Ramón Neyra Parra

APLICACIÓN DE PROCESO MIG MAG

EN

REPARACION DE RUEDAS PELTONExpositor: Ramón Neyra Parra

Soldexsa S.A.

PUCP 2011

Ramón Neyra Parra

DUKE ENERGY PERU

Ramón Neyra Parra

INTRODUCCION

� La reparación por soldadura constituye una excelente alternativa técnico -económica en la recuperación de piezas gastadas; es por este motivo que en las Centrales de Generación Eléctrica cada vez buscan mejorar las técnicas y procesos de soldadura.

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Procesos Usados

� La recuperación de ruedas Pelton se realiza con los siguientes procesos de soldadura:

- SMAW (electrodos revestidos)- GMAW (MIG – MAG)- FCAW (alambres tubulares)- GTAW (TIG)

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RECUPERACION CON PROCESO MIG - MAG

� La recuperación de ruedas con proceso MIG –MAG se realizan en nuestro medio aproximadamente desde el año 1996

� El presente caso es un cambio de proceso en la recuperación, del proceso SMAW a GMAWque se llevo a cabo en EGENOR C.H. Cañón del pato.

� En la actualidad la empresa DUKE ENERGY PERU S en C por A y EGEMSA recuperan un 90% de sus ruedas con GMAW

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Puntos considerados para el cambio de SMAW a GMAW

Datos Basado en el Relleno por SoldaduraPROCESO TIEMPO

DE RECUP.DIAS

% TIEMPO

CANT. METAL APORTE USADO

Kg.

COSTO METAL DE APORTE

US.$

COSTOGAS DE PROTEC

US. $

MANO DE OBRA

SOLDADORUS $

SUPERVISION

US. $

COSTO TOTAL

US. $

SMAWELECTRODO REVESTIDO

90 1300 11,700 - 3,500 1,550 16,750

GMAWMIG - MAG

65 - 28% 700 11,970 550 2,507 1,028 16,055

�En gastos de energía por concepto de horno durante el relleno y gastos generales serámenos 28%�Gastos de: Esmerilado, balanceo y tratamiento térmico serán los mismos con GMAW ÓSMAW

NOTA: Rueda Pelton Reparada de 4.5 Tn de peso total.

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RODETES PELTON•METAL BASECOMPOSICIÓN QUIMICA NOMINAL

C Mn Si Cr. Ni Mo0.08 0.05 0.05 12.5 3.8 0.5

VALORES MECANICOS NOMINAL

Resistencia a la tracción 80 a 90 Kg./mm2

Limite elástico 60 Kg./mm2

Valores de impacto >55 Jouls

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Proceso de Recuperación

Pasos a Seguir:

1. Marcación de puntos de referencia2. Precalentamiento3. Equipo de soldadura4. Selección del alambre5. Selección del gas de protección 6. Tipo de transferencia del metal de aporte7. Predeformación del cangilón y refuerzo8. Secuencia de los cordones de soldadura9. Temperatura de interpase

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Pasos a seguir (continuación)

10. Control de deformaciones11. Control de sobre espesor de los cordones de

soldadura12. Inspección visual13. Esmerilado14. Eliminación de poros15. Balance16. Tratamiento térmico

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MARCACION De Puntos De Referencia

� Se marca puntos en los lados laterales de los cangilones, puntos que servirán de referencia y guía para controlar la deformación

� Se usa plantillas para la marcación.

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Precalentamiento

�El precalentamiento se realiza con la finalidad de evitar cambios microestructurales en la zona de soldadura por enfriamiento rápido.

� La temperatura de precalentamiento esta establecido en 120 a 150ªC para este tipo de material

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Precalentamiento (Continuación)� La temperatura de

precalentamiento se puede obtener con:

� Hornos eléctricos

� Precalentamiento localizado (resistencia eléctrica)

� A GAS, con gas propano

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Equipo De Soldadura

� La máquina de soldar debe tener un alto porcentaje de ciclo de trabajo.

� Debe tener sistema de refrigeración con agua.

� Debe ser capaz de obtener una regulación fina de parámetros

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Selección Del Alambre� Se seleccionará el alambre con

características similares en composición química y propiedades mecánicas al metal base.

� INOXFIL 134

� El diámetro del alambre estará de acuerdo a la cantidad de relleno de soldadura requerido, y al espesor de la zona a soldar:

� DIAMETROS USADOS: 1.0 mm. y 1.2 mm.

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Selección del alambre (continuación)

•Composición Química

C Si Mn Cr Mo Ni S P Cu0.02 0.43 0.38 12.33 0.5 4.5 0.0007 0.015 0.06

NORMA: ANSI/AWS A5.9ER 410 Ni Mo

•Propiedades mecánicas Limite

fluenciaResistencia a

la tracciónDurezaBrinell

Energía impacto

20ºC

Elongaciónen 2”

(N/mm2)640-780

(N/mm2)950 - 1100

(HB)350 - 370

(Charpy V)85 a 150

Jouls15 – 21 %

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Selección Alambre (Cont.)

� El alambre estarálibre de elementos extraños. (Lubricantes, grasas, óxidos, tierra, etc.)

� El bobinado del alambre deberá estar de tal manera que no cause enredos durante la soldadura, se prefiere que sea bobinado hilo a hilo

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Selección Del Gas De Protección•El gas de protección que se usa en el proceso de soldadura semiautomático MIG - MAG para la recuperación de ruedas Pelton, es una mezcla de Argón + CO2 ó una mezcla de Argón + O2

• MEZCLAS DE GAS

• 98% Ar + 2% O2

� 98% Ar + 2% CO2 (usado actualmente)

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Transferencia Del Metal De Aporte

En la soldadura semiautomática MIG MAG en la reparación de ruedas Pelton generalmente se emplean transferencias tipo:

- SPRAY, es el más usado en este tipo de recuperación.

- Se obtiene un gran avance al ejecutar la soldadura

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Tipos de Transferencia (continuación)

(Spray) • Esta transferencia es libre de crepitaciones.• La zona de soldadura queda sin

salpicaduras.• Los acabados obtenidos con esta

transferencia son muy buenos, • Los cordones son lisos y muy bien

formados

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Regulación De Parámetros

La regulación de parámetros es muy importante en el proceso de relleno de los cangilones de las ruedas Pelton.

De la regulación dependerá el comportamiento del arco eléctrico, y por lo tanto los acabados de los cordones de soldadura.

Muy importante es la habilidad del soldador, que tiene que adecuarse a la forma del cangilón

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Parámetros Usados:

ØAlambre

Voltaje Amperaje Velocidad de Avance

Flujo de Gas

1.0 mm 26-28 175 ~20 cm./minuto 15L/minuto

1.2 mm 27-29 180-280 ~20 cm./minuto 15L/minuto

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Equipo del soldador y área de trabajo

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Arco Spray en la aplicación

� Aplicación de la soldadura con arco Spray en un sector del Cangilón

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Refuerzo Y Predeformado Del Cangilón

� Esta operación es realizada con la finalidad de contrarrestar la deformación, producto del relleno de la soldadura interna

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Secuencia De Los Cordones De Soldadura

� Los cordones de soldadura se inician en la base de la parte interior del cangilón primero en línea recta (2 cordones), luego se va soldando en forma circunferencial hasta cubrir toda la parte interior

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Secuencia De Los Cordones De Soldadura

� Aquí podemos observar cordones realizados en la parte interior del cangilón

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Limpieza de los cordones de soldadura

� La limpieza se debe hacer exhaustivamente para evitar que quede residuos de óxido en la superficie del cordón de soldadura

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Temperatura De Interpase

� Es muy importante el control de la temperatura de interpase, de ello dependerá la calidad del deposito de soldadura y la estructura del metal base

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CONTROL DE DEFORMACIONES

� Las deformaciones se controlan con plantillas que se colocan en el borde del cangilón previamente marcadas

� Las medidas de los puntos de referencia son controlados continuamente, para evitar deformaciones severas en el perfil de la cuchara.

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Plantillas para rellenado

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Control de sobre espesor de soldadura

•El sobre espesor en los cangilones son medidos con plantillas tomadas de una rueda nueva dando un sobre espesor de 3 mm. para esmerilado.

•El supervisor, controlará el sobre espesor en todos los puntos marcados como referencia en la parte superior del cangilón

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INSPECCION VISUAL� La inspección visual la realiza un supervisor en todo momento observando:� Acabados de cordón� Limpieza� Temperatura de

interpase

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ESMERILADO� El esmerilado se realiza en un taller especial con mucha ventilación.

� El uso de esmeriles neumáticos ó eléctricos esta generalizado, las revoluciones estarán de acuerdo a las características de los abrasivos.

� LOS ABRASIVOS USADOS SON: tipo bola, cónicos y disco; con variedades de grano: de desbaste hasta grano muy fino (lija 120) para acabado

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ZONA DE ESMERILADO DE RUEDAS PELTON

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ZONA DE ESMERILADO DE RUEDAS PELTON

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Prueba De Líquidos Penetrantes

� TERMINADO el esmerilado, se procede a realizar una inspección con líquidos penetrantes, para detectar posibles porosidades en la superficie rellenada.

� ACEPTACIÓN, la superficie tendrá que estar libre de porosidades, si hubiese poros en una cantidad mayor a 4 poros en un área de 10 cm2 , se procede a esmerilar la superficie hasta obtener una superficie aceptable.

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ELIMINACION DE POROS

� La eliminación de poros se realiza con:� Abrasivos: Desbastando la zona de poros hasta desaparecerlos.

� PROCESO TIG: Este proceso se aplica en la zona del poro hasta que sea eliminado por fusión y se añade metal de aporte.

� El proceso más conveniente es el TIG.

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BALANCEO DE LA RUEDA

•Después del rellenado y pulido de los cangilones, la rueda entra a un proceso de balanceo dinámico para lo que se usa una mesa especial con dos rieles colocados y anclados al piso debidamente nivelados, sobre el que colocará la rueda con su respectivo eje para efectuar el balance, se irá rellenando en los lugares faltantes hasta contrapesarlo.

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TRATAMIENTO TERMICOCURVA DE TEMPERATURA

ºC

600

510

420

330

240

150

60

1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

CALENTAR 30ºC/HORA ENFRIAR A

20ºC/HORA

DURANTE 12 HORASMANTENER ENTRE 580 Y 600ºC

TIEMPO EN HORAS

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CONCLUSIÓN� La recuperación de ruedas con proceso semiautomático se basa principalmente en:� Tener un buen procedimiento� Seleccionar el metal de aporte� Tener un excelente equipo de soldar � Un buen soldador.� Y una supervisión constante.

� Teniendo estos cinco puntos, se realizará una excelente recuperación.

Ramón Neyra Parra

A NOMBRE DE

MUY AGRADECIDO POR SU ATENCIÓN