Phased Array)
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-08) Ly Medina, Daniel; Merino Ponce, Daniel
    A través de los años ha existido la necesidad del hombre de poder unir elementos o componentes entre sí, de todos los procesos existentes el más utilizado y efectivo en el mundo es el de soldadura; sin embargo, este proceso debe pasar por un control de calidad y así asegurar su funcionabilidad y duración en el tiempo. Existen diversos métodos para certificar que la soldadura realizada es correcta, para ello se hace uso de los ensayos no destructivos; ya que nos permiten inspeccionar la soldadura y asegurar que fue realizada de forma adecuada sin afectar a la misma ni física ni químicamente. Si bien existen ensayos volumétricos tradicionales como el ultrasonido convencional y la radiografía industrial, la búsqueda en la optimización de los tiempos de inspección ha generado un método de ultrasonido avanzado (ultrasonido de arreglo de fases – Phased Array); el cual se describirá en el siguiente trabajo. Es por ello que en el presente trabajo se busca poder validar a través de la información de los códigos al ultrasonido de arreglo de fases como el método más eficaz para la inspección volumétrica de uniones soldadas de junta a tope en forma de “V” con penetración completa para un rango de espesores entre 8 a 25 mm. Para ello se utilizarán 8 probetas calificadas, las cuales serán ensayadas mediante el método de ultrasonido Phased Array y radiografía industrial convencional para su comparación. En esta tesis se ha podido comprobar que la técnica de ultrasonido Phased Array es una alternativa viable para la inspección de juntas a tope con diseño en simple “V” para el rango de espesores ensayado. Asimismo se desarrolló un procedimiento final de inspección mediante ultrasonido Phased Array y su aplicación en uniones soldadas con juntas a tope en forma de simple “V”, para un rango de espesores entre 8 a 25 mm. Pudiéndose realizar nuevamente estos ensayos, así como también utilizarlo para su aplicación en la fabricación de piezas y componentes