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La revista de la Sociedad Americana de Soldadura

EN ESPAÑOL JULIO 2018

Corte y esmerilado de aluminio Seguridad con esmeril angular Inspección ultrasónica Resumen de FABTECH 2018

Además:

Reparación con GMAW en planta nuclear • Preguntas y respuestas de acero inoxidable • Examinación por líquido penetrante

La palabra que define la excelencia en electrodos para soldadura...

¡ARCOS!

Cuando las condiciones críticas de soldadura requieren rendimiento sin concesiones, usted puede contar con Arcos para obtener toda una línea completa de electrodos de altas aleaciones, acero inoxidable y níquel de primera calidad que cumplan con sus requisitos de mayor precisión. Arcos Industries, LLC ha ganado su reputación de fijar los estándares de excelencia en electrodos de alambre para soldadura descubierto y cubierto al fabricar productos que ofrecen las espléndidas características de liberación de escorias, acción de humedecido y perfil de soldadura necesarias, con un arco liso y estable. Puede estar seguro de que nuestra amplia gama de electrodos excepcionales cumplirá con sus aplicaciones más exigentes porque Arcos ha recibido estas prestigiosas certificaciones, entre otras: Ê Ê Ê Ê

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Además de su línea de electrodos sobresalientes, Arcos le ofrece un equipo dedicado de profesionales técnicos y especialistas en servicio al cliente para brindarle un amplio soporte en pruebas y aplicaciones. Descubra usted mismo por qué, cuando se trata de lo mejor en electrodos en alambre descubierto y cubierto de primera calidad, Arcos es el nombre que se distingue. Llame hoy mismo al teléfono 800-233-8460 o visite nuestro sitio Web en www.arcos.us. Arcos Industries, LLC Ι{Ê
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Julio 2018 • Tomo 11 • Número 3

CONTENIDO

ARTÍCULOS 14

Resumen de FABTECH México 2018 La incomparable expo regresó a la Ciudad de México más grande que nunca — C. Guzmán

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Superando desafíos comunes en el corte y esmerilado de aluminio Sigue estos consejos para ahorrar tiempo y dinero mientras produces el mejor acabado posible

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T. Hufford

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Inspección ultrasónica: No sólo para soldaduras Este versátil método de inspección no destructiva puede usarse en muchas aplicaciones — A. J. Moore

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Una lección de seguridad con esmeril angular Estos consejos claros ayudan a reducir el riesgo de lesiones con el esmeril angular — A. Brogan

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Planta nuclear implementa reparación GMAW primera en su tipo Un proceso de recubrimiento por arco metálico protegido con gas (gas metal arc welding, o GMAW) mecanizado para reparaciones de calentadores de agua de alimentación ofrece a las plantas nucleares millones de dólares en ahorros potenciales en costos — J. Tatman y G. Frederick

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JULIO 2018 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 3

SECCIONES 6 8 12 42

Editorial Preguntas y respuestas — acero inoxidable Cuaderno de trabajo Índice de anunciantes

En la portada: un operador usa el equipo de protección personal (EPP) adecuado al trabajar con esmerilado angular. (Foto cortesía de Metabo, West Chester, Pensilvania).

OFFICERS

WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL

President Dale Flood TRI TOOL Inc.

Publisher Mary Ruth Johnsen Editor Carlos Guzman

Vice President Thomas J. Lienert Los Alamos National Laboratory Vice President Robert Roth RoMan Manufacturing Inc. Vice President Richard Polanin Illinois Central College Treasurer Carey Chen Cincinnati Incorporated Executive Director and CEO Matt Miller American Welding Society

DIRECTORS T. Anderson (At Large), ITW Welding North America U. Aschemeier (Dist. 7), Subsea Global Solutions J. R. Bray (Past President), Affiliated Machinery Inc. T. Brosio (Dist. 14), Major Tool & Machine J. Burgess (Dist. 8), General Electric D. A. Desrochers (Dist. 1), Old Colony RVTHS D. L. Doench (At Large), Hobart Bros. Co. D. K. Eck (At Large), Praxair Distribution Inc. K. Fogleman (Dist. 16), Consultant P. H. Gorman (Dist. 20), Retired M. Hanson (Dist. 15), Consolidated Precision Products S. A. Harris (Dist. 4), Altec Industries R. L. Holdren (At Large), ARC Specialties T. Holt (Dist. 18), Tech Corr USA Management J Jones (Dist. 17), Harris Products Group M. Krupnicki (Dist. 6), Mahany Welding Supply Co. Inc. D. Lange (Dist. 12), Northeast Wisconsin Tech. College S. Lindsey (Dist. 21), City of San Diego J. T. Mahoney (Dist. 5), American Arc Inc. S. M. McDaniel (Dist. 19), Big Bend Community College D. L. McQuaid (Past President), D. L. McQuaid and Associates Inc. D. K. Miller (At Large), Lincoln Electric S. Moran (Dist. 3), American Hydro Corp. K. E. Shatell (Dist. 22), Pacific Gas & Electric Co. M. Sherman (Dist. 10), SW&E LLC M. Skiles (Dist. 9), Airgas Inc. W. J. Sperko (At Large), Sperko Engineering Services K. Temme (Dist. 2), Matrix NAC P. I. Temple (Dist. 11), Energy Wise Consulting LLC J. A. Willard (Dist. 13), Kankakee Community College

AWS Publications Deparment Welding Journal Sr. Editor Cindy Weihl Features Editor Kristin Campbell Welding Journal Associate Editor Katie Pacheco Welding Journal Assistant Editor Roline Pascal Welding Journal Peer Review Coord. Sonia Aleman Welding Journal Publisher Emeritus Jeff Weber Inspection Trends Editor Carlos Guzman

Design and Production Production Manager Zaida Chavez Assistant Production Manager Brenda Flores Manager of International Periodicals and Electronic Media Carlos Guzman

Advertising Sr. Advertising Sales Exec. Sandra Jorgensen Sr. Advertising Sales Exec. Annette Delagrange Manager of Sales Operations Lea Owen Sr. Advertising Production Manager Frank Wilson

aws.org 8669 NW 36 St., # 130, Miami, FL 33166-6672 (305) 443-9353 or (800) 443-9353

Welding Journal en español (ISSN 2155-5559). Lectores del Welding Journal en español pueden hacer copias de artículos para uso personal, educacional, e investigación, pero este contenido no se puede vender. Favor indicar crédito apropiado a los autores de los artículos. No osbtante, los artículos marcados con asterisco (*) tienen derechos reservados y no se pueden copiar. Para más información, favor contactar a nuestro departamento editorial.

MARKETING ADVISORY COUNCIL (MAC) D. Doench, Chair, Hobart Brothers Co. S. Bartholomew, Vice Chair, ESAB Cutting Systems S. Samuels, Secretary, American Welding Society D. Brown, AGONOW C. Coffey, The Lincoln Electric Co. D. DeCorte, RoMan Mfg. Inc. S. Fyffe, Astaras Inc. L. Kvidahl, Ingalls Shipbuilding D. Marquard, IBEDA Superflash Compressed S. Moran, American Hydro M. Muenzer, ORS Nasco E. Norman, EDCO Industries LLC R. Roth, RoMan Mfg. Inc. F. Saenger, Consultant M. Smickenbecker, Matheson S. Smith, Weld-Aid Products E. Stone, Weiler Corp. A. Sepulveda, Hypertherm D. Wilson, Wilson and Associates T. Lienert, Los Alamos National Laboratory J. Bray, Ex Officio, Affiliated Machinery Inc. C. Chen, Ex Officio, Cincinnati Incorporated M. Miller, Ex Officio, American Welding Society

4 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2018

La AWS valora la diversidad, defiende prácticas equitativas e invita a sus miembros a establecer una cultura en la comunidad de soldadura para aprender y celebrar las diferencias entre las personas. La AWS reconoce que un compromiso de diversidad, igualdad e inclusión es esencial para alcanzar la excelencia en la Asociación, sus miembros y empleados.

EDITORIAL Una celebración del personal de soldadura desde el soldador hasta el ingeniero en soldadura

R. L. Holdren Director General de la AWS

T. J. Lienert Vicepresidente de la AWS

“Para que nuestra industria crezca y prospere, los individuos que pueden ser capacitados y cualificados son necesarios en todas las categorías de trabajo.”

El éxito de un proyecto que tiene que ver con la soldadura como componente crítico depende altamente de la amplitud y los talentos del personal involucrado. Aunque la mayor parte de la atención típicamente se enfoca en el personal de primera línea que realiza la soldadura, el éxito sostenible realmente recae en un esfuerzo conjunto con cada individuo en la cadena de responsabilidad desempeñando sus tareas asignadas basadas en sus cualificaciones y habilidades específicas. Los miembros del equipo pueden incluir supervisores de soldadura, técnicos, tecnólogos, inspectores, educadores e ingenieros. Entre estas categorías de trabajos, los deberes y responsabilidades del ingeniero en soldadura son quizá los más difíciles de definir con claridad y probablemente los menos entendidos por otros en la industria de la soldadura. Quizá haya varias razones para estas circunstancias, pero el factor clave es que las compañías tienden a llenar estos puestos con individuos de una variedad de rutas de carrera profesionales. La ruta más obvia involucra graduarse de alguna facultad o universidad reconocida en ingeniería en soldadura o tecnología de ingeniería de soldadura. Sin embargo, solamente hay un puñado de universidades en los Estados Unidos que otorgan grados en estas áreas, así que no hay suficientes graduados de dichos programas para cubrir las necesidades de la industria. En consecuencia, estos trabajos a menudo son ocupados por individuos que provienen una amplia variedad de campos. Muchos ingenieros en soldadura comienzan con grados académicos en otras disciplinas de la tecnología e ingeniería, y luego con capacitación adicional y experiencia, llegan a dominar puestos en la ingeniería de la soldadura. Para hacer frente a esta situación, la AWS ha desarrollado los programas de Ingeniero Certificado en Soldadura (CWEng) y Tecnólogo Certificado en Ingeniería de Soldadura (CWET) para proporcionar una ruta para la cualificación y reconocimiento de estos individuos, sin importar su educación previa en ingeniería o en tecnología de la ingeniería. Uno de los grandes beneficios de trabajar en nuestra industria de la soldadura es que un individuo puede ingresar al mercado laboral como soldador y después avanzar hacia otras áreas de responsabilidad tales como técnico, tecnólogo, inspector, e ingeniero. De hecho, algunos de los mejores ingenieros en soldadura que encontrarás son aquellos

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que iniciaron en la industria como soldadores y luego avanzaron a sus puestos actuales mediante una combinación de más educación y experiencia en el trabajo. La descripción laboral de un ingeniero en soldadura es difícil de definir, especialmente debido a que estos individuos trabajan en diferentes industrias, en diferentes estructuras de gestión, y desempeñan una variedad de tareas específicas. Sin embargo, una característica que es esencial para todos los ingenieros en soldadura tiene que ver con el desarrollo un conjunto de habilidades que atraviesa muchas áreas técnicas. En general, se tiene la expectativa de que los ingenieros en soldadura sean conocedores del diseño de conexiones soldadas; metales base y de aporte (metalurgia); soldadura, corte, y otros procesos de unión; códigos y estándares; e inspección de soldadura y control de calidad. Sin duda, la mayoría de los ingenieros en soldadura tienden a trabajar en puestos donde son especialistas en una o dos de estas áreas. Sin embargo, en compañías más pequeñas con un solo individuo en esta posición, ese ingeniero en soldadura necesita ser un verdadero multitareas. Las afirmaciones en este artículo no deben interpretarse de forma tal que sugieran que los ingenieros en soldadura son más importantes que el personal en cualquier otra categoría de trabajo de soldadura. Para que nuestra industria crezca y prospere, los individuos que pueden ser capacitados y cualificados son necesarios en todas las categorías de trabajo. De hecho, existe una grave escasez de personal a lo largo y ancho de espectro completo de trabajos relacionados con la soldadura. Aunque la escasez de soldadores cualificados sea quizá la más visible, las necesidades existen en todos los niveles, especialmente cuando consideramos que todos aquellos que cubren puestos de nivel de entrada probablemente se conviertirán en candidatos viables para promoción a otros niveles. El desarrollo de la fuerza laboral es una de las plataformas clave de inversión para las AWS, quien reconoce que el futuro de nuestra industria recae en los hombros de aquellos que ejercen el oficio y que promueven el avance del arte, ciencia y tecnología de la soldadura desde los soldadores hasta los ingenieros en soldadura. “Para que nuestra industria crezca y prospere, los individuos que pueden ser capacitados y cualificados son necesarios en todas las categorías de trabajo.” WJ

PREGUNTAS Y RESPUESTAS — ACERO INOXIDABLE P: Nosotros fabricamos muchos tubos de acero al carbón. Ocasionalmente aceptamos trabajos que usan tubos de acero al carbón con un revestimiento interno de acero inoxidable. Algunas veces el revestimiento es 304L, otras tantas 316L. Debido a que los tubos son de un diámetro relativamente pequeño, solamente pueden soldarse desde el exterior. Para preparar la junta, retraemos el acero al carbón para dejar expuesto el acero inoxidable en el área de la raíz, luego soldamos la raíz y una o dos capas con soldadura por arco de tungsteno protegido con gas (GTAW) usando metal de aporte 309L (para un revestimiento 304L) ó 309L (para un revestimiento 316L), y un gas de respaldo de argón. Acabamos la junta con electrodos cubiertos de 309L ó 309M o de núcleo de fundente. Esto parece ser un desperdicio del caro metal de aporte. Después de que colocamos el pase de raíz de acero inoxidable, ¿por qué no acabar con metal de aporte de acero al carbón? R: El revestimiento de acero inoxidable en tales tubos tiene un espesor típicamente de 1.5 a 3.0 mm (1⁄16 a 1⁄18 pulgadas), por lo que no se necesita mucho metal de aporte de acero inoxidable para solamente unir el revestimiento y aplicar otra capa o dos para prevenir que haya perforaciones por fusión al hacer los pasos de llenado con soldadura por arco con electrodo con núcleo de fundente o por arco metálico recubierto. El espesor de la pared de acero al carbón pudiera ser cualquier cosa arriba de 6 mm (1⁄4 pulg.); por ello, en tubos de paredes más pesadas, pudiera haber ahorros significativos en los costos de metal de aporte si, para completar la junta se pudiera usar metal de aporte de acero al carbón La Figura 1 muestra una preparación de junta típica en tubo revestido destinado a soldadura solamente del lado del acero inoxidable. Nota que el acero al carbón ha sido retraído para exponer al acero inoxidable en la raíz. Está diseñado de forma que el paso de raíz GTAW puede depositarse sin pe-

POR DAMIAN J. KOTECKI

Acero al carbón

Acero inoxidable

Fig. 1 — Preparación de junta típica para la soldadura externa de tubos de acero al carbón con revestimiento interno de acero inoxidable.

Soldar por este lado

Acero al carbón Acero inoxidable Pase de raíz Fig. 2 — Paso de raíz ideal con GTAW para la soldadura externa de tubo de acero al carbón con revestimiento interno de acero inoxidable.

netración al acero al carbón. La Figura 2 muestra un paso de raíz hecho sin preparación en el acero al carbón. Sin embargo, debe reconocerse que una ligera penetración en el acero al carbón pudiera ocurrir a veces durante la deposición del paso de raíz alrededor de la circunferencia de la junta, lo cual es la razón de que se recomiende metal de aporte con sobrealeación (309L para revestimiento 308L ó 309LMo para revestimiento 316L). Posteriormente los pases de relleno continuarían con metal de aporte con sobrealeación ya que alguna dilución del acero al carbón es inevitable para estos pasos. Empecemos por revisar el Welding Handbook, Novena Edición, Capítulo 6 — Metales Revestidos y Disímiles (pp. 444, 445). Este capítulo proporciona orientación considerable acerca de la soldadura de acero al carbón revestido con acero inoxidable cuando la soldadura puede hacerse desde cualquiera de los dos lados de la junta o solamen-

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te desde el lado del revestimiento de la junta. El acero al carbón se suelda primero invariablemente en estos casos, y el metal de aporte de acero inoxidable se aplica al último, sobre el metal de aporte de acero al carbón. Sin embargo en tu caso, debes soldar del lado del acero al carbón y comenzar con el metal de aporte de acero inoxidable. Para esta situación, solamente se proporciona la siguiente orientación: “Si una junta de penetración completa se debe hacer desde el lado de acero, se deben usar el proceso GTAW y una purga de gas inerte para los primeros varios pasos. Siguiendo a estos pasos, el proceso de soldadura debe cambiarse, pero como se señala, es importante usar un metal de aporte de soldadura de aleación completa que iguale o supere el revestimiento. Está más allá del alcance de este capítulo detallar todas las secuencias y tipos de juntas que pudieran idearse en numerosas aplicaciones, pero los requerimientos esenciales siempre son la continuidad del revestimiento, resistencia

óptima de la junta, y evitar capas quebradizas donde el metal de soldadura de acero penetre el revestimiento”. Más detalles sobre la soldadura en tubos revestidos pueden encontrarse en un reporte de 2012 del Instituto del Níquel (“Engineering with Clad Steel” de Liane Smith, Serie Técnica del Nickel Institute No. 10 064). Este reporte se puede descargar gratuitamente desde nickelinstitute.org. Pareces estar haciendo exactamente lo que recomiendan tanto el Welding Handbook como el reporte del Instituto del Níquel, sin entender por qué. Es la última frase de la orientación del Welding Handbook que señala que “evitar capas quebradizas donde el metal de soldadura de acero penetre el revestimiento”, que dan un atisbo del por qué. Si se deposita metal de soldadura de acero al carbón en un substrato de acero inoxidable, ya sea metal de soldadura o base, invariablemente habrá algo de dilución del cromo (Cr) y níquel (Ni) (molibdeno también si el acero inoxidable es metal base 316L o depósito de soldadura 309LMo) del acero inoxidable en el metal de soldadura de acero al carbón de la primer capa de aporte

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(capa de transición). Luego la primera capa no será acero al carbón sino alguna forma de acero con aleación Cr-Ni. Si el substrato es 309L, típicamente 23.5% Cr, 13.5% Ni, y si la dilución en la primer capa de metal de aporte de acero al carbón es el 30% normal, la primera capa hecha con metal de aporte de acero al carbón contendrá aproximadamente 7% Cr y 4% Ni. Además contendrá algo de manganeso (Mn), probablemente 1%, lo cual contribuye a la templabilidad. Esa composición sería en un acero endurecido con el aire, lo cual forma martensita con el enfriamiento. Sería quebradizo y casi con seguridad se fracturaría durante una prueba de doblez lateral hecha para una cualificación de procedimiento. Por supuesto, podrías tratar de reducir la dilución y por ende reducir el contenido de aleación de esta primera capa depositada con metal de aporte de acero al carbón. Si tú pudieras reducir la dilución hasta 10% en la capa de transición, lo cual es muy difícil de lograr consistentemente, la capa de transición depositada con metal de aporte de acero al carbón aún contendría

aproximadamente 2.3% Cr, 1.3% Ni, y 1% Mn. Esta composición es todavía bastante endurecible, casi comparable en templabilidad con el depósito no diluido de un electrodo recubierto E9018-B3. En mi opinión, un ingeniero prudente no pondría semejante composición tan endurecible en servicio en la condición como se soldó. Probablemente fallaría en una prueba de doblado lateral realizado para una cualificación de procedimiento. Toda dilución menor a 10% es muy probable de no lograrse. Una dilución muy baja es también extremadamente difícil de mantener mientras se evitan defectos de falta de fusión y de verificar en una situación de fabricación. Uno quizá pudiera considerar el tratamiento térmico local posterior a la soldadura (PWHT) para reblandecer una capa de transición como la antes descrita. Sin embargo, el costo del PWHT local casi excedería los ahorros logrados al cambiar de metal de aporte de acero inoxidable a metal de aporte de acero al carbón después de los primeros pocos pasos de soldadura. Además, el PWHT produciría algo de preci-

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pitación de carburo de cromo a lo largo de la interfaz entre el metal de soldadura de acero inoxidable y el metal base de acero al carbón, la capa de transición y el metal de soldadura de acero inoxidable, y el revestimiento de acero inoxidable y el tubo de acero al carbón. Estos precipitados pudieran tener efectos significativos en las propiedades mecánicas de la soldadura y pudieran llevar al desprendimiento del revestimiento de acero inoxidable. Estoy consciente de que ha habido intentos de usar hierro esencialmente puro como metal de aporte para lograr una transición del metal de soldadura del revestimiento de acero inoxidable a un metal de aporte de acero al carbón más común por el resto de la junta. Tal metal de aporte puede producir una capa de transición exitosamente dúctil bajo condiciones cuidadosamente controlada de baja dilución. El reporte del Instituto del Níquel también lo señala sin detalles. Las dificultades previsibles incluyen cómo asegurar consisten— continúa en la página 42

CUADERNO DE TRABAJO

Introducción a la examinación por líquido penetrante La inspección por líquidos penetrantes es un método de examinación no destructiva (nondestructive examination, o NDE, por sus siglas and inglés) que revela discontinuidades en la superficie mediante el “sangrado”, o indicación, de un medio de líquido penetrante contra un revelador de fondo contrastante. La técnica se basa en la habilidad de un líquido penetrante de mojar la abertura de la superficie de una discontinuidad y después ser jalado hacia ella. Si la discontinuidad es significativa, el penetrante permanecerá en la cavidad cuando el exceso sea retirado de la superficie. Con la aplicación de un revelador en polvo seco o en suspensión, la acción secante saca el penetrante de la discontinuidad para proporcionar una indicación contrastante en la superficie. La examinación por líquido penetrante es un método relativamente accesible y confiable para obtener información acerca de soldaduras dudosas. Siguiendo a la examinación visual, es quizá el método no destructivo de examinación más comúnmente usado para la inspección de superficies de partículas no magnéticas. Aunque el método puede realizarse en superficies tal como fueron soldadas, la presencia de ondas en el cordón de soldadura y otras irregularidades pudieran obstaculizar la interpretación de los indicadores. Si una condición de superficie causa una cantidad excesiva de indicadores no relevantes, pudiera ser necesario retirar las imperfecciones que causan problemas mediante un pulido ligero antes de la inspección.

Pasos básicos Los siguientes pasos se siguen normalmente en la aplicación de una examinación por penetrante típica: 1) limpia la superficie a examinar, 2) aplica el penetrante, 3) espera a que pase el tiempo prescrito para el efecto,

Fig. 1 — Penetrante fluorescente iluminado por luz ultravioleta.

Fig. 2 — Penetrante rojo visible contrastado contra un revelador blanco.

Tipos de examinación por líquido penetrante Los métodos por líquido penetrante pueden dividirse en dos grupos principales, dependiendo del tipo de penetrante que se usa. Para el Tipo A, el medio penetrante es fluorescente, lo que significa que fluye cuando es iluminado por luz ultravioleta o negra — Fig. 1. El Tipo B emplea un penetrante visible, usualmente de color rojo, que produce un indicador contrastante contra el fondo blanco creado por el revelador — Fig. 2. Aunque la sensibilidad es mayor cuando se usa el método fluorescente, ambos métodos proporcionan sensibilidad extremadamente buena cuando se aplican adecuadamente. La diferencia en sensibilidad se debe al hecho de que el ojo puede discernir el contraste de un indicador fluorescente bajo luz negra más fácilmente que un contraste de color bajo luz blanca. En este último caso el área debe ser vista con luz blanca adecuada.

Equipo y materiales requeridos

4) retira el exceso de penetrante, 5) aplica el revelador, 6) espera el tiempo prescrito, 7) examina la superficie buscando indicadores y registra los resultados, y 8) retira el residuo. Cuando se cambia el orden de estos pasos o cuando se toman atajos, la validez de la examinación es considerada cuestionable.

A diferencia de muchos otros métodos no destructivos, la examinación por líquido penetrante requiere poco equipo. Consiste en contenedores y aplicadores para los varios líquidos y soluciones usadas. Los materiales de la examinación se encuentran disponibles en espráis en aerosol que pueden adquirirse por separado o en kits. Adicionalmente, la examinación por penetrante fluorescente requiere una fuente de luz ultravioleta de alta intensidad e instalaciones para la reducción o eliminación de la iluminación del exterior. Otro equipo relacionado —iluminación adicional, aparatos de secado, toallas de papel, trapos, lentes de aumento, etc.— pudiera ser necesario dependiendo de la aplicación específica.

Extraído del Welding Handbook, , Novena Edición, Volumen 1, Ciencia y Tecnología de la Soldadura.

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Resumen de FABTECH México 2018

La incomparable expo regresó a la Ciudad de México más grande que nunca

POR CARLOS GUZMÁN 14 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2018

El evento líder en Latinoamérica de metalformado, fabricación, soldadura, y acabados tuvo lugar en la Ciudad de México este año, atrayendo a más de 550 expositores y 13,000 asistentes. Como ya es tradición, el Centro Citibanamex alojó el evento, el cual se alterna cada año entre Monterrey y la capital. El próximo FABTECH México se llevará a cabo en Monterrey entre mayo 7 y 9 del 2019.

Inauguración El director ejecutivo de la AWS, Matt Miller, inauguró la exposición con unas palabras de bienvenida: “Los invitamos a que aprovechen esta gran oportunidad para compartir, aprender, y establecer nuevas relaciones”. En la ceremonia le acompañaron los coorganizadores de la exposición: Mark Hoper, director de exposiciones de la FMA (Asociación Internacional de Fabricantes y Manufactureros); John Catalano, director de la SME (Sociedad de Ingenieros en Manufactura); Andy Goyer, gerente de exposiciones de la CCAI (Asociación Internacional de Aplicadores de Acabados Químicos); y Roy Hardy, presidente de la PMA (Asociación de Formado de Precisión de Metal) — Fig. 1. También como parte de la ceremonia inaugural, el director técnico de la Asociación Mexicana de la Industria Automotriz (AMIA), Osvaldo Belmont, dio una conferencia magistral acerca del estado de la industria automotriz en México. La industria automotriz es el principal generador de ingresos en México, con una producción de más de 70 mil millones de dólares en 2017. Para el 2018 se espera que la industria pase la fabricación de los cuatro millones de unidades y se llegue a cinco millones de unidades para el 2020. En perspectiva, China produce 29 millones de unidades al año; Estados Unidos, 11.2 millones; Japón, 9.7 millones; Alemania 5.6 millones; India, 4.8 millones; y Corea del Sur, 4.1 millones. A pesar de las dudas que hay en la industria por la renegociación del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLCAN), Belmont dijo que la producción automotriz este año no será impactada.

Escuela de Soldadura por Resistencia Este año se realizó la 2da Escuela de Soldadura por Resistencia, organizada

Fig. 1 — Los coorganizadores de la exposición acompañaron al director ejecutivo de la AWS en la inauguración del evento. De izquierda a derecha: Mark Hoper, director de exposiciones de la FMA; John Catalano, director de la SME; Andy Goyer, gerente de exposiciones de la CCAI; Roy Hardy, presidente de la PMA; y Matt Miller, director ejecutivo de la AWS.

Fig. 2 — La 2da Escuela de Soldadura por Resistencia contó con notables profesionales de la industria que dictaron el curso. De izquierda a derecha: Gerardo Moya, Macosa; Mike Prokop, Entron Controls; Antonio Garduno, BF México; Eliott Aoustin, BF México; Raymond Michelena, T. J. Snow Company; Abraham Dominguez, Entron Control de México; Roberto Garduno, BF México; Kendall Ymker, RoMan Manufacturing; y Manuel Fraire, T. J. Snow Company.

por la Alianza de Manufactureros de Soldadura por Resistencia (RWMA), la cual es un subcomité de la AWS que promueve la tecnología, educación, y el avance de este gremio. La RWMA establece una red de contactos que facilita las relaciones entre compañías e instituciones. Entre los temas que se trataron este año estuvieron los procesos y máquinas de soldadura, controles de soldadura, electrodos y herramientas, configuraciones de máquinas, soluciones de problemas y mantenimiento, normas y calidad de soldadura, y materiales. La sesión concluyó con un panel

de discusión y demostraciones con un soldador — Fig. 2.

Programa Educativo El Programa Educativo consistió en unas 26 presentaciones divididas en los tres días de la exposición que cubrieron temas tales como calidad de aire, corte por láser, automatización, corte por plasma, industria metalmecánica 4.0, y soluciones de robots, entre otros. Estas presentaciones fueron gratuitas para todos los asistentes, patrocinadas por diferentes compañías expositoras.

JULIO 2018 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 15

Visita a Lincoln Electric Mexicana El personal de la AWS aprovechó el viaje a la Ciudad de México para visitar la cede principal de Lincoln Electric Mexicana, donde también se encuentran una de sus plantas de electrodos y un centro de consulta y demostración de automatización. Con 750 empleados en total en todo el país, Lincoln Electric Mexicana además tiene dos plantas en Torreón y otros dos centros de automatización: Monterrey y Querétaro. De izquierda a derecha: Pedro Inchaustegui, gerente de mercadotecnia de Lincoln Electric Mexicana; Matt Miller, director ejecutivo de la AWS; Svetlana Flood, esposa del presidente 2018 de la AWS; Dale Flood, presidente 2018 de la AWS; Sofia Samuels, directora de mercadeo de la AWS; Sergio Romero, director general de Lincoln Electric Mexicana; y Sandra Jorgensen, ejecutiva de ventas senior de la AWS.

Productos y tecnología de soldadura y corte A continuación, les presentamos algunos de los productos en exhibición que nos llamaron la atención.

temas de soldadura por resistencia SpotPack y el sistema de inspección robótica FlexInspect. abb.com/robotics

Sistemas de soldadura por resistencia e inspección robótica ABB

Electrodos tubulares de revestimiento Postalloy

ABB es una de las compañías más conocidas en robótica, automatización industrial, y redes eléctricas de alta potencia. Fundada en 1988 en Suiza y hoy en día con 150,000 empleados globalmente, ABB abrió un complejo de ingeniería y manufactura en San Luis Potosí en el 2009 donde trabajan alrededor de 600 personas. La compañía mostró algunos de sus productos más populares y innovadores, como los sis-

Postle es un fabricante de productos de acabado duro para muchas apli-

16 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2018

caciones, como protección contra la abrasión, refuerzo y amortiguación, y alto impacto. Su compañía afiliada, Hardfacing Technologies, hace los electrodos tubulares de revestimiento Postalloy, los cuales incluyen más de 130 variaciones. La compañía tiene una completa página de internet en español con mucha información de los procesos y aplicaciones. hardfacetechnologies.com/

Máquina de soldar TIG inversora OTC La DTX-2200 AC/DC es una compacta máquina de soldar monofásica ideal para trabajos de manteniendo donde la portabilidad es importante. La forma de onda en AC es parametrizable, tiene siete memorias, cuenta con un modo de baja energía, y ofrece corrección del factor potencia. Además, tiene auto compensa de la fluctuación de voltaje de +/- 20%. Está disponible en varios paquetes que pueden incluir enfriador de agua o gas, con o sin carro, y accesorios como antorchas y control remoto de pedal.

La compañía japosena fundada en 1919 fabrica equipos de soldadura de inversores digitales, equipos de corte, sopletes, robots, equipos de posicionamiento, células de soldadura por arco estándar y personalizadas, y accesorios. daihen-usa.com

diagnósticos avanzados simplifican la localización de problemas y reparación. Hypertherm tuvo la oportunidad de celebrar su 50 aniversario con una recepción durante el show. La compañía es reconocida por ser creadores de tecnologías de punta en corte por plasma, láser, y chorro de agua. Además, ofrecen equipos de automatización, software, y consumibles. hypertherm.com

Equipos y capacitación de pruebas no destructivas

Corte por plasma aire y oxígeno Hypertherm Nuevos equipos de INFRA Infra presentó la Sintesis 160 de la línea Bronco, una nueva soldadora rotativa tipo generador de dos modalidades para trabajos ligeros. También vimos el kit de boquillas y antorchas de la línea Silver Star 3 disponible para soldar y cortar. Infra es una de las compañías de soldaduras más grandes en México, distribuyendo una gran variedad de productos como gases; equipos de soldadura y corte de todos los tipos; procesos y aplicaciones; y equipos para seguridad de trabajo. Además, se especializan en equipos de salud y equipos hospitalarios. grupoinfra.com

El sistema de corte por plasma MAXPRO 200 está diseñado para altas velocidades en corte mecanizado, manual, y ranurado. Tiene una interfaz de usuario de un paso, y control automático de gas que da resultados estables sin intervención del operador. Los

La compañía mexicana Llog mostró varios de sus equipos para pruebas no destructivas, como detectores de fallas ultrasonido, medidores de espesor, equipos radiográficos, partículas magnéticas, y corriente Eddy. La compañía además tiene un completo programa de cursos para certificación y calificación de personal en pruebas no destructivas. Tienen oficinas en el D.F., Monterrey y Villahermosa. llogsa.com

Consumibles para soldadura por resistencia Macosa Macosa es una empresa dedicada a la fabricación y distribución de productos relacionados al cobre aleado y consumibles para soldadura por resistencia. Otros productos incluyen herramientas para dobles de tubo y brazos de aluminio, por ejemplo. La compañía tiene la habilidad de desarrollar consumibles personalizados para clientes,

JULIO 2018 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 17

asiento desde la parte posterior; y manija de soldadura WH360 que se puede usar con la mayoría de los gases combustibles y el acetileno para la calefacción, soldadura fuerte, soldadura y otros procesos de llama. uniweld.com

como la pistola que se muestra abajo para soldar los quemacocos de los automóviles, desarrollada para Honda. Ese proyecto consistió en una mesa de nueve pistolas en el que Macosa desarrolló todos sus componentes, como pistones, puentes de laina, porta electrodos, terminales, y cables. macosa.org

Control monofásico Entron EN7000 Utilizado en soldadura por resistencia, el EN7000 es un control para manejar un transformador monofásico, hasta ocho transformadores en cascada, o transformadores trifásicos. Provee regulación de corriente constante, hasta 256 programas de soldadura, monitor de presión de aire, e historial de hasta 200 soldaduras. Motivados por la alta demanda de sus productos en México, la oficina de Entron Control de México se estableció en el 2016, respaldada por Entron de Estados Unidos y BF Entron de Inglaterra. entron.mx

Máquina portátil de corte Koike Equipos para soldadura por resistencia Dengensha La establecida compañía japonesa Dengensha presentó sus productos para soldadura por resistencia, como pistolas, alimentadores, controles, y consumibles, mayormente para el sector automotriz, agricultor y fabricantes en general. La compañía tiene oficinas en León, Guanajuato. dengensha.com

Koike mostró la PNC-11FLEX, una máquina de corte CNC flexible, construida para el entorno de trabajo duro que se encuentra en la industria de la soldadura. Puede llevarse al sitio de trabajo o puede colocarse en una mesa de trabajo fija o semifija. Cuenta con una unidad de control plasma integrada con CN, barra transversal rígida con guías de acero, y un riel longitudinal liviano. Se puede operar con plasma u oxigas. koike.com/es

Juego completo para corte y soldadura fuerte de Uniweld

Productos químicos de Abicor Binzel

Uniweld presentó el Roughneck, un equipo completo de servicio pesado con todos los componentes necesarios para aplicaciones industriales y comerciales, incluyendo corte, soldadura fuerte, y calentamiento y soldadura. Incluye el accesorio de corte 780A con cabeza y cuerpo de latón forjado mecanizado de precisión y mezclador de cobre universal de una pieza; reguladores de la serie RV que tienen indicadores de escala única de 2-1⁄2”; diafragmas de acero inoxidable y accesibilidad al

Si bien la compañía es más conocida por sus antorchas, Abicor Binzel también ofrece una completa línea de químicos que incluye líquidos anti chisporreteo, refrigerantes, líquidos para pruebas no destructivas, y el ABI-Gel, el cual protege las boquillas evitando de que se sobreacumule la salpicadura. binzel-abicor.com/MX/spa/ 18 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2018

Soldadoras Warrior 500i de ESAB ESAB presentó las máquinas soldadoras por arco Warrior, las cuales son unas de sus líneas más nuevas. Las máquinas se caracterizan por ser multi proceso, incluyendo GMAW (MIG), FCAW (alambre tubular), SMAW (electrodo revestido), GTAW (TIG) y ACAG (arco aire) entregando hasta 500 amperios a 60% de ciclo de trabajo. Suelda con alambres tubulares y sólidos desde 0.030" hasta 5⁄64", y tiene capacidad para utilizar un amplio rango de electrodos revestidos, incluyendo 7018 y 6010. Además, puede hacer ranurado

con electrodo de carbón hasta 3⁄8” de diámetro. esab.com.mx

un arco más consistente y menos chisporroteo. También se recomienda para soldar tuberías. El producto es hecho en la nueva planta de la compañía en Troy, Ohio, y está disponible en los grados planos y horizontales, en núcleo fundente de metal y para todas las posiciones. select-arc.com

mientas de acabado y desbarbado, y sensores de colisión. Los cambiadores son operados neumáticamente y cuentan con un plato maestro y un plato herramienta que utiliza el mecanismo de cerrado patentado Rc58 de acero inoxidable. ati-ia.com

Equipos de corte y soldadura Cortec de Okila Okila exhibió su línea Cortec de equipos para corte y soldadura, los cuales incluyen reguladores para trabajo mediano y pesado, flujómetros, boquillas de corte, boquillas multiflama, boquillas para soldar, manerales y aditamentos de corte, máquinas oxicorte, máquinas de plasma, discos abrasivos, y mangueras para oxiacetileno. La compañía tiene oficinas en Ciudad de México y Monterrey, y ofrece una amplia línea de máquinas soldadoras, consumibles, y equipos de seguridad. okila.net

Transformador para soldadura por resistencia RoMan RoMan, uno de los fabricantes de equipos para soldadura por resistencia más notorios del mundo, mostró su transformador TDC-7537 de tecnología de tiempo rápido de subida. Está diseñado para usarse con equipos robóticos y estáticos, tanto con soldadura de proyección tradicional como con aceros especializados con estampado por calor o endurecido por presión. romanmfg.com

Nueva línea de electrodos de aleación SelectAlloy Select-Arc ha lanzado la nueva línea SelectAlloy de electrodos con núcleo fundente para optimar la soldadura vertical hacia arriba, mejorando el control del charco y disminuyendo que se escurra la soldadura. El resultado es una soldadura más fácil de hacer, con

Efectores finales robóticos ATI La compañía ATI Industrial Automation ofrece variados productos para aplicaciones robóticas, como cambiadores de herramientas, sensores de fuerza/torque, acopladores, herra-

Consumibles para antorchas PowerBall Los consumibles PowerBall tienen una trayectoria de corriente totalmente de cobre para una conductividad y rendimiento máximos. La punta se asienta firmemente en el inserto de cobre dentro del difusor que tiene una punta elíptica lisa. Los diseños tradicionales de punta pierden conductividad en este punto de conexión ya que JULIO 2018 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 19

son típicamente planos o cónicos. La conductividad mejorada proporciona una mayor vida útil de la punta de contacto con un enfriamiento superior. wire-wizard.com

apenas toparse con una persona, se detienen inmediatamente, evitando cualquier lesión. Por esto son ideales para trabajar al lado de personas sin necesidad de tener celdas protectoras. Estos robots son adecuados para aplicaciones como manipulación, máquinas de medición, prueba e inspección, paletizado, aplicación de adhesivos, fijación, y operaciones de ensamblaje. kuka.com

Robots colaborativos KUKA La compañía hizo demostraciones al y con el público de sus robots colaborativos de tareas livianas. El robot colaborativo y sensible LBR iiwa está disponible en dos versiones con una capacidad de carga útil de 7 y 14 kilogramos. Los ligeros robots tienen sensores que detectan algún obstáculo y al

Discos abrasicos Tiger de Weiler

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Weiler es un fabricante de todo tipo

de abrasivos para fabricación, soldadura y mantenimiento. En el show presentaron su línea Tiger de discos abrasivos para debaste, incluyendo el modelo Inox de oxído de aluminio blanco para acero inoxidable, y el modelo Zirc de zirconia alúmina, el cual tiene un grano autoafilante para un desbaste rápido y constante en acero y acero inoxidable. Todas las ruedas son de cerámica infundida para un aumento adicional en el rendimiento y tienen un reforzado triple de fibra de vidrio. weilercorp.com/bonded WJ

Superando desafíos comunes en el corte y esmerilado de aluminio Sigue estos consejos para ahorrar tiempo y dinero mientras produces el mejor acabado posible

POR TONY HUFFORD

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a versatilidad del aluminio lo hace ampliamente usable en muchas aplicaciones e industrias, desde teléfonos celulares y artículos del hogar, como escaleras y utensilios, hasta proyectos de construcción, manufactura y automotrices. La mayoría de la gente usa o entra en contacto con el aluminio todos los días. Usar aluminio en aplicaciones de fabricación y manufactura es benéfico debido a su peso ligero, resistencia, maleabilidad y resistencia a la corrosión. Sin embargo, cortar y esmerilar aluminio de manera efectiva y eficiente puede ser desafiante por varias razones. El aluminio es un metal más suave con un punto de fusión más bajo que otros materiales, como el acero — Fig. 1. Estas características pueden conducir a agregar carga, ranurar, o a la decoloración térmica al cortar o esmerilar el material. Aunque son muchos los factores que pueden impactar los resultados — incluyendo la experiencia del operador y el ambiente de trabajo— elegir los productos correctos para la tarea es clave para alcanzar el éxito. Conjuntar los productos correctos con algunas mejores prácticas comunes puede también ayudar a terminar el trabajo más rápidamente, reducir costos y tiempo invertido en el retrabajo así como a producir el mejor acabado posible. 22 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2018

Fig. 1 — El aluminio es un metal más suave con un punto de fusión más bajo que otros materiales, lo cual representa un desafío para cortarlo y desbastarlo con efectividad. Busca un producto diseñado para usarse con aluminio para evitar posible contaminación.

Fig. 2 — Los mejores discos están previamente tratados o revestidos con un lubricante que reduce la acumulación de calor durante el desbaste. Esto ayuda a retardar la fusión del aluminio, lo cual previene que el disco se recargue y ofrece tasas más altas de corte, a la par con una vida del producto más prolongada.

Los desafíos del aluminio Los tres tipos de aleaciones de aluminio más comunes son la serie 3000, un material de propósito general que se usa en muchas aplicaciones de manufactura; la serie 5000, un aluminio de grado marino para la construcción de buques; y la serie 6000, usada en aplicaciones estructurales. Para mejorar los resultados, hay que estar consciente de los siguientes desafíos comunes cuando se trabaja con aluminio: • Debido a que el aluminio es un material más suave con un bajo punto de fusión, puede ser que se adhiera o atore en el abrasivo o cepillo de alambre durante el corte, pulido o acabado. El calor y la fricción que se acumulan durante estos procesos pueden fundir

al aluminio rápidamente, lo cual hace que se pegue y se acumule sobre la superficie del consumible (carga), volviéndolo menos efectivo. Para evitar este problema, se prudente al pulir. Por ejemplo, siempre comienza con un movimiento hacia atrás para evitar el ranurado no deseado. • El aluminio que se encuentra expuesto a la atmósfera contiene una capa de óxido. Si ese óxido no se retira antes de soldar el aluminio, puede causar imperfecciones como inclusiones o porosidad. También puede resultar en la perforación por fusión del material, debido a que el calor que se requiere para retirar la capa de óxido es más elevado que el que se necesita para el material base de abajo. Retira esta capa con un cepillo dedicado de alambre de acero inoxidable antes de soldar el aluminio.

• La posibilidad de contaminación es más prevalente con el aluminio que con metales comunes como el acero. Como cuando se trabaja con acero inoxidable, el acero puede contaminarse si hay un cruce de productos, el consumible usado tiene alambre de acero, o el abrasivo contiene hierro. Asegúrate de usar abrasivos marcados como libres de contaminantes que sean diseñados para aluminio. • El aluminio es más caro que otros materiales, así que los costos de reparación y repuestos pueden ser mucho más altos en caso de que se llegara a dañar. Los errores o el retrabajo son costosos, tanto en tiempo de mano de obra como en pérdida de material de desperdicio. Es fácil ranurar al aluminio debido a su suavidad, por ende, es importante tener cuidado al cortar

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usados sin retirar nada del material base ni de cambiar la dimensión de la parte. Para aplicaciones de aluminio, escoge un cepillo con el alambre de diámetro más pequeño que a pesar de ello hará el trabajo. Esto ayuda a evitar la carga o la acumulación de aluminio. Además, usa un cepillo de alambre de acero inoxidable para evitar contaminar la pieza de trabajo de aluminio.

Fig. 3 — Conjuntar los productos correctos con algunas mejores prácticas comunes puede ayudar a hacer el trabajo más rápidamente, reducir el costo y tiempo invertidos en el retrabajo, y producir el mejor acabado posible.

o esmerilar. Adicional a lo anterior, la mayoría de los productos de aluminio no están pintados o revestidos, lo cual significa que el acabado de la superficie con frecuencia está expuesto. Esto vuelve aún más necesario ser cuidadoso con la apariencia de los materiales y su acabado al cortarlo y esmerilarlo.

Elegir el producto correcto para el aluminio Existen muchas herramientas y productos disponibles para el corte, esmerilado y acabado del aluminio, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Hacer la elección correcta para la aplicación puede ayudar a las compañías a lograr mejor calidad, seguridad y productividad, mientras al mismo tiempo también se reducen los tempos muertos y los costos de mano de obra. Ten en cuenta las siguientes cuatro categorías al elegir un producto para el aluminio: • Abrasivos revestidos: Esta categoría, la cual incluye discos de fibra de resina y tipo flap, es popular cuando se trabaja con todas las categorías de aluminio. Los abrasivos revestidos son bastante apropiados para retirar la

capa de óxido y son más agresivos que los productos abrasivos no tejidos. Los mejores discos son pre tratados o revestidos con un recubrimiento que ayuda a reducir la acumulación de calor mientras se aplica el esmeril. Esta característica evita que el disco forme una carga y ofrece tasas de corte más altas, junto con una vida más prolongada del producto — Fig 2. • Abrasivos no tejidos: Los productos en esta categoría incluyen discos para decapado grueso y para acondicionamiento de superficies, y tienden a usarse para trabajos de acabado de ligero a medio o cuando se requiere un acabado fino de la superficie. La constitución natural de los abrasivos no tejidos es útil en la reducción de carga sobre el aluminio. Los abrasivos gruesos no tejidos pueden también ser una buena elección para retirar la capa de óxido antes de soldar. • Cepillos eléctricos: Los cepillos de alambre son buenos para la preparación así como para limpiar la decoloración negra alrededor de las soldaduras de aluminio, por lo que a menudo se usan en aplicaciones de soldadura. Soldar aluminio resulta en una capa negra de óxido alrededor de la soldadura. Los cepillos eléctricos pueden ser

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• Ruedas de corte y desbaste: Las ruedas para esmeril son usadas comúnmente en aplicaciones de aluminio estructural y cuando existe la necesidad de retirar mucho del material base. Las ruedas de corte se usan en todas partes, con frecuencia por razones de dimensiones o aberturas. Las ruedas de desbaste tienden a gozar de menos popularidad que los abrasivos revestidos para desbastar aluminio de propósito general debido a varios factores, siendo un factor clave que el operador típicamente tiene menos control con una rueda de desbaste, aumentando el riesgo de ranurar el material base.

Sigue las mejores prácticas Una vez que se determina el mejor producto para una aplicación específica de aluminio, seguir unas cuantas mejores prácticas clave puede mejorar la calidad y eficiencia así como reducir costos. Con abrasivos revestidos y específicamente ruedas de desbaste, siempre busca un producto que esté diseñado para usarse con aluminio para evitar la posibilidad de contaminación. Esta nomenclatura típicamente se encuentra marcada en la etiqueta del producto. Los abrasivos no tejidos y los cepillos de alambre usualmente no están etiquetados como diseñados específicamente para aluminio, pero pueden ser usados con el material con magníficos resultados. Busca un cepillo de alambre que sea de acero inoxidable. Los abrasivos revestidos y las ruedas de corte y desbaste se encuentran también disponibles con inhibidores adicionados que ayudan a reducir la probabilidad de adhesión mientras de desbasta aluminio. Esta capa adicional de revestimiento disminuye la carga entre los granos en las ruedas. Con un aditivo inhibidor en un disco de fibra de resina, por ejemplo, el aluminio que se pega al producto es más que un

fino polvo que se asienta debajo del grano de corte, así que a los granos todavía se les permite funcionar con efectividad. Tomar un método focalizado al trabajar con aluminio también es útil para evitar el ranurado. Al cortar, usa solamente la profundidad que sea necesaria para el borde externo de la rueda para cortar el material, lo cual reduce la cantidad de acumulación de fricción térmica y la posible distorsión. Usar un ligero movimiento de vaivén hará el corte más rápido y extenderá la vida de la rueda. Siempre inicia con un movimiento de retroceso y mantén un movimiento fluido y constante mientras desbastes (especialmente con ruedas duras); no te quedes demasiado tiempo en un punto, lo cual puede dañar la pieza de trabajo y causar decoloración térmica. Cuando uses un cepillo de alambre para limpiar aluminio, enfócate en usar las puntas de los alambres y no aplicar demasiada presión. Una reacción común cuando una rueda o cepillo de alambre no se están

desempeñando como se desea es empujar más duro, pero empujar más duro exacerba el problema generando aún más calor y fricción con los abrasivos. Además causa el rompimiento prematuro del alambre. Asegúrate de mantener una cantidad de presión consistente y moderada. Finalmente, es importante siempre usar la protección y el equipo respiratorio personal adecuados al desbastar o cortar aluminio debido a que el proceso genera polvos y rebabas muy finas.

Conclusión Debido a que el aluminio es mucho más maleable, menos indulgente y más caro que el acero, es importante prestar especial atención al cortar, desbastar o dar acabado al material. Recuerda que el aluminio puede dañarse fácilmente con prácticas demasiado agresivas. La gente con frecuencia mide cuánto trabajo se está realizando por las chispas que ven. Cortar y desbastar

aluminio no produce chispas, así es que puede ser más difícil saber cuándo un producto no está desempeñándose como debería. Chequea el producto después de cortar y desbastar, y busca depósitos significativos de aluminio. Presta especial atención a la cantidad de material que se remueve. Aplicar la presión adecuada y reducir el calor que se genera en el proceso ayuda a hacer frente a los retos que se presentan cuando se trabaja con aluminio. Además es importante elegir el producto correcto para la aplicación. Busca productos de alta calidad libres de contaminantes que estén diseñados para uso con el aluminio. El producto correcto a la par con mejores prácticas clave pueden ayudar a producir resultados de calidad, mientras al mismo tiempo se reduce el tiempo y dinero invertido en retrabajo y material de desperdicio — Fig. 3. WJ TONY HUFFORD ([email protected]) es gerente de categoría de producción metalúrgica, Weiler Abrasives Group, Cresco, Pensilvania.

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Inspección ultrasónica: No sólo para soldaduras

Este versátil método de inspección no destructiva puede usarse en muchas aplicaciones

POR ALBERT J. MOORE JR.

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a inspección o examinación ultrasónica (ultrasonic examination o ultrasonic testing, o UT, por sus siglas en inglés) es un versátil método volumétrico de inspección que permite al técnico evaluar la sección cruzada total del material que se somete a prueba. El método es ampliamente usado para examinar soldaduras. Es el método preferido de poner soldaduras a prueba ya que es rápido, accesible, y solamente requiere acceso a un lado de la junta soldada. Además, solamente requiere de una persona para operar el equipo y no presenta riesgos para la salud del técnico o de las personas trabajando en zonas cercanas. Los principios básicos de la inspección ultrasónica son relativamente simples. Un sonido de alta frecuencia es generado por un cristal piezoeléctrico cuando se energiza por corriente alterna de alto voltaje y alta frecuencia. Las vibraciones del cristal piezoeléctrico hacen que el material evaluado vibre también. Las vibraciones están por encima del rango audible, de forma que un humano no puede oír el sonido. Las ondas sonoras viajan del transductor que contiene el cristal piezoeléctrico a través del acoplador y el sólido homogéneo a una velocidad constante hasta que se encuentra con una superficie reflejante. Algo del sonido es reflejado de regreso al cristal piezoeléctrico y hace al cristal vibrar. El cristal piezoeléctrico transforma las vibraciones en una señal de voltaje débil que se transmite a la máquina de UT, donde se amplifica y se despliega de forma

que el operador pueda ver lo que está ocurriendo.

La importancia de la calibración El método de pruebas ultrasónicas es un tipo de prueba comparativo, lo cual significa que el equipo de inspección debe calibrarse sobre un bloque de prueba que contenga un defecto artificial de una medida conocida. El instrumento de evaluación es también calibrado para la distancia. Generalmente, se usa un bloque de calibración IIW para calibrar la máquina de UT cuando se evalúan soldaduras apegándose a los códigos de soldadura estructural de la AWS — Fig. 1. El tiempo y esfuerzo que se necesitan para calibrar el instrumento de prueba correctamente valen bastante la pena. Aún los nuevos instrumentos de pruebas digitales tienen que ser calibrados de acuerdo a los requerimientos del código de soldadura estructural. El código requiere que el instrumento de prueba se recalibre cada vez que el transductor sea cambiado, cada vez que el máquina se conecte y desconecte a la fuente de energía, cada vez que la batería sea cambiada, cuando el cable coaxial se cambie, o cuando haya un corte en el suministro de electricidad. Aunque el proceso de calibración es mucho más sencillo y rápido con las nuevas máquinas digitales de lo que era con las viejas máquinas análogas, la calibración y recalibración es un requerimiento.

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Una vez que la máquina de UT esté calibrada para distancia y la sensibilidad sea configurada basada en un defecto conocido (típicamente el hoyo perforado lateral en el bloque de calibración IIW), la máquina puede usarse para examinar soldaduras apegándose al código de soldadura estructural. La señal reflejada se compara con la señal producida por el defecto conocido. Generalmente, la amplitud de la señal reflejada se compara con la amplitud del defecto conocido. Se tiene en cuenta la distancia de la ruta del sonido y la atenuación del material que se evalúa. El código para soldadura estructural de la AWS usa un sistema de clasificación para determinar si la discontinuidad que produce la señal reflejada es aceptable o rechazada. Cualquiera que no esté entrenado en UT y que esté mirando por encima del hombro del técnico mientras éste desempeña una prueba, seguramente se sentirá confundido por las señales que aparecen en la pantalla del instrumento de prueba. Cuando yo realizo UT para un cliente nuevo, para tranquilizarlos a menudo uso mi laptop con un dibujo a escala de la junta que se va a someter a prueba. Muestro el transductor y un rayo que representa el haz de sonido; además tengo las distancias marcadas sobre el rayo, de forma que a medida que muevo el transductor, puedo mostrarle al cliente hacia dónde va el haz de sonido y, si hay una señal reflejada, de dónde viene la señal. Este enfoque puede ser especialmente útil cuando la geometría es compleja. Me

ayuda a visualizar mejor lo que está causando la señal en la pantalla y me facilita más mapear la ubicación del defecto que necesita excavarse y resoldarse. Siempre impresiona al cliente y al soldador cuando el defecto se encuentra exactamente donde tú dijiste que estaría. Para mucha gente, la inspección de soldaduras es su única exposición a las pruebas ultrasónicas, pero existen muchas aplicaciones más que pueden utilizar el método. Discutamos otras aplicaciones para este método de inspección.

Aplicaciones en vida real Las pruebas ultrasónicas pulso eco pueden usarse para mapear la corrosión de forma que las áreas adelgazadas puedan localizarse. Se puede realizar una evaluación ingenieril para determinar si es seguro continuar usando el artículo como es, retirarlo del servicio, o reparar el área afectada. Al realizar una inspección de corrosión, generalmente se usa un haz recto (onda longitudinal). En muchos casos, se usa un elemento dual (transductor). Un cristal piezoeléctrico genera la onda de sonido y la envía hacia el material que se está examinando, y un segundo cristal piezoeléctrico detecta la señal reflejada y genera la señal de voltaje débil que es enviada de regreso a la máquina para amplificación procesamiento. La inspección ultrasónica puede usarse para detectar fisuras en componentes de máquinas tales como ejes de motor, pernos, tirantes de montaje, por ejemplo. Un transductor de haz recto que produce una onda longitudinal se puede usar para evaluar el componente desde un extremo de la parte. Si existe una fisura, algo de la energía del sonido se refleja de regreso al transductor. Los nuevos instrumentos de pruebas pueden tener un rango de 500 pulgadas en acero, lo cual significa que pueden enviar la onda de sonido a través de 500 pulgadas de acero y detectar la señal. Puede ser interesante si el eje tiene un extremo con rosca ya que algo de la energía del sonido será reflejada por la superficie de la rosca. Ahora el técnico tendrá que determinar si la señal se debe a una fisura o simplemente está rebotando en las roscas. He usado este enfoque para determinar si las barras de anclaje de 4 pulgadas estaban intactas o habían fallado. Las barras de anclaje tenían una

Fig. 1 — Un inspector calibrando la máquina ultrasónica para la distancia usando un transductor de haz recto y un bloque de calibración IIW.

longitud de 10 pies y se habían instalado hacía ya más de 50 años. Existía la preocupación de que la corrosión hubiera comprometido las barras de anclaje y que varias hubieran fallado. Afortunadamente, las UT proporcionaron evidencia de que las barras de anclaje no estaban dañadas. Los ejes de motor usados en grandes motores eléctricos para bombear refrigerante en plantas de energía se someten a pruebas por rutina con ensayos ultrasónicos cuando los motores se reconstruyen. Algunos de ellos son motores monstruosos de 6000 hp (caballos de fuerza). Estos son críticos para la operación segura de plantas de energía. Una combinación de transductores de ondas longitudinales y transductores de ondas elásticas se utiliza para optimizar la probabilidad de detectar grietas o fisuras en el eje. El técnico de UT tiene que comprender cómo la geometría del eje puede producir una señal reflejada y distinguir entre señales producidas por la geometría de la parte y una grieta. Yo he usado UT con un transductor de haz recto (que produce una onda longitudinal) para chequear pernos de

gran diámetro. La tarea era identificar pernos que habían fallado, pernos con grietas significativas, y pernos en buenas condiciones. Yo uso UT ampliamente cuando inspecciono grandes prensas de forja o estampado. Las máquinas son enormes. Una máquina que inspeccioné tenía barras de anclaje que medían 116 pies de longitud. Eran las piezas estampadas individuales más grandes alguna vez hechas en los Estados Unidos. Otras han estado considerablemente más cortas, pero sin importar la longitud, la tarea es identificar grietas antes de que haya un evento catastrófico con el potencial de causar millones de dólares de daño a la máquina. Las piezas moldeadas y moldes pueden representar un reto ya que con frecuencia contienen inclusiones y porosidad. Cuando se revisan buscando grietas, puede ser fácil malinterpretar una señal de una inclusión como si fuera una grieta. Es ahí donde la experiencia juega un papel importante para determinar lo que la señal en la pantalla UT le está diciendo al técnico. Muchos trabajos que se realizan usando la inspección ultrasónica no

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son cubiertas por un código. El técnico reúne los datos y los proporciona al cliente. El cliente entonces tiene que determinar lo que los datos significan para la operación segura del equipo. El objetivo es evitar peros no programados debido a la falla de un componente clave. Estos trabajos pueden ser retadores e interesantes. Si el técnico en UT es afortunado, le tocará trabajar con los ingenieros que realizarán el análisis de elementos finitos para determinar por cuánto tiempo más la máquina puede seguir siendo operada de manera segura. No es poco común identificar un componente agrietado, pero no porque haya una grieta, significa que el cliente vaya a apagar la máquina de inmediato. Simplemente es demasiado caro y hay programas de producción con los cuales cumplir. Así que ellos llevan un seguimiento del crecimiento de la grieta durante el curso de varios meses o incluso años. Cuando la tasa de propagación de la grieta excede cierto umbral, hay una probabilidad aumentada de que el componente pueda fallar a corto

plazo. Es entonces cuando el componente se repara o se remplaza. Las grietas por fatiga pueden tardar años en iniciar. La propagación de grietas es lenta al principio, pero a medida que la grieta se hace más grande, la tasa de propagación se incrementa. He dado seguimiento al crecimiento de grietas por un periodo de más de siete años antes de que la parte se reparara. Inicialmente, la longitud de la grieta aumentaba muy lentamente, pero con el tiempo la grieta crecería en longitud una pulgada cada seis meses, luego 2 pulgadas cada seis meses, luego 4 pulgadas cada 6 meses. Eventualmente, la tasa de crecimiento de la grieta no podía tolerarse más y se preparó y ejecutó un plan de reparación antes de que el componente fallara durante el servicio.

Reflexiones finales Aunque muchos inspectores realizan examinación ultrasónica para chequear soldaduras, el método de inspección ultrasónica puede usarse para muchas otras tareas. Es una herra-

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mienta muy versátil, pero el técnico tiene que tener una comprensión profunda del principio de la inspección ultrasónica para utilizar de lleno todo el potencial del método de ensayos. Muchas de las tareas no se cubren en un código, por lo que los procedimientos tienen que desarrollarse y ponerse a prueba para verificar que proporcionarán la información necesaria para tomar una decisión informada. En algunos casos, un estándar especial de calibración pudiera ser necesario. Se requiere de entrenamiento y experiencia para utilizar totalmente el potencial del método de ensayos ultrasónicos. WJ

ALBERT J. MOORE JR. ([email protected]) es vicepresidente, Marion Testing & Inspection, Canton, Conneticut. Él es Inspector Certificado de Soldadura Senior de la AWS y ASNT NDT Nivel III. Además es miembro del Comité de Certificación de la AWS y del Comité de Métodos de Inspección de Soldaduras.

Una lección de seguridad con esmeril angular

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Estos consejos claros ayudan a reducir el riesgo de lesiones con el esmeril angular POR ANDREA BROGAN

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os esmeriles angulares han cambiado mucho con los años con accesorios y características innovadoras que permiten un amplio rango de aplicaciones. Los esmeriles angulares de hoy son mucho más compactos, ergonómicos, seguros y potentes que sus predecesores. Sin embargo, la versatilidad, facilidad de uso y las características de seguridad aumentadas de un esmeril angular no deberán restar importancia a la necesidad de seguir los procedimientos adecuados de operación. Cualquier persona que usa esmeriles angulares y herramientas potentes —desde el usuario sin experiencia hasta el confiado veterano— necesita prestar atención a lo que están haciendo. Algunos de los riesgos que hay que tener en mente incluyen el culatazo repentino, partículas suspendidas, el trabajo cerca de combustibles/inflamables, exposición al ruido y lesiones por esfuerzo repetitivo. Sin embargo, estos factores pueden prevenirse siguiendo procedimientos de seguridad, familiarizándose con las características de seguridad del producto y usando accesorios adicionales de seguridad.

Sigue los procedimientos de seguridad

Fig. 1 — Para salvaguardarse de las lesiones, el operador y aquellos a su alrededor deben usar equipo de protección personal (EPP) cuando se realice esmerilado angular.

El primer paso al usar un esmeril angular previniendo riesgos es seguir procedimientos básicos de seguridad. Ello incluye utilizar el equipo apropiado de protección personal (EPP) como protección auditiva, lentes de seguridad, una careta, guantes, camisa resistente a las flamas y calzado de protección — Fig. 1. La mayoría de los empleadores tienen como requerimiento el uso de EPP. Es importante para la seguridad del operador así como para la seguridad de todos aquellos que trabajan a su alrededor. Adicionalmente, el ambiente debe revisarse para asegurarse que sea seguro para el uso de un esmeril angular. Un ambiente limpio, seco y bien iluminado ayuda a prevenir riesgos de tropiezos y

de electrocución. El trabajo con esmeriles angulares nunca debe realizarse cerca de polvos, gases o líquidos combustibles. Salvaguardar el ambiente también incluye eliminar distracciones, las cuales son una causa importante de lesiones. Cuando sea posible, los teléfonos celulares y otros dispositivos distractores deberán apagarse o retirarse del área donde se esté realizando trabajo con esmeril angular. Así también, los operadores deben asegurarse de que son físicamente capaces de trabajar con un esmeril angular. Si el operador está cansado, él o ella deberán tomar un descanso. Adicionalmente, el esmerilado angular no deberá realizarse bajo la influencia de substancias. Seguir procedimientos de seguridad además incluye usar las herramientas correctas para el trabajo. Al trabajar con aplicaciones únicas, se pudiera necesitar una herramienta especializada. Por ejemplo, cuando se trabaja en puntos muy reducidos, un esmeril recto con un eje flexible, o posiblemente un esmeril de cabeza plana, quizá sea una mejor opción que un esmeril angular. Al empezar a trabajar, los operadores deben poder responder las siguientes preguntas para asegurar que han seleccionado la herramienta correcta: • ¿Se necesita una cortadora o una rueda abrasiva? • ¿Se encuentra instalada la guarda correcta para el esmeril? • ¿La mediada del esmeril es la adecuada para la medida de la rueda cortadora o abrasiva? • ¿Son adecuadas las rpm máximas de la rueda abrasiva para la categoría máxima del esmeril? • ¿En qué dirección está girando la rueda? En lo que se refiere a seguridad para el uso de esmeriles angulares, la guarda apropiada también necesita estar colocada y posicionada entre el accesorio giratorio y el operador. La mayoría de los esmeriles vienen con una guarda Tipo 27, pero al usar una rueda Tipo 1 (una rueda rebanadora o cortadora plana), se debe colocar una guarda

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para rueda Tipo 1. Este es un estándar de ANSI (American National Standards Institute) que a menudo se pasa por alto. Se puede adquirir una guarda Tipo 1 totalmente metálica, o algunos manufactureros tienen una opción que se sujeta con clip y que convierte su guarda Tipo 27 en una guarda Tipo 1.

Familiarízate con las características de seguridad de tu producto La mayoría de los fabricantes han diseñado esmeriles angulares con cordón y sin cordón con una serie de características de seguridad que ayudan a manejar y controlar la herramienta para proteger al operador y a otros a su alrededor. Una característica así es el embrague deslizante mecánico, el cual absorbe las fuerzas que crean el culatazo. El culatazo es uno de los riesgos más co-

Fig. 2 — Este esmeril angular de 6 pulgadas está equipado con una argolla de sujeción en la parte trasera de la herramienta que le permite unirse a un cordón. Las características de seguridad anticaídas como esta pueden ayudar a reducir lesiones causadas por herramientas que caen accidentalmente.

Fig. 3 — Al trabajar con esmeriles angulares, siempre sujeta tu trabajo con la abrazadera o tornillo de banco apropiado, y no sobrealcances. 32 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2018

munes, y ocurre cuando la rueda llega a un alto inmediato. Por ejemplo, si la rueda se pega al material que se está cortando o si la herramienta pierde potencia, la rueda pudiera detenerse. Como resultado, el embrague ayuda a mantener al operador en control del esmeril. Además reduce significativamente el riesgo de que el accesorio se quiebre y produzca partículas que salgan volando, lo cual puede ocurrir con ruedas de corte. Otra característica de seguridad disponible en los esmeriles es un freno mecánico de seguridad. Esto puede detener a una rueda de corte en menos de 1 segundo y una rueda amoladora en menos de 2 segundos cuando el interruptor del esmeril está desactivado. Si el operador pierde control de la herramienta, esta característica de seguridad ayuda a prevenir que ocurra una lesión seria deteniendo la rueda rápidamente. Los esmeriles que tienen una característica de autobalance y un mango antivibración también son importantes para la prevención de lesiones. Los operadores a menudo trabajan con sus herramientas eléctricas por horas a la vez. Después de trabajar con un esmeril angular, quizá sientan un hormigueo en sus brazos y manos. Con el tiempo, esto puede causar un daño nervioso permanente al que se le denomina lesión por esfuerzo repetitivo (LER). Otra condición que puede desarrollarse después del uso a largo plazo es el síndrome de vibración mano brazo (SVMB), también conocida como síndrome de dedo blanco. El SVMB es una enfermedad permanente y potencialmente debilitante en la que el flujo de sangre a las manos y brazos se restringe causando dolor y adormecimiento. Usar un esmeril que tiene características de autobalance y antivibración reduce enormemente la vibración que se transfiere de la herramienta a las manos y brazos. Un beneficio adicional de la característica de autobalance es que ésta aumenta la vida de la herramienta y de la rueda. Otra característica importante de seguridad es un seguro anticaída, el cual reduce lesiones por herramientas que accidentalmente se caen. Un esmeril angular de 6.5 libras que cae desde 30 pies puede golpear con más de 600 libras de fuerza, por lo que tener una característica de seguro anticaída en el esmeril es una manera fácil de prevenir lesiones serias. Algunas herramientas además están equipadas con una argolla de sujeción en la parte de atrás

Al realizar esmerilado angular, siempre usa los accesorios que se te proporcionaron al tiempo de la compra, tales como la guarda y el mango lateral. Revisa los accesorios que vienen con la herramienta y asegúrate que se entienda el propósito de los mismos. de la herramienta, que le permite unirse a un cordón — Fig. 2.

Usa accesorios para mejorar la seguridad Al realizar esmerilado angular, siempre usa los accesorios que se te proporcionaron al tiempo de la compra, tales como la guarda y el mango lateral. Revisa los accesorios que vienen con la herramienta y asegúrate que se entienda el propósito de los mismos. Así mismo, el mango que se proporciona debe instalarse y usarse durante la operación. También es importante nunca alterar la herramienta. Por ejemplo, algunos usuarios retiran el mango porque sienten que les estorba. Si esto es un problema frecuente, pueden adquirir un mango multiposición que ofrezca muchas opciones para colocar el mango. Otro punto que se pasa por alto en cuanto a la seguridad con el esmeril angular involucra sujetar el trabajo, lo cual requiere del uso de tornillos de banco y abrazaderas — Fig. 3. Estos mantienen la pieza de trabajo asegurada en su lugar, previniendo riesgos adicionales como al estirarse y sobrealcanzar. Al usar un esmeril es vitalmente importante que los operadores se coloquen en una postura atlética que se sienta cómoda y bien balanceada, de forma que no tengan que estirarse y sobrealcanzar o retirar una mano de la herramienta. Esto además asegura que estén listos en caso de un atoramiento inesperado. Es también importante usar un cordón de extensión del calibre y longitud apropiados. Esto varía dependiendo de la clasificación de amperaje de la herramienta que se utiliza. El manual del propietario debe consultarse para recomendaciones, o en caso de no estar seguro, el operador puede llamar al fabricante. Al cambiar accesorios en un esmeril, es imperativo desconectar la herramienta, o si es inalámbrico, desactivarle la batería, a fin de que la herramienta no se encienda inesperadamente. Muchos usuarios no consideran la clavija eléctrica que están usan-

do ni el cordón de extensión. Sin embargo, todo cordón eléctrico debe revisarse para evitar lesiones. Adicionalmente, nunca alteres la clavija del fabricante. Hacerlo pudiera causar electrocución así como también invalidar las garantías del fabricante. Todos los accesorios, especialmente la rueda amoladora, deberán inspeccionarse buscando que no haya en ella despostilladuras, imperfecciones, o grietas antes de instalarlas en tu esmeril. Una pequeña fisura en una rueda amoladora o de corte puede resultar en metrallas disparadas al aire antes de que el operador se dé cuenta de que algo ha salido mal. Después de inspeccionar visualmente la rueda, se recomienda correr la rueda sin carga, hacia abajo y lejos del operador y otras personas por 60 segundos para probar la integridad de la rueda. Si el operador siente que la rueda tiene alguna vibración inusual, es hora de remplazar la rueda y desechar la actual.

Conclusión Ser un experto en cómo identificar y mitigar los riesgos que se asocian al uso de esmeriles angulares y herramientas eléctricas es el primer paso para reducir la posibilidad de lesiones. Los operadores deben además seguir procedimientos de seguridad, utilizar las características de seguridad de su herramienta y aprovechar los accesorios de seguridad. Así mismo, el operador necesita seguir las reglas de gestión de seguridad de la compañía y siempre recordar que hay que esperar lo inesperado cuando se usan esmeriles angulares y otras herramientas eléctricas. Siguiendo estas reglas claras y directas, el usuario puede reducir enormemente el riesgo de lesiones para él mismo y para otros. WJ

ANDREA BROGAN ([email protected]) es gerente de comunicaciones de mercado en Metabo, West Chester, Pensilvania

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Planta nuclear implementa reparación GMAW primera en su tipo

Fig. 1 — Sistema mecanizado de soldadura a gran escala por arco metálico protegido con gas desarrollado para una reparación en calentador de agua de alimentación.

Un proceso de recubrimiento por arco metálico protegido con gas (gas metal arc welding, o GMAW) mecanizado para reparaciones de calentadores de agua de alimentación ofrece a las plantas nucleares millones de dólares en ahorros potenciales en costos POR JON TATMAN Y GREG FREDERICK

34 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2018

L

os contenedores a presión e intercambiadores de calor en las plantas de energía nuclear se encuentran expuestos a una cantidad de mecanismos de degradación o deterioro que pueden resultar en el adelgazamiento severo de las paredes de los materiales en servicio. Uno de esos mecanismos de degradación que ha saturado la industria es la corrosión acelerada por flujo (flow-acceletated corrosion, o FAC, por sus siglas en inglés) de los calentadores en servicio de agua de alimentación hechos de acero al carbón que se usan para recalentar el agua condensada a medida que circula de regreso al contenedor. Este particular mecanismo de corrosión ocurre a partir de la remoción inducida por flujo de agua de la capa protectora de óxido sobre las superficies internas de los calentadores de agua de alimentación (feedwater heaters, o FWHs, por sus siglas en inglés), lo cual resulta en el adelgazamiento severo de las paredes internas de grandes regiones. Hasta el año pasado, un proceso confiable y económico para reparar estas regiones degradadas no estaba disponible, lo cual resultaba en esfuerzos de costosos remplazos totales o parciales de los FWHs. Una planta de energía nuclear que ha liderado la ruta hacia la implementación de un método de reparación fisible para estas grandes regiones deterioradas por la FAC es la Estación Planta de Energía Nuclear James A. FitzPatrick (JAF) en Oswego, Nueva York. Con la ayuda del Centro de Tecnología para la Reparación y la Soldadura en el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI), se desarrolló, cualificó e implementó con éxito un sistema de soldadura por arco metálico protegido con gas (Figs. 1, 2) de tándem mecanizado (v.g. cabeza

Fig. 2 — Configuración de pistolas en tándem (v.g. dual) para el sistema mecanizado a gran escala GMAW.

dual), a fin de restaurar el grosor de un FWH degradado por la FAC, durante un cierre planeado en enero de 2017. Antes de 2017, las reparaciones con soldadura GMA se realizaban en JAF sin mecanización. Como ejemplo, dos FWHs deteriorados por la corrosión acelerada por flujo requerían deposición manual de recubrimiento de soldadura a gran escala durante el paro planeado de JAF en 2010. Las medidas finales de los recubrimientos (Fig. 3) fueron de 64 x 60 pulgadas (FWH-3A) y 72 x 48 pulgadas (FWH-3B) de largo y ancho, con un grosor de 0.4 pulgadas en cada uno de ellos. Aunque cumplieron con las metas de reparación, fueron intensivos en trabajo y resultaron ser un reto para la programación del paro. Fue en ese momento que los Ingenieros en Soldadura de Entergy Neal Chapman y Jacqueline Mansfield propusieron el proyecto de desarrollo de GMAW mecanizada tanto a los líderes del Centro de Tecnología de Reparación y Soldadura de EPRI como a JAF. Aunque la GMAW mecanizada no es pionera y es comúnmente utilizada para muchas aplicaciones de soldaduras, la mayoría de la industria de la energía nuclear históricamente ha evitado el uso de este proceso para reparaciones de soldadura. Esto se atribuye

a supuestos negativos en toda la industria en lo que respecta al proceso de GMAW, que incluyen la falta de limpieza, altos requerimientos de habilidades del soldador, y requerimientos excesivos de entrenamiento. Debido a estos supuestos, la soldadura mecanizada por arco de tungsteno protegido por gas (GTAW) y la soldadura manual por arco metálico protegido con electrodo recubierto (SMAW) han sido los procesos dominantes de reparación usados en las plantas de energía nuclear. Estos procesos son imprácticos para aplicaciones de reparación de grandes FAC debido a la entrada excesiva de calor de soldadura, distorsión y bajas velocidades de desplazamiento que se asocian a ellos.

Desarrollo de equipo mecanizado de soldadura Los equipos de JAF y EPRI trabajaron con representantes de la Weld Tooling Corp. (Sistemas Bug-O) y la Miller Electric Co. para asegurar la funcionalidad adecuada del sistema de reparación GMAW. Todos los esfuerzos de desarrollo de equipo se realizaron en el laboratorio de soldadura de EPRI en Charlotte, Carolina del Norte. Esto incluyó el desarrollo avanzado extensivo de parámetros de GMAW de forma de

Fig 3 — Recubrimiento (medidas de 60 x 64 x 0.4 pulg.) con GMAW manual realizado en el FWH-3A antes del desarrollo del sistema mecanizado. Nota: Una reparación manual similar se llevó a cabo en el FWH-3B y midió 48 x 72 x 0.4 pulg.

onda y someter a prueba el equipo en prototipos conservadores. Los prototipos incluyeron una placa A36 cuadrada de 0.5 pulg. de grosor x 18 pulgadas cuadradas (12.7 x 457 mm cuadrados) con un hoyo de 12 pulgadas de diámetro extraído del centro. Una placa en hoja A36 con un diámetro de 13 pulgadas (330 mm) y 0.060 pulgs. de grosor (1.5 mm) se soldó circunferencialmente en la placa cuadrada para cubrir el hoyo del centro y representar la región adelgazada de un FWH — Fig. 4. Este grosor de placa en lámina se eligió basándose en el grosor de pared

JULIO 2018 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 35

A

B

Fig 4 — A – Prototipos conservadores para ensayos usados para el desarrollo de parámetros dentro del laboratorio de soldadura EPRI; B — imagen de la soldadura terminada.

Fig. 5 — Macrógrafo óptico de luz mostrando una sección cruzada atacada de una soldadura terminada de cuatro capas en el prototipo conservador para ensayos.

mínimo experimentado en los FWHs degradado en la planta JAF a la fecha. En realidad, solamente regiones localizadas más pequeñas alcanzan este grosor mínimo de pared debido a la FAC en los FWHs, y por ende los prototipos se consideraron ser más conservadores que las aplicaciones de reparación en campo real. Debido a la naturaleza conservadora del diseño, lograr soldaduras satisfactorias en este prototipo

Fig. 6 — Diseño de simetría de un cuarto tridimensional por elementos finitos Sysweld® y malla desarrollados por el Grupo ESI y usados para el análisis de la integridad de la pared del contenedor restaurado.

sugirió que el equipo desarrollado, los parámetros de soldadura y la configuración de la pistola podrían ser transferidos con éxito para llevar a cabo reparaciones de FAC con recubrimiento de soldadura a gran escala en los FWHs. Para confirmar los resultados aceptables, se realizaron medidas de distorsión y metalografía extensivos en los prototipos después de la soldadura — Fig. 5.

36 WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL / JULIO 2018

Cualificación de la integridad de la reparación con recubrimiento El proceso de reparación con recubrimiento implementado en esta aplicación no era el único aspecto del esfuerzo. Los equipos de EPRI y JAF también trabajaron con el Grupo ESI para dar soporte a una evaluación téc-

Implementación del plan Como se mencionó previamente, el sistema de recubrimiento por GMAW mecanizada desarrollado en este trabajo fue implementado en la Planta de Energía Nuclear JAF on un FWH degradado por FAC durante un paro planeado en 2017 — Fig. 7. La soldadura de reparación era de 72 x 54 pulgadas (1829 x 1372 mm) en largo y ancho, compuesta de tres capas de soldadura y se terminó en tres turnos de trabajo. El material de aporte usado para la reparación fue alambre ER70S-B2L. Este material contiene niveles más altos de cromo (1.25%) que el material de acero al carbón usado para construir el FWH, proporcionando resistencia aumentada a la FAC. Esta resistencia más alta a la corrosión permite que las reparaciones sean consideradas como a largo plazo o potencialmente como permanentes dependiendo de los resultados de las inspecciones en los paros subsecuentes. En seguida del término de la soldadura, se preparó la superficie para los ensayos de partículas magnéticas. Los resultados de la examinación de superficie se determinaron satisfactorios. Además, se señaló que el encogimiento debido a la tensión producida a partir de la reparación mecanizada no resultó en la distorsión significativa de la cubierta del FWH.

Implicaciones de costos para la industria

Fig. 7 — Sistema mecanizado GMAW en operación durante la reparación por recubrimiento de 72 x 54 pulgs. (1829 x 1372 mm) de un calentador de agua de alimentación en la Planta de Energía Nuclear JAF.

nica de elemento finito tridimensional Sysweld®, primera en tu tipo, de la integridad de las paredes del contenedor restaurado. La evaluación técnica se realizó con apego a los requerimientos de ASME PCC-2 al simular exitosamente un ensayo conservador de rotura con carga límite — Fig. 6. Los resultados exitosos de este método de evaluación único proporcionaron el impulso necesario para que la planta JAF usara el equipo mecanizado GMAW que se desarrolló para la reparación del FWH deteriorado. Adicionalmente, la evaluación técnica por elemento finito permite que la técnica de reparación sea utilizada en todos los diseños de planta de energía cubiertos por el ASME PCC-2, y se encuentra ya bajo la consideración para su uso en otras plantas de energía nuclear.

Entrenamiento y cualificación del soldador El personal de JAF y EPRI realizaron entrenamiento y cualificación para el sistema de reparación por GMAW mecanizada en la sede del sindicato United Association Local 73 en Oswego, Nueva York. Se establecieron detalles y procedimientos para la instalación y operación, los cuales fueron utilizados para el entrenamiento de los caldereros. Los exámenes de cualificación de los soldadores se efectuaron de acuerdo con el código Boiler and Pressure Vessel Code Section IX (sección IX del código de calderos y contenedores a presión) de ASME, incluyendo cualificación de soldaduras horizontales (2G) y elevadas (4G).

Este exitoso desarrollo de este proceso de reparación proporciona a compañías de servicios la capacidad de restaurar eficientemente la integridad de las paredes de los contenedores de agua de alimentación, permitiendo el servicio continuo de contenedores bajo presión o intercambiadores defectuosos sin un tiempo de paro prolongado. Llevar a cabo reparaciones locales de la cubierta externa con la soldadura de estas grandes áreas degradadas en lugar del remplazo puede ofrecer a las compañías de servicios millones de dólares en ahorros en costos en toda la vida de la planta. Esto es especialmente verdad si el tiempo de paro y la pérdida de producción se contemplan como parte del costo de remplazo. En esta aplicación en particular, el uso de tecnología de reparación GMAW mecanizada resultó en ahorros de más de $10 millones de dólares al compararlo con el remplazo total del FWH o de $2 a $5

JULIO 2018 / WELDING JOURNAL EN ESPAÑOL 37

millones al compararse con estrategias de remplazo parcial de la cubierta. Debido a que este proceso de reparación desarrollado ve uso prolongado en los paros subsecuentes en la Planta de Energía Nuclear JAF y otros sitios de plantas de energía nuclear, los ahorros totales en costos tienen la capacidad de alcanzar más de $100 millones de dólares. La implementación exitosa de este proceso de reparación por ello tiene el potencial de jugar un papel en el cumplimiento de la iniciativa de En-

tregando la Promesa Nuclear (Delivering the Nuclear Promise®) propuesta por el Instituto de Energía Nuclear para aumentar la eficiencia en las plantas de energía y reducir los costos generales.

Beneficio de colaboración de la industria El personal de la planta JAF realizó manualmente reparaciones emergentes

con recubrimiento de soldadura a gran escala usando pistolas GMAW de mano en 2010 y 2012. Estas reparaciones fueron extensivas en mano de obra y difíciles de terminar dentro de la programación restrictiva del paro. Los ingenieros de soldadura en JAF responsables de estas reparaciones, Neal Chapman y Jacqueline Mansfield, son participantes activos en la industria en el Centro de Tecnología de Reparación y Soldadura EPRI. Este involucramiento entre JAF y el centro EPRI condujo al desarrollo del proceso mecanizado para aplicar recubrimientos de soldadura a gran escala como una reparación planeada en lugar del remplazo total de la unidad o parcial de la cubierta. El análisis costo beneficio, mencionado en la sección anterior, reveló ahorros significativos que superaron enormemente cualquier costo de desarrollos desde la primera aplicación. Todo trabajo y procedimientos fueron documentados en reportes de EPRI (Identificaciones de Producto 3002000413 y 3002003147), los cuales se encuentran disponibles para todos los miembros de EPRI WRTC. WJ Reconocimientos

El equipo del proyecto tiene el gusto de reconocer a Mitch Hargadine de EPRI, Charlotte, Carolina del Norte, por su invaluable ayuda en el diseño y desarrollo del equipo de recubrimiento de soldadura, parámetros de soldadura, procedimientos de operación, y entrenamiento del personal de soldadura de JAF. Al equipo del proyecto también le gustaría reconocer a Dana Couch, EPRI, y a Brian Shula, antes Grupo ESI en Farmington Hills, Michigan, por asegurar el cumplimiento con el código ASME y conducir la evaluación técnica del recubrimiento de elemento finito de Sysweld® respectivamente. Finalmente, hace un reconocimiento a Jeff Nelson y a Fred Moeller de Weld Tooling Corp. (Sistemas Bug-O), Canonsburg, Pensilvania, por su soporte en el desarrollo del sistema de recubrimiento de soldadura.

JON TATMAN ([email protected]) es líder técnico y GREG FREDERICK ([email protected]) es gerente de programa, Instituto de Investigación en Energía Eléctrica, Electric Power Research Institute, en Charlotte, Carolina del Norte.

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PREGUNTAS Y RESPUESTAS — ACERO INOXIDABLE

aporte de hierro puro proporciona ninguna desoxidación del charco de soldadura, por lo que la porosidad en esa capa puede ser problemática. Si alguno de mis lectores está familiarizado con la fabricación exitosa de tubos de acero al carbón revestidos con acero inoxidable usando una capa de transición de acero al carbón o de hierro puro, y metal de aporte de acero al carbón para completar la junta, me encantaría saber de ello. Solicito su información. WJ

— continuación de la página 10

temente la necesaria muy baja dilución para ductilidad en la capa de transición bajo condiciones de fabricación, mientras se evitan defectos por fusión incompleta. Así también, el metal de

DAMIAN J. KOTECKI es president de Damian Kotecki Welding Consultants Inc. Es extesorero del IIW y president del Subcomité AWS A5D para Metales de Aporte de Acero Inoxidable, miembro del Subcomité D1K para Soldadura Estructural de Acero Inoxidable, y del Subcomité WRC para la Soldadura de Aceros Inoxidables y Aleaciones en Base a Níquel. Es ex presidente del Comité A5 para Metales de Aporte y Materiales Afines, y fungió como presidente de AWS (2005-2006). Puedes enviar tus preguntas a Damian J. Kotecki c/o Welding Journal, 8669 NW 36 St., #130, Miami, Florida 33166-6672, o vía correo electrónico a [email protected].

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