jueves, 28 de agosto de 2008

Metrologia


Metrologia

La metrología (del griego μετρoν, medida y λoγoς, tratado) es la ciencia de la medida. Tiene por objetivo el estudio de los sistemas de medida en cualquier campo de la ciencia.
La Metrología tiene dos características muy importantes el resultado de la medición y la incertidumbre de medida.
Los físicos y la industria utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos como reglas y cronómetros, hasta potentes microscópios, medidores de láser e incluso aceleradores de partículas.
A continuación se exponen un muestrario de los instrumentos de medición más utilizados en las industrias metalúrgicas de fabricación de componentes, equipos y maquinaria.

Instrumentos de medición usados en procesos de mecanizado

Calibre Pie de rey
Pie de rey o Calibrador Vernier Universal: El calibrador o pie de rey es insustituible para medir con precisión elementos pequeños (tornillos, orificios, pequeños objetos, etc). La precisión de esta herramienta llega a la décima, a la media décima de milímetro e incluso llega a apreciar centésimas de dos en dos (cuando el nonio está dividido en cincuenta partes iguales). Para medir exteriores se utilizan las dos patas largas, para medir interiores (p.e. diámetros de orificios) las dos patas pequeñas, y para medir profundidades un vástago que va saliendo por la parte trasera, llamado sonda de profundidad. Para efectuar una medición, ajustaremos el calibre al objeto a medir y lo fijaremos. La pata móvil tiene una escala graduada (10, 20 o 50 divisiones, dependiendo de la precisión).
La medición con este aparato se hará de la siguiente manera: Primero se deslizará la parte móvil de forma que el objeto a medir quede entre las dos patillas si es una medida de exteriores. La patilla móvil indicará los milímetros enteros que contiene la medición. Los decimales deberán averiguarse con la ayuda del nonio. Para ello observaremos qué división del nonio coincide con una división (cualquiera) de las presentes en la regla fija. Esa división de la regla móvil coincidirá con los valores decimales de nuestra medición.
Pie de rey de Tornero: Muy parecido al anteriormente descrito, pero con las uñas adaptadas a las mediciones de piezas en un torno. Este tipo de calibres no dispone de patillas de interiores pues con las de exteriores pueden realizarse medidas de interiores, pero deberá tenerse en cuenta que el valor del diámetro interno deberá decrementarse en 10 mm debido al espesor de las patillas del instrumento (5 mm de cada una).
Calibre de profundidad: es un instrumento de medición de igual parecido a los anteriores, pero tiene unos apoyos que permiten la medición de profundidades, entalladuras y agujeros. Tienen distintas longitudes de bases y además son intercambiables.

Micrómetro de exteriores
Micrómetro: (del griego micros, pequeño, y metros, medición), también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento que sirve para medir con alta precisión (del orden de una micra, equivalente a 10 − 6 metros) las dimensiones de un objeto. Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado es su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar la torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notar fuerzas capaces de causar deterioro de la precisión del instrumento. El Micrómetro se clasifica de la siguiente manera:
Micrómetro de exteriores: son instrumentos de medida capaces de medir el exterior de piezas en centésimas. Poseen contactos de metal duro rectificados y lapeados. Ejercen sobre la pieza a medir una presión media entre 5 y 10 N, poseen un freno para no dañar la pieza y el medidor si apretamos demasiado al medir.
Micrómetro digital con precisión de 1 milésima: son exactamente iguales a los anteriores, pero tienen la particularidad de realizar mediciones de hasta 1 milésima de precisión y son digitales, a diferencia de los anteriores que son analógicos.
Micrómetro exterior con contacto de platillos: de igual aspecto que los anteriores, pero posee unos platillos en sus contactos para mejor agarre y para la medición de dientes de coronas u hojas de sierra circulares.
Micrómetro de exteriores de arco profundo: tiene la particularidad de que tiene su arco de mayor longitud que los anteriores, para poder realizar mediciones en placas o sitios de difícil acceso.
Micrómetro de profundidades: éste tipo de micrómetros se parece mucho al calibre de profundidades, pero tiene la capacidad de realizar mediciones en centésimas.
Micrómetro de interiores HOLTEST: tipo de micrómetro que mide interiores basándose en tres puntos de apoyo. En el estuche se contienen
galgas para comprobar la exactitud de las mediciones.

Reloj comparador
Reloj comparador: es un instrumento que permite realizar comparaciones de medición entre dos objetos. También tiene aplicaciones de alineación de objetos en maquinarias. Necesita de un soporte con pie magnético.
Visualizadores con entrada DIGIMATIC: es un instrumento que tiene la capacidad de mostrar digitalmente la medición de un instrumento analógico.
Verificador de interiores: instrumento que sirve para tomar medidas de agujeros y compararlas de una pieza a otra. Posee un reloj comparador para mayor precisión y piezas intercambiables.

Gramil normal y gramil digital
Gramil, o calibre de altitud: es un instrumento capaz de realizar mediciones en altura verticalmente, y realizar señalizaciones y paralelas en piezas.
Goniómetro universal: es un instrumento que mide el ángulo formado por dos visuales, cifrando el resultado. Dicho ángulo podrá estar situado en un plano horizontal y se denominará “ángulo azimutal”; o en un plano vertical, denominándose “ángulo cenital” si el lado origen de graduación es la línea cenit-nadir del punto de estación; o “ángulo de altura” si dicho lado es la línea horizontal del plano vertical indicado que pasa por el punto de vista o de puntería.
Nivel de agua: es un instrumento de medición utilizado para determinar la horizontalidad o verticalidad de un elemento. Es un instrumento muy útil para la construcción en general y para la industria. El principio de éste instrumento está en un pequeño tubo transparente (cristal o plástico) el cual está lleno de líquido con una burbuja en su interior. La burbuja es de tamaño inferior a la distancias entre las 2 marcas. Si la burbuja se encuentra entre las 2 marcas, el instrumento indica un nivel exacto, que puede ser horizontal o vertical.
Tacómetro: es un instrumento capaz de contar el número de revoluciones que desarrolla una maquinaria por unidad de tiempo.
Polímetro: instrumento capaz de medir la tensión de corriente normal que hay en un equipo, además de algunas funciones más que tenga el instrumento, dependiendo del fabricante.
Estroboscopio manual: es un elemento capaz de contar revoluciones y vibraciones de una maquinaria, sin tener contacto físico, a través del campo de acción que ésta genera.
Galgas para roscas y espesores: son reglas comparación para ver que el tipo de rosca de una tornillo o el espesor de un elemento. La galga de rosca puede ser de rosca Métrica o Whitworth.
Balanza electrónica: instrumento que es capaz de medir el peso de un determinado elemento. Las hay de distintos tamaños y de distintos rangos de apreciación de pesos.

Calibre Tapón PASA y NO PASA
Calibres Tapones cilíndricos: son elementos que sirven para comprobar el diámetro de agujeros y comprobar que se adaptan a lo que necesitamos, para respetar las tolerancias de equipo, se someten a la condición de pasa/no pasa y tienen el uso contrario al calibre de herradura.
Calibres de herradura: sirve para medir el diámetro exterior de piezas con la condición de pasa/no pasa. Tiene el uso contrario de los tampones cilíndricos.
Calibre de rosca: son instrumentos que nos permiten medir la rosca tanto de un macho como de una hembra, sometidos a la condición de pasa/no pasa.
Lupa: es un instrumento de inspección que nos permite ver objetos y características que nos es imposible ver a simple vista. Consigue aumentar lo que estamos viendo, el aumento depende de la graduación óptica del instrumento.
Microscopio estereoscopio: instrumento de visualización que nos permite ver aspectos o características de objetos con una visión microscópica, y con los dos ojos simultáneamente.
Proyector de perfiles: instrumento que permite ampliar con un factor conocido, una pieza y poder observar su estructura más pequeña mediante la reflexión de su sombra.
Termómetro infrarrojo: instrumento que permite realizar mediciones de temperatura en el lugar donde apunta su haz de infrarrojos, se usa para conocer la temperatura de lugares de difícil acceso o de mucha altura.
Medidor de rugosidad, o
rugosímetro: es un instrumento que mediante ondas es capaz de medir la rugosidad de la superficie de un objeto, sin necesidad de contacto ni de ampliación visual de la superficie del objeto.

Durómetro
Verificador de
dureza, Durómetro: instrumento electrónico que permite medir y hacer pruebas de la dureza de distintos materiales, ya sean metálicos, cerámicos, plásticos o de piedra

miércoles, 13 de agosto de 2008

AVANCES TECNOLOGICOS


AVANCES TEGNOLOGICOS EN SOLDADURA TIG ORBITAL



Construir una planta de generación eléctrica es una tarea complicada, con tanques de alta presión por todos lados, generadores operados a turbina, plantas intercambiadores de calor, plantas de enfriamiento y la planta de tratamiento de agua. Lo que enlaza todas estas plantas no es mas que las tuberías, de variados diámetros y sumando muchos kilómetros de líneas en estas plantas.

En 1996, Toshiba comenzó un proyecto para construir una planta de combustible fósil convencional en Japón, dada la cantidad de tuberías por soldar fue creada una división especial dedicada a la soldadura orbital en sitio de las tuberías para este proyecto además de otros dos mas en sitios diferentes, aunque todos los proyectos usaban tuberías similares. Tosida entonces compro dos maquinas de soldar TIG de alambre caliente para brechas angostas con posicionamiento orbital, la primera en 1996 y la otra en 1997.

Mas Rápido y más Económico en el largo proceso.
La soldadura de brecha angosta es un proceso prolongado que se ejecuta fijando los parámetros de soldadura y la metodología del procedimiento con cada tipo o diámetro de tubería, una vez que estos pasos iniciales se han completado la soldadura se convierte en un proceso altamente productivo y de una rapidez impresionante.
A diferencia de la soldadura convencional, el espacio a rellenar es mucho más angosto, esto hace los gastos operacionales y el gasto de material consumible mucho menor. Factores como la contracción, los diferentes diámetros, alineamiento, variaciones en la circunferencia y las condiciones del tubo deben ser tomados en cuenta.
El factor más importante a considerar es la preparación del tubo. En la foto se puede apreciar a los operadores preparando los anillos guías, antes de instalar el equipo.
Una antorcha especial para la soldadura del primer tercio de la brecha fue construida, tomando en cuenta que el espacio en las juntas era muy limitado, para completar los dos tercios restantes de la soldadura y por lo apretado de las condiciones exteriores se uso una antorcha TIG regular, que ocupo menos espacio, exteriormente, que la antorcha original, ya que en algunas áreas donde se ejecuto la soldadura el espacio disponible para que el equipo pudiera girar era menos de 360 mm, espacio mínimo requerido para que el equipo pueda girar sobre el tubo.

La corriente fue suministrada por una fuente de poder de 600 amperios, AutoTIG 600PCDC fabricada también por Polysude, la cual tiene una fuente separada de 140 amperios solo para calentar el alambre TIG. Esta unidad móvil es ideal para trabajos en sitio ya que puede ser alimentada por un generador a motor, así que se puede montar en un camión y ser llevada a donde sea necesario. Aunque no pudimos determinar exactamente que valores de tiempo y potencia fueron utilizados específicamente el equipo estaba ajustado en la posición 5GT y el alimentador de alambre en 6 Metros, y tomo 1 hora y 13 minutos en completar la soldadura de una tubería de casi 12" (290 mm) de diámetro con casi 1" (23 mm) de espesor en la pared del tubo.
Aunque se había planeado el mantenimiento y limpieza de la soldadura después de ejecutada, el resultado fue de tan alta calidad y la apariencia tan uniforme que no se necesito el uso de ningún implemento para limpiar, rebajar, o terminar la soldadura, y esto no solo ahorro dinero en gastos de operación sino también mucho tiempo, incrementando la productividad aun mucho mas, fuera de lo planeado.
Toshiba empleo el uso del sistema de soldadura orbital automatizado POLYCAR 130 desarrollado por POLYSUDE.

La empresa Polysude suministro el equipo de soldadura para este proceso, un moderno equipo automatizado que luego de instalado sigue un anillo-guía preposicionado al rededor del tubo con capacidad para soldar hasta 20 vueltas, probadas hasta ahora, incluyendo el cordón de endurecimiento donde sea necesario.

En este caso las tuberías de la planta eran de mediano contenido de carbón, STPG 38, 20" (508 mm) de diámetro con 2" (50.8 mm) de espesor de pared, y 14" (356 mm) con 2 -1/8" (54 mm) de espesor de pared. La preparación de la junta, lo cual dependía del espesor de la pared del tubo, seria del tipo "brecha angosta con perfil J y con una declinación de ángulo de 2 Grados" que fue llevada acabo en el sitio, el material consumible seleccionado para la operación fue un alambre de 0.035 (0.9 mm) de composición compatible aplicado en atmósfera protegida con alimentación automática de 5 metros / minuto.

El alambre TIG fue precalentado antes de exposición al arco, este procedimiento ahorra considerables cantidades de energía y puede acelerar el proceso TIG a casi el mismo rendimiento que usado frió bajo proceso MIG. El avance del alambre necesita ser vigilado y monitoreado muy de cerca mientras se convierte en parte de la soldadura fundida, a este punto es donde el ojo del operador se convierte en la pieza clave en la supervisión, pero el sistema tiene la capacidad de permitir la instalación de una cámara de circuito cerrado con la que se puede vigilar el avance del proceso desde un monitor. Además de precalentar el alambre, los tubos también son precalentados a una temperatura de 250 Grados Centígrados, usando una faja térmica al rededor de la junta. El promedio máximo de ahorro de energía en esa región fue de 30% y el resultado de hacer la soldadura en una brecha tan agosta fe el uso de casi la mitad del material consumible habitual con otros procesos, el precalentamiento del alambre y el tubo para acelerar el proceso contribuyeron en incrementar la productividad de la operación del proceso hasta el factor nueve de rendimiento.

PROCESODESOLDADURA TIG

PROCESO DE SOLDADURA TIG

Soldadura GTAW/TIG

La soldadura TIG, es un proceso en el que se utiliza un electrodo de tungsteno, no consumible. El electrodo, el arco y el área que rodea al baño de fusión, están protegidos de la atmósfera por un gas inerte. Si es necesario aportar material de relleno, debe de hacerse desde un lado del baño de fusión. La soldadura TIG, proporciona unas soldaduras excepcionalmente limpias y de gran calidad, debido a que no produce escoria. De este modo, se elimina la posibilidad de inclusiones en el metal depositado y no necesita limpieza final. La soldadura TIG puede ser utilizada para soldar casi todo tipo de metales y puede hacerse tanto de forma manual como automática. La soldadura TIG, se utiliza principalmente para soldar aluminio, y aceros inoxidables, donde lo más importante es una buena calidad de soldadura. Principalmente, es utilizada en unión de juntas de alta calidad en centrales nucleares, químicas, construcción aeronáutica e industrias de alimentación.

La soldadura GTAW (gas tugsten arc welding) o Soldadura TIG (tungsten inert gas) es también conocida como soldadura Heliarc, es un proceso en el que se usa un electrodo no consumible de tungsteno sólido, el electrodo, el arco y el área al rededor de la soldadura fundida son protegidas de la atmósfera por un escudo de gas inerte, si algún metal de aporte es necesario es agregado a la soldadura desde el frente del borde de la soldadura que se va formando.
La Soldadura TIG fue desarrollada inicialmente con el propósito de soldar metales anticorrosivos y otros metales difíciles de soldar, no obstante al pasar del tiempo, su aplicación se ha expandido incluyendo tanto soldaduras como revestimientos endurecedores (hardfacing) en prácticamente todos los metales usados comercialmente.

En cualquier tipo de proceso de soldadura la mejor soldadura, que se puede obtener, es aquella donde la soldadura y el metal base comparten las mismas propiedades químicas, metalúrgicas y físicas, para lograr esas condiciones la soldadura fundida debe estar protegida de la atmósfera durante la operación de la soldadura, de otra forma, el oxigeno y nitrógeno de la atmósfera se combinarían, literalmente, con el metal fundido resultando en una soldadura débil y con porosidad. En la soldadura TIG la zona de soldadura es resguardada de la atmósfera por un gas inerte que es alimentado a través de la antorcha, Argon y Helio pueden ser usados con éxito en este proceso, el Argon es principalmente utilizado por su gran versatilidad en la aplicación exitosa de una gran variedad de metales, además de su alto rendimiento permitiendo soldaduras con un bajo flujo para ejecutar al proceso. El Helio genera un arco mas caliente, permitiendo una elevación del voltaje en el arco del 50-60%. Este calor extra es útil especialmente cuando la soldadura es aplicada en secciones muy pesadas. La mezcla de estos dos gases es posible y se usa para aprovechar los beneficios de ambos, pero la selección del gas o mezcla de gases dependerá de los materiales a soldar.
Dado que la atmósfera esta aislada 100% del área de soldadura y un control muy fino y preciso de la aplicación de calor, las soldaduras TIG, son más fuertes, más dúctiles y más resistentes a la corrosión que las soldaduras hechas con el proceso ordinario de arco manual (electrodo cubierto). Además del hecho de que no se necesita ningún fundente, hace este tipo de soldaduras aplicable a una amplia gama de diferentes procedimientos de unión de metales.
Es imposible que ocurra una corrosión debido a restos de fundente atrapados en la soldadura y los procedimientos de limpieza en la post-soldadura son eliminados, el proceso entero se ejecuta sin salpicaduras o chispas, la soldadura de fusión puede ser ejecutada en casi todos los metales usados industrialmente, incluyendo las aleaciones de Aluminio, Acero Inoxidable, aleaciones de Magnesio, Níquel y las aleaciones con base de Níquel, Cobre, Cobre-Silicón, Cobre-Níquel, Plata, Bronce fosforico, las aleaciones de acero de
alto carbón y bajo carbón, Hierro Colado (cast iron) y otros. El proceso también es ampliamente conocido por su versatilidad para soldar materiales no similares y aplicar capas de endurecimiento de diferentes materiales al acero.

La fuente de poder para TIG puede ser AC o DC, sin embargo, algunas características sobresalientes obtenidas con cada tipo, hacen a cada tipo de corriente mejor adaptable para ciertas aplicaciones especificas.

jueves, 17 de julio de 2008

EL PROCESO DE SOLDADURA Y CORTE OFW

Las Soldadura es un procedimiento que tiene por objetivo unir dos o más piezas entre sí, con o sin adición de metal de aporte, con la finalidad de formar una unión que posea propiedades mecánicas deseables para el fin al que se destina la obra.

El proceso de soldadura oxi-combustible OFW – se utiliza desde hace muchos años en la industria manufacturera y sigue siendo un proceso importante en la soldadura o unión de varios metales.

En este proceso de soldadura intervienen dos clases de gas y un equipo de soldadura oxi- combustible a saber:

· GAS CARBURANTE, ( gas combustible )
· GAS COMBURENTE, ( gas oxidante )

Los Gases Combustibles dan origen a la llama y los Comburentes son los que promueven la reacción de Combustión.

Para la Soldadura y el Corte, la dupla que se utiliza por excelencia es la llama Oxiacetilenica conformada por:
· OXIGENO ( Gas Comburente )
· ACETILENO ( Gas Combustible )

Estos Gases, Comburente y Combustible, son la mezcla perfecta que producen la combustión que no es más que una reacción química de Oxidación en la cual se desarrolla una gran cantidad de calor que es transferida al material que, de hecho se calienta.

El proceso Oxicombustible emplea varios gases Combustibles, entre otros como lo son:

· EL ACETILENO - C2H2
· EL PROPANO - C3H8
· BUTANO - C4H10
· EL GAS NATURAL – CH4
· EL GLP.- C3H8 C4H10 ( Gas Licuado de Petróleo )