Revisión de las variables involucradas en la implementación de un proceso FCAW mecanizado en la fabricación de cuerpos de tanques API 650

Abstract

Durante años los tanques de almacenamiento se han construcción usando el proceso SMAW. Las empresas contratadas, además de estar sujetos a clausulas penales por incumplimiento, encuentran problemas para cumplir los proyectos dentro de los tiempos establecidos o en tiempos menores debido a que en algunas áreas escasea el personal con las habilidades requeridas y consecuentemente se debe conseguir a un alto costo económico en otros lugares o la mano de obra no calificada deja muchos defectos que deben repararse [2]. Debido a esto algunos contratistas dedicados a esta actividad en busca de garantizar la eficiencia del proceso de fabricación y asegurar la calidad del producto, se han visto en la necesidad de estudiar la introducción de procesos de alta productividad las cuales son conocidas como soluciones mecanizadas y algunas veces vendidas como automatizadas [2] [6]. Los argumentos para usar estos productos pueden ser menor desperdicio de material, alto control de calidad y a la vez cumplimiento con los estándares de construcción aplicables, uso de operadores que no requieren de la destreza de un soldador, teniendo en cuenta lo anterior también se destaca menor tiempo de fabricación ya que un tanque de 150000 galones puede durar en construcción unos 5 a 6 meses si se fabrica de la manera tradicional mientras montándolo con sistemas automatizados puede durar 2 meses [6]. Para la construcción de las diferentes partes que componen un tanque, anillo, techo y piso se ofrecen en el mercado diferentes soluciones en cuanto a procesos, por ejemplo proceso FCAW autoprotegido para las soldaduras en posición vertical progresión ascendente, y arco sumergido en la posición plana y horizontal. En cuanto a la mecanización, para el techo y el piso se usan generalmente equipos conocidos como carros tractores que hacen soldaduras en posición plana y filetes horizontales mientras en el cuerpo para las soldaduras verticales y horizontales se usan otros sistemas [6]. Además de esta aplicación en Suramérica se encuentran otras aplicaciones mecanizadas como por ejemplo la construcción de pilares de defensa para el puente Rio Paraná usando los equipos Railtrac FWR 1000 de ESAB, material base ASTM A514 Grado B de 25 mm de espesor, proceso FCAW, aporte AWS 5.23 E110T5-K4 con gas de protección CO2, soldaduras en posición vertical y horizontal. A pesar de que en los pases de relleno y presentación usando este procedimiento se logró una rata de depositación de depósitos de 4 kg/hora, el pase de raíz se tuvo que hacer de manera manual [4]. La mecanización puede hacerse con equipos pequeños con los cuales es posible obtener una alta productividad traducida en más metros por unidad de tiempo, el ciclo de trabajo es más alto y las velocidades de avance y depositación son altas, un ejemplo típico de su uso está en soldadura de filete plana, un soldador difícilmente puede avanzar 50 cm/min en esta aplicación, pero un pequeño tractor puede lograr 100 cm/min, además el soldador puede tolerar tal vez 300 A mientras el mecanizado puede soportar de 300 a 350 A por lo que usando un alambre E70C-6M se puede obtener una velocidad de depositación de 6-8 kg/h [5]. Para el diseño de una mecanización se debe tener en cuenta factores que van desde el diseño de la construcción ya que por ejemplo las soldaduras largas y rectas, sin obstáculos, son muy fáciles de mecanizar, al igual que soldaduras las soldaduras de filete. Por otro lado se debe aclarar que una mecanización no puede ser exitosa sin la supervisión de un operador experimentado, lo que en la mayoría de las veces quiere decir un soldador manual experimentado, ya que el debe reconocer cuando deben ajustarse los parámetros y/o controlar totalmente el proceso. Además se recomienda usar alambre FCAW cuya escogencia depende de la posición de soldadura y la resistencia al impacto requerida [4]. En la foto 1 se presenta la secuencia de pases, hecha con un equipo transportador de todas las posiciones en la empresa Soldaduras West Arco, como parte de una demostración que se realizó en el año 2010 para mostrar la versatilidad de los primeros equipos de este tipo llegados a esta empresa.