Mecanizado en sitio: ventajas y aplicaciones industriales

Introducción

Hoy en día, la industria moderna, exigente en términos de seguridad, disponibilidad, volumen de producción,  esto quiere decir que, el tiempo cuesta dinero y cuando perdemos tiempo, perdemos oportunidades que nunca serán recuperadas. Dicho esto, pongamos un sencillo ejemplo, una industria de Oil & Gas presenta una fuga de vapor de alta presión en una brida de diámetro 3 pulgadas con rating 1500 (ver Fig. 1 A Y 1 B ) cuyo reemplazo es poco común y por ende para este caso supondremos que es cero. El equipo de mantenimiento hace una inspección y se percata que el asiento del sello presenta fisuras, el sello es tipo ring joint (RTJ), esta fuga de vapor, es de alto riesgo por el tipo de fluido, generando un estado de alerta en la planta, que podría ocasionar incluso la parada de la misma. 

Figura 1. A) Valvula 3 pulg #1500, B) Fisura encontrada en asiento de RTJ

Ahora bien, expuesto el problema, se enumeraran las posibles soluciones que el personal de planta se propone:

Opción 1: Desmontar la brida efectuando un corte en la unión con la tubería, enviarla a un taller especializado en mecanizado, para ser rellenada, mecanizada en un torno, retornarla a planta e instalarla nuevamente. Tiempo estimado de reparación: Dos días de parada.

Opción 2: Aportar material con soldadura y corregir la superficie en sitio mecanizado con torno portátil. Tiempo estimado: Medio día de parada.

El personal de planta escoge la opción más efectiva, la numero 2. La brida es reparada por un equipo de especialistas en el tiempo estimado (8 horas), solventando la falla que hubiese podido ocasionar una pérdida de producción por más de 48 horas de haberla desinstalado e instalado para repararla en taller local. En la Figura 2 se presenta el equipo utilizado para mecanizar el asiento del sello RTJ. Esto sin tomar en cuenta cosas como estampes ASME que podrían ser perdidos, por modificar el recipiente, en caso de que la brida pertenezca a un equipo estampado.

Figura 2. Equipo portátil para mecanizar asientos RTJ.

El mecanizado en sitio es un servicio que puede corregir condiciones inseguras y ahorrar grandes cantidades de dinero y tiempo (perdida de producción, costos de logística, costos de reparación, entre otros), expertos del área mencionan que el tiempo de mecanizado en sitio es por lo general una décima parte del tiempo que se tardaría haciendo uso de aplicaciones convencionales.

Tipos de aplicaciones comunes

En la actualidad existen muchas aplicaciones para el mecanizado en sitio, los equipos utilizados para tal fin y su accionamiento va a depender de las facilidades existentes en el sitio, el requerimiento del servicio y la naturaleza del equipo a intervenir, por lo general se encuentran en el mercado de accionamiento eléctrico y neumático. A continuación se hace referencia a los tipos de aplicaciones más comunes:

Refrentado de caras

consiste en mecanizar la superficie de una pieza en la sección transversal al eje de giro, para esta aplicación existen dos clases de tornos portátiles, montaje interno y externo. Los rangos de aplicación que se encuentran en el mercado van desde ¾ hasta las 120 pulgadas de diámetro de mecanizado o más. En la Figura 3A se observa un equipo realizando una operación de refrentado con montaje interno, mientras que en la Figura 3B se presenta una aplicación con montaje externo.

Figura 3. A) Operación de refrentado con equipo de montaje interno a valvula de 16 pulgadas, B) operación de refrentado con equipo de montaje externo a brida de 60 pulgadas.

Fresado de superficies

Consiste en la utilización de máquinas que mejoran o recuperan la planitud y rugosidad requerida de una superficie. En la Figura 4 se presenta una fresa portátil mejorando la planitud de una superficie donde asienta un motor.

Figure 4. Fresa portátil mejorando la superficie de apoyo de un motor.

La mayoría de las fresas portátiles están configuradas para 3 ejes (X,Y,Z), los rangos de aplicación varían desde 20 hasta 170 pulgadas en el eje X, de 8 a 100 pulgadas en el eje Y, y desde 3 hasta 10 pulgadas en el eje Z (ver Fig. 5)

Figura 5. Configuración de fresas portátiles.

Tronzado (corte en frio)

Aplicación que consiste en el corte de una pieza cilíndrica en dos secciones, para lo cual se requiere que el equipo sea de montaje externo. Los rangos de aplicación más comunes para estos equipos van desde 2 hasta 120 pulgadas de diámetro de mecanizado y en ciertas aplicaciones es posible construir el bisel conforme se corta la tubería.  En la Figura 6 se presenta un equipo de tronzado portatil realizando.

 

Figura 6. Equipo de tronzado portátil realizando corte a tubería. 

Mandrinado de agujeros

tipo de mecanizado en sitio que consiste en aumentar el diámetro de un agujero ya existente. El montaje para este tipo de aplicaciones debe ser interno y sobre dos apoyos. Los rangos de aplicación van desde las 4 hasta las 40 pulgadas de diámetro de montaje interno. Ver Figura 7.

Figura 7. Equipo de mandrinado portátil.

Ventajas del mecanizado en sitio

  1. El mecanizado en sitio puede ser realizado en casi cualquier instalación.
  2. No requiere el desarmado de grandes equipos.
  3. Elimina la necesidad de transporte y logística dando como resultado ahorro de tiempo y dinero.
  4. Obtención de acabados superficiales de gran precisión y calidad.
  5. Los problemas de fabricación de equipos nuevos pueden ser compensados con el uso de equipos portátiles en el montaje de los mismos.
  6. Dispositivos de última tecnología en alineación geométrica, como los LASER TRACKERS, pueden ser utilizados para el montaje e instalación de equipos de mecanizado y control del mecanizado en la superficie.
  7. Reducción de tiempos de reparación en comparación con las maquinas convencionales.
  8. Múltiples maquinas pueden ser instaladas con respecto a otras en una simple estructura, logrando una mejor precisión geométrica y ahorrando tiempos de mecanizado. 
  9. El mecanizado en sitio es una práctica aceptada por las normas de construcción y reparación de recipientes a presión, por tanto su uso, por lo general, no requiere del restampado o re-certificación del recipiente.

Conclusiones

El mecanizado en sitio es la solución de mayor practicidad para empresas que necesitan precisión en tiempos limitados. Cualquier tipo de industria necesita de mantenimiento y reparaciones que incluyan: precisión, eficiencia, velocidad, confiabilidad y continuidad operacional. Estos requerimientos pueden ser obtenidos con las maquinas portátiles.

Por: Tulio R. López Jiménez,

Ingeniero de Servicios de Campo,

Alto Torque, C.A

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