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MEMORIAS DEL XXIV CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 19 al 21 DE SEPTIEMBRE DE 2018 CAMPECHE, CAMPECHE, MÉXICO Tema A2a Materiales: Piezas Forjadas, Sistemas de Calidad “Implementación de un sistema de calidad para la evaluación de la eficiencia mecánica de piezas forjadas de latón y acero al carbonoF. N. García-Castillo* a , J. Cortés-Pérez b , D. Aldama c , J. A. Souza-Jimenez d , A. Reyes-Solis c . a Departamento de Materiales y Manufactura, DIMEI, Universidad Nacional Autónoma de México, Avenida Universidad 3000, Coyoacán, 04510, CDMX México. b Centro Tecnológico Aragón, FES Aragón, UNAM. Av. Rancho Seco s/n, Col. Impulsora, Cd. Nezahualcóyotl, Estado de México, C.P. 57130, México c Centro de Investigación Multidisciplinaria Aragón, FES Aragón, UNAM Av. Rancho Seco Cd. Nezahualcóyotl, Estado de México C.P. 57130, México d IM,FES Aragón, Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Rancho Seco s/n, Col. Impulsora, Cd. Nezahualcóyotl, Estado de México, C.P. 57130, México *Dirección de correo electrónico: [email protected] R E S U M E N Se presenta la implementación de un sistema de calidad, en una empresa, para la evaluación de piezas que funcionan como accesorios en equipos que contienen gas L.P. Para garantizar alta resistencia, por normativa se exige el uso de piezas forjadas en dichos accesorios, las cuales son fabricadas principalmente de latón o acero al carbono. La empresa compra las piezas ya forjadas a proveedores externos los cuales garantizan la calidad de ellas. Sin embargo, dado el riesgo que implica una falla en alguno de los componentes se decidió desarrollar e implementar un proceso que permita verificar la calidad de las piezas que le son entregadas, revelando la historia de deformación y/o calentamiento que experimentó el componente que fue forjado. Una vez que se definió el proceso de evaluación de calidad de las piezas, se contó con los elementos necesarios para incorporar un laboratorio en donde la empresa pueda realizar dicho proceso. Palabras Clave: Sistemas de calidad, micro y macro ataque. A B S T R A C T The implementation of a quality system for the evaluation of parts used as accessories in equipment containing L.P. gas is presented. By regulation, the use of forged parts in these accessories is required to guarantee high resistance, mentioned parts are manufactured mainly of brass and carbon steel. Manufacturing companies buy pieces already forged from external suppliers which guarantee the quality of their products. However, given the risk of a failure in any of the components, it was decided to develop and implement a process which allows to verify the quality of the pieces that are delivered revealing the history of deformation and / or heating experienced by the component that was forged. Once the process of quality evaluation of the pieces was defined, the necessary elements were included to incorporate a laboratory where the companies of the branch could carry out said process. Keywords: Quality systems, micro and macro attack. ISSN 2448-5551 MM 73 Derechos Reservados © 2018, SOMIM

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MEMORIAS DEL XXIV CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 19 al 21 DE SEPTIEMBRE DE 2018 CAMPECHE, CAMPECHE, MÉXICO

Tema A2a Materiales: Piezas Forjadas, Sistemas de Calidad

“Implementación de un sistema de calidad para la evaluación de la eficiencia

mecánica de piezas forjadas de latón y acero al carbono”

F. N. García-Castillo* a, J. Cortés-Pérez

b, D. Aldama

c, J. A. Souza-Jimenez

d, A. Reyes-Solis

c.

aDepartamento de Materiales y Manufactura, DIMEI, Universidad Nacional Autónoma de México, Avenida Universidad 3000, Coyoacán, 04510, CDMX

México. bCentro Tecnológico Aragón, FES Aragón, UNAM. Av. Rancho Seco s/n, Col. Impulsora, Cd. Nezahualcóyotl, Estado de México, C.P. 57130, México cCentro de Investigación Multidisciplinaria Aragón, FES Aragón, UNAM Av. Rancho Seco Cd. Nezahualcóyotl, Estado de México C.P. 57130, México dIM,FES Aragón, Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Rancho Seco s/n, Col. Impulsora, Cd. Nezahualcóyotl, Estado de México, C.P. 57130,

México *Dirección de correo electrónico: [email protected]

R E S U M E N

Se presenta la implementación de un sistema de calidad, en una empresa, para la evaluación de piezas que funcionan

como accesorios en equipos que contienen gas L.P. Para garantizar alta resistencia, por normativa se exige el uso de

piezas forjadas en dichos accesorios, las cuales son fabricadas principalmente de latón o acero al carbono. La empresa

compra las piezas ya forjadas a proveedores externos los cuales garantizan la calidad de ellas. Sin embargo, dado el

riesgo que implica una falla en alguno de los componentes se decidió desarrollar e implementar un proceso que permita

verificar la calidad de las piezas que le son entregadas, revelando la historia de deformación y/o calentamiento que

experimentó el componente que fue forjado. Una vez que se definió el proceso de evaluación de calidad de las piezas, se

contó con los elementos necesarios para incorporar un laboratorio en donde la empresa pueda realizar dicho proceso.

Palabras Clave: Sistemas de calidad, micro y macro ataque.

A B S T R A C T

The implementation of a quality system for the evaluation of parts used as accessories in equipment containing L.P. gas is

presented. By regulation, the use of forged parts in these accessories is required to guarantee high resistance, mentioned

parts are manufactured mainly of brass and carbon steel. Manufacturing companies buy pieces already forged from

external suppliers which guarantee the quality of their products. However, given the risk of a failure in any of the

components, it was decided to develop and implement a process which allows to verify the quality of the pieces that are

delivered revealing the history of deformation and / or heating experienced by the component that was forged. Once the

process of quality evaluation of the pieces was defined, the necessary elements were included to incorporate a laboratory

where the companies of the branch could carry out said process.

Keywords: Quality systems, micro and macro attack.

ISSN 2448-5551 MM 73 Derechos Reservados © 2018, SOMIM

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MEMORIAS DEL XXIV CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 19 al 21 DE SEPTIEMBRE DE 2018 CAMPECHE, CAMPECHE, MÉXICO

1. Introducción

Actualmente la demanda de gas L.P. es alta; ya que éste

es utilizado como combustible en diferentes procesos

industriales y en gran medida para uso doméstico. Según

la “Prospectiva de gas natural y L.P. 2014-2028” de la

Secretaría de Energía [1], en la demanda nacional de gas

L.P. por sectores, el mayor consumidor es el sector

residencial con aproximadamente el 60% del total de la

demanda, tal como se muestra en la Fig. 1.

Figura 1- Demanda nacional de gas L.P. por sector (Participación

porcentual) 2013 [1]

El manejo de este gas debe ser cuidadoso; ya que una

fuga puede ocasionar desastres considerables. Por esta

razón las empresas dedicadas a la fabricación de

accesorios para tanques que contienen gas L.P. como

son: indicadores de nivel, termómetros, switches, entre

otros, deben cumplir con las más altas normas de

calidad. Muchas piezas de estos accesorios se elaboran

con latón y acero, los cuales deben de ser fabricados por

forjado. Uno de los principales problemas encontrados es

que estas piezas no son procesadas por las empresas

fabricantes de accesorios las cuales las adquieren a

diversos proveedores nacionales y/o extranjeros quienes

garantizan cumplir con la calidad requerida. Sin

embargo, debido al riesgo que se tiene en el manejo del

gas, una de las empresas dedicada a este ramo, decidió

asegurar la calidad de sus medidores y con ello evitar el

riesgo de accidentes cuya responsabilidad recaería sobre

ella. Para realizar lo anterior, se propuso desarrollar una

metodología que permite revelar si las piezas compradas

por la empresa son forjadas y cumplen con la resistencia

mecánica apropiada. Dicha metodología consiste en

realizar macro y micro ataque, análisis químicos, análisis

de diagramas de equilibrio, perfiles de dureza,

elaboración de propuestas de diagramas de proceso,

identificación de normas aplicables a cada etapa de los

procesos, revisión y ajuste de los estándares referidos,

depuración de los diagramas de procesos iniciales y

generación de los diagramas de procesos que se aplican

de manera continua. La implementación de este sistema

permitirá a la empresa tener dentro de sus mismas

instalaciones un proceso desarrollado para evaluar las

piezas, que utiliza durante la fabricación y ensamble de

accesorios, que contribuirá a cumplir con los estándares

de calidad más altos, los cuales no son exigidos por las

autoridades.

2. Desarrollo

A pesar de que la empresa es conocedora del problema

de las piezas forjadas, no cuenta con un procedimiento

para evaluar la calidad de las mismas. Por esta razón se

propuso la realización de una serie de pruebas para

evaluar la eficiencia de la forja en las piezas de acero y

latón que adquiere. Esto llevó a desarrollar una

metodología que consiste en los siguientes pasos:

Análisis metalográfico y pruebas de dureza

Análisis químico y calidad.

Estos pasos serán descritos a continuación.

2.1 Análisis metalográfico y pruebas de dureza.

Caracterización de piezas forjadas.

a) Macro-ataque.

Se trata de una prueba metalográfica que revela la

presencia de las llamadas “líneas de flujo” en la parte de

interés de la pieza estudiada. Cabe destacar que las

piezas originales se cortaron a la mitad para estudiar el

interior del mismo con el fin de descartar la presencia de

líneas de flujo únicamente en la superficie. Las líneas de

flujo se presentan sólo si el material fue sometido a una

deformación plástica a una temperatura elevada. Aunque

no es totalmente definitorio, la prueba brinda elementos

para saber si la pieza fue forjada en una herramienta bien

diseñada y la manera en que fue aplicada la o las cargas.

En el caso de las muestras ensayadas, aquéllas que

mostraron líneas de flujo de manera clara fueron las de

acero al carbono; mientras que en el caso de las muestras

de latón atacadas, los resultados no fueron tan

contundentes [2]. Para realizar este macro-ataque en

latón se utilizó ácido acético, ácido crómico y cloruro de

hierro en agua destilada.

b) Micro-ataque.

También es una prueba metalográfica que revela la

forma y tamaño de los granos de muestras policristalinas,

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por lo que aquellas que sufrieron grandes deformaciones

generalmente presentan una microestructura de granos

orientados en la dirección en la que “Fluyó” el material

[3]. Para realizar el micro ataque del latón se utilizó una

solución con cloruro de hierro, ácido clorhídrico, glicerol

y agua destilada.

Análogo a lo ocurrido en el caso del macro-ataque, las

muestras de acero mostraron claramente la

microestructura de granos orientados, mientras que en el

caso de las muestras de latón, los resultados son menos

claros; ya que los granos se aprecian tenuemente. En la

Fig. 2 se aprecian en dos piezas, una de acero y otra de

latón, las líneas de flujo y una micrografía en un acero

DW a 200X con granos orientados.

a) b)

c)

Figura 2 - Líneas de flujo. a) Pieza de acero. b) Pieza de latón. c)

Micrografía de acero DW a 200X.

c) Perfil de dureza.

Se trata de una prueba cuantitativa que nos permite

determinar el incremento en la resistencia mecánica que

sufrió el material después de haber sido forjado. Esta

prueba es determinante y/o discriminante respecto a las

otras; ya que el fin de la forja es incrementar la

resistencia del material, por lo que la dureza se debería

ser considerablemente mayor respecto a la del material

antes de ser forjado. Considerando las dimensiones de

las piezas estudiadas se propuso la realización de pruebas

de dureza Brinell [4] específicamente la HB 2.5/150/30 o

Rockwell b. Durante el estudio se realizaron pruebas en

un durómetro con escala Rockwell “b” debido a que la

empresa cuenta con el equipo dentro de sus

instalaciones. Todas las pruebas fueron realizadas con

una carga de 100 Kg con un indentador de bola de acero

endurecido de 1/16 de pulgada como lo indica la norma

ASTM E18-03. En la Tabla 1 se observan algunos de los

resultados de estas pruebas a cinco muestras diferentes: 3

de acero y 2 de latón. Mientras que en la Fig. 3 se

aprecian las imágenes de las muestras de latón después

de las pruebas. Cabe mencionar que no se han realizado

pruebas al material antes de ser forjado debido a que la

empresa compra el material ya procesado. Sin embargo

se tomaron como referencia, según las normas ASTM, la

dureza del acero A105 y el latón 37700 cuyos valores

son de 187 HB y 78 Rockwell F respectivamente.

a) b)

Figura 3- Huella de la prueba de dureza en las muestras de latón: a)

Cabeza Junior y b) Hexagonal de 1”

Tabla 1 – Prueba Rockwell “b” para muestras de acero y latón.

Acero

Muestra 1 2 3 4 Promedio

Acero DW 72.9 71.9 72.9 72.6

Acero SSE 79.5 77.5 78 78.3

Acero PTT 88.4 89.1 88.1 88.5

Latón

Muestra 1 2 3 4 Promedio

Hexagonal 1” 40.6 43.4 42.6 41.5 42.0

Cabeza Junior 53.5 52.5 53.5 52.9 53.1

2.2 Análisis químico.

Esta prueba consiste en realizar mediciones de los

elementos contenidos en muestras de las piezas forjadas

para determinar la composición química de éstas. Dichos

datos son comparados con los que se reportan en la

literatura como “adecuados” tanto para el latón como en

acero que se están empleando para fabricar las piezas

que adquiere la empresa.

Las mediciones se realizaron con un Espectrómetro

portátil S1 TITAN el cual trabaja bajo el principio de

Fluorescencia de rayos X (XRF por sus siglas en ingles).

En términos generales, ambos materiales mostraron

composiciones químicas muy cercanas a las

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recomendadas en la literatura, siendo sólo el contenido

de plomo en el caso del latón el que se vio excedido

respecto al contenido recomendado. En la Fig. 4 se

muestran las composiciones de los aceros PTT, DW y

SEE comparados con las composiciones recomendadas

por la norma correspondiente.

Figura 4 - Composición química de diferentes aceros comparados

con Norma 105M-05.

2.3 Análisis de los diagramas de equilibrio.

Conociendo las composiciones químicas de los

materiales empleados, tanto el latón como el acero, se

ubicaron éstas en los diagramas binarios Cobre-Zinc

(Cu-Zn) y Hierro-carburo de hierro (Fe-C)

respectivamente (ver Fig. 5). La ubicación de dichas

composiciones permitió identificar una serie de aspectos

relevantes sobre el proceso como son:

a) Las temperaturas de trabajo

b) Las posibles fases presentes

c) La forma de enfriamiento más apropiada

Estos parámetros son de gran utilidad no sólo para

evaluar la calidad de la forja sino para implementar

dichos procesos en un futuro.

a)

b)

Figura 5 - Diagramas binarios de equilibrio. a) Diagrama

hierro-carburo de hierro b) Diagrama Cu-Zn.

2.4 Calidad

Como puede observarse para realizar una evaluación de

los beneficios de la forja se requiere una serie de pasos y

equipos necesarios para realizar el estudio. Por ello

desde el punto de vista de calidad, se propuso una

metodología, la cual consiste en lo siguiente:

● Elaboración de una propuesta de diagramas de

procesos inicial.

● Identificación de normas aplicables a cada etapa del

o los procesos.

● Revisión y ajuste de los estándares referenciados.

● Evaluación de los diagramas de procesos iniciales.

● Generación y validación de los diagramas de

procesos que se aplicarán de manera cotidiana.

La implementación de un proceso, ya sea de

producción o de control de calidad, dentro de una planta

implica la incorporación de equipos y/o maquinaria; así

como la capacitación del personal operario y

supervisores que se harán cargo de verificar la adecuada

ejecución. Lo anterior, cobra una importancia especial

cuando se trata de una planta certificada frente a

organismos internacionales, ya que la inadecuada

incorporación de nuevos procesos puede romper el

esquema de trabajo implantado y con ello poner en riego

futuras certificaciones.

Actualmente, la empresa cuenta con diversas

certificaciones entre las cuales se encuentran: ISO 9000,

12000 y 14000. Dichas certificaciones han contribuido

de manera importante a que la empresa se posicione en

un mercado de difícil acceso como lo es el de accesorios

para contenedores de gas. Es claro que la incorporación

de nuevos procesos de control de calidad, como son la

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realización de pruebas que para evaluar la eficiencia de

piezas forjadas, implica tener presente las posibles

alteraciones al sistema actual. Sobre todo, es importante

contar con estrategias concretas que a corto y mediano

plazo permitan subsanar dichas alteraciones y con ello

incorporar de manera pronta los nuevos procesos de

inspección.

Por ejemplo, como se hizo notar anteriormente, para

realizar las pruebas de macro y micro ataque, análisis

químico; así como las de perfil de dureza se tomaron

como referencia los procedimientos sugeridos por las

normas ASTM aplicables en cada caso. Así mismo, se

identificaron normas de seguridad para realizar las

pruebas mencionadas; así como las que proponen los

dispositivos y la distribución en planta de un laboratorio

para realizar estas pruebas.

Lo anterior resulta muy importante ya que se trata de

estándares aceptados en México y Estados Unidos de

América; así como en muchos otros países del mundo

que tiene relaciones comerciales con Norteamérica. Así

mismo, estas normas serán referencias útiles para la

estandarización de un proceso en un nuevo laboratorio.

En la tabla 2 se muestra un ejemplo de hoja de

proceso referenciado a las normas ASTM. Este diagrama

puede ser modificado en función de los ajustes

identificados en las composiciones, tiempos y demás

parámetros que sean depurados durante las pruebas.

Cabe mencionar que de manera similar se realizaron los

diagramas de proceso para:

Macro-ataque de latón

Micro-ataque de latón

Macro-ataque de acero A105 de baja aleación

Micro-ataque de acero A105 de baja aleación

Pruebas de dureza Brinell a muestras de acero

de bajo carbono forjadas

Verificación directa de equipos para pruebas de

dureza Brinell

Verificación directa por el método de bloques

patrón estandarizados, de equipos para pruebas

de dureza Brinell

Calibración de bloques patrón de prueba de

dureza Brinell

Pruebas de dureza Brinell en muestras de latón

forjado

Pruebas de dureza Rockwell en muestras de

latón y acero de bajo carbono forjado

Pruebas superficiales de dureza Rockwell en

muestras de latón y acero de bajo carbono

forjado

Tabla 2 – Hoja de proceso para micro-ataque de latón.

Secu

en

cia

Dep

arta

men

to

Desc

rip

ció

n d

e

la o

per

ació

n

Eq

uip

o y

herra

mie

nta

s

em

ple

ad

as

No

rm

as

de

refe

ren

cia

1 Corte y pulido

Cortar

probetas

con un Ø de

12 a 25mm

y pulir

superficie

que será

analizada.

Corte con segueta

mecánica o sierra

cinta de diente

fino con sistema

de lubrificación.

Pulido con una

pulidora

metalográfica

empleando

abrasivo alúmina

y agua. *ASTM E3-

11 “Guía

estándar

para

preparar

muestras

metalógráfic

as”.

* ASTM

E2014-11

“Guía

estándar de

seguridad

en

laboratorio

metalográfic

o”.

* ASTM

E407-99

“Práctica

estándar de

micro-

ataque para

metales y

aleaciones”.

2 Laboratorio

químico

Preparar

solución

química con

5g de

cloruro de

hierro,

10mL de

ácido

clorhídrico,

50mL de

glicerol y

30mL de

agua

destilada.

Vaso de

precipitado de

250 ml

Agitador de

cristal.

Contenedor de

cada reactivo.

Pipeta de 1 litro

de agua destilada.

Equipo de

seguridad: bata

resistente al calor,

gafas o careta

protectora,

guantes de látex,

zapatos de

seguridad.

3 Laboratorio

químico

Se realiza el

micro-

ataque

sumergiend

o la probeta

en la mezcla

de 16 a 60

segundos.

Pinzas de

sujeción.

Equipo de

seguridad: bata

resistente al calor,

gafas o careta

protectora,

guantes de látex.

4

Análisis

metalográfico Analizar los

granos del

material. Microscopio.

3. Modelos Físicos

Como se mencionó en la sección 2 la metodología

propuesta para evaluar las piezas forjadas consiste

únicamente en realizar análisis metalográfico, pruebas de

dureza, análisis químico y calidad. Sin embargo de

manera adicional se trabajó en modelos físicos bajo una

metodología con la que se analiza solamente los cambios

geométricos, las deformaciones, no los esfuerzos. Esta

parte tuvo como fin evaluar la forma en como se hace la

forja, es decir, el proceso; ya que la empresa indicó que

se hace en un solo paso y esta metodología es una forma

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económica de saber si las deformaciones inducidas son

excesivas.

Como se sabe, la forja es un proceso de conformado

de materiales sin arranque de viruta que involucra

deformación plástica, la cual es inducida por una carga

de compresión aplicada por una prensa a través de un

molde cuya geometría, en general, se aproxima a la

forma final que se desea conferir a la pieza. Es deseable

que una sola carga sea suficiente para alcanzar la forma

final del material. Sin embargo, para lograr esto, el

material debería poseer la capacidad de experimentar

deformaciones plásticas muy grandes sin sufrir fracturas.

Es importante mencionar que en general, una carga

induce en un material una distribución de deformaciones

no uniforme, que se concentra en ciertas regiones, al

grado que, pueden inducirse grietas debido a que se

alcanza o supera la resistencia a la fractura del material

en cuestión.

Considerando lo anterior, es claro que los materiales

que se someten a procesos que inducen deformación

plástica deben ser dúctiles; ya que de otro modo sería

muy complicado cambiar su forma aplicando cargas. Así

mismo, es preciso considerar que el comportamiento

mecánico de los materiales cuando se consideran las

zonas elástica y plástica; así como la deformación

permanente después de la descarga es considerablemente

más complejo que en el caso de la zona elástica

solamente.

Aunque actualmente existen modelos y criterios que

simulan el comportamiento de los materiales en la zona

plástica, generalmente se aplican sólo a casos simples; ya

que para casos más complejos los métodos de análisis se

complican también. Así mismo, aunque existen

metodologías desarrolladas para diseñar procesos de

conformado de piezas como la forja, éstas son

desarrolladas para casos especiales y por lo tanto son

costosas.

Considerando que la geometría de las piezas que se

analizarán, al menos en algunos casos, es compleja, se

propone una metodología que nos permitirá evaluar la

geometría de los dados; así como la determinación del

número de pasos necesarios para lograr la forma final

deseada a partir de “tochos” de material estándares.

En la metodología teórico experimental propuesta se

emplea análisis de imágenes y polinomios de

interpolación empleados comúnmente en el método del

elemento finito. Dichas pruebas fueron practicadas a

muestras regulares fabricadas con unicel y silicón. Las

muestras fueron malladas en una de las superficies

laterales y sometidas a una carga de compresión

empleando una prensa de carga a través de un “dado”

plano. Debido a que el unicel tiene un comportamiento

irregular por el gas que contiene en el interior las pruebas

se terminaron realizando con silicón como se muestra en

la fig. 7. Como se mencionó anteriormente las pruebas

de simulación de cargas a modelos físicos tienen como

fin evaluar los efectos de la geometría de moldes en las

piezas a forjar, lo cual evidentemente tendría que ser

aplicado a muestras reales en un futuro.

Las muestras malladas fueron fotografiadas antes y

después de la aplicación de la carga y cada imagen fue

analizada empleando un programa de computadora, que

permite determinar fácilmente las coordenadas de cada

nodo en ambas imágenes. Así mismo, habiendo

capturado las coordenadas de los nodos en cada imagen,

el programa permite determinar el desplazamiento de

cada nodo y en conjunto un campo de desplazamientos

discreto de la muestra.

Empleando polinomios de interpolación definidos en

la malla y empleando los resultados del campo de

desplazamientos discreto, obtenido experimentalmente,

se calcularon las deformaciones normales y cortantes que

actúan en cada elemento del cuerpo discretizado. Los

resultados obtenidos muestran consistencia con la

deformación inducida. Sin embargo, se trata de pruebas

preliminares que debe ser repetidas y refinadas (Fig. 6 a

Fig. 8).

Figura 6 - Esquema de dispositivo implementado para aplicación

de carga de compresión.

Figura 7 - Colocación de nodos en la configuración inicial y final.

Figura 8 - Campo de deslazamientos obtenido para las condiciones

de la Fig. 7.

ISSN 2448-5551 MM 78 Derechos Reservados © 2018, SOMIM

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4. Conclusión

Se presentó una metodología para evaluar piezas forjadas

la cual fue verificada con una serie de pruebas en

muestras de latón y acero al carbono. Dicha metodología

consiste en realizar análisis metalográfico, pruebas de

dureza, análisis químico y considerar aspectos de

calidad.

A través de los estudios realizados, se obtuvo

información relevante sobre los procesos mediante los

cuales fueron fabricadas las distintas piezas “forjadas”

que la empresa adquiere con proveedores externos. Por

ejemplo, la presencia de líneas de flujo y granos

orientados revelan que los procesos han inducido

deformaciones plásticas importantes en el material.

Debido a que una buena evaluación realizada bajo la

metodología propuesta brinda elementos a la empresa

para descartar piezas a utilizar en sus accesorios, se han

desarrollado hojas de proceso para la ejecución de las

pruebas mencionadas. Estas hojas serán consideradas en

la posible implementación de un laboratorio dentro de la

empresa.

Como propuesta adicional se realizaron pruebas de

simulación de cargas a modelos físicos que tienen como

fin evaluar los efectos de la geometría de moldes en las

piezas a forjar. Se ha desarrollado un procedimiento que

consiste en determinar campos de desplazamiento

empleando análisis de imágenes. A partir de dichos

campos y con funciones de interpolación utilizando el

método del elemento finito, ha sido posible calcular

campos de deformación en piezas de geometría simple.

Esta metodología podría ser, en un futuro, una forma

económica de saber si las deformaciones inducidas

durante el forjado son excesivas.

Los conocimientos y técnicas utilizadas en la

metodología propuesta son de fácil alcance para la

empresa por lo que la implementación de ella es factible.

Es importante mencionar que a pesar de que se

conoce el riesgo que implica una falla en accesorios

utilizados en equipos de almacenamiento de gas, el

presente trabajo surgió como iniciativa de una empresa y

no por las regulaciones reales que deberían ser aplicadas

por las autoridades.

Agradecimientos

Los autores agradecen a Medidores Internacionales

Rochester S. A. de C. V. y al “Programa de Vinculación

universidad-empresa en el Estado de México” del

COMECYT por el apoyo económico para la realización

del presente proyecto. Así mismo se da un especial

agradecimiento al “Laboratorio de Proceso de Materiales

Avanzados” del Instituto de Investigaciones en

Materiales UNAM por la realización de las pruebas de

análisis químico. Finalmente se agradece al Ing. Alberto

Higuera García y al C. Antonio González Montaño por

su apoyo técnico durante la realización del proyecto.

REFERENCIAS

[1]https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/6

2944/Gas_natural_y_Gas_L.P._2014-2028.pdf

[2] ASTM E340-00 “Prueba estándar de macroataque

para metales y aleaciones”

[3] ASTM E407. “Método estándar para micro-ataque

de metales y aleaciones“.

[4] ASTM E10-14. Prueba estándar de dureza Brinell

para materiales metálicos

[5] Dieter, Mechanical Metallurgy (1ra ed.). New

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