Rehabilitación de Ejes de Turbomaquinaria por Rugo-Interferencia

Recuperación de Ejes Sólidos de Turbomaquinaría por Injerto
1
Dr. José Rubén Aguilar Sánchez

Dedicatorias:
A mi esposa Ma. Alma Patricia Terán Corona, por su comprensión y apoyo
incondicional.
A mi hija Aimé Sharon Aguilar Terán, por el espacio-tiempo que convivimos
cotidianamente en este plano existencial.
A mis padres, Juana Sánchez Ramos y Pablo Aguilar Uresti, por mi existencia y
aún tener la alegría de contar con ellos.
A mis hermanos y amigos, María Guadalupe, María Guillermina, Rogelio,
Calixto, Pablo y Abel.
Al Instituto Politécnico Nacional y en particular a la Escuela Superior de
Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Azcapotzalco, por la formación integral y
profesional que me han dado oportunidad de desarrollar.
Dr. José Rubén Aguilar Sánchez
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INDICE
INDICE 3
INDICE DE FIGURAS 4
INDICE DE GRAFICAS 6
INDICE DE TABLAS 6
SIMBOLOGIA 7
INTRODUCCION 9
CAPITULO I GENERALIDADES 10
1.1 Turbo máquinas 11
1.2 Partes de turbo máquinas 13
1.3 Metalizado de ejes en zonas de rodamiento 14
1.3.1 Técnicas de metalizado 15
1.3.2 Pistolas de metalización 15
1.3.3 Técnicas de operatoria 16
1.3.4 Metalización por arco eléctrico 17
1.3.5 Metalización con soplete 18
1.4 Encasquillado de ejes en zonas de rodamiento 19
1.4.1 Preparación de la zona dañada 19
1.4.2 Preparación del casquillo 20
1.4.3 Área recuperada 21
1.5 Soldado de ejes en zonas de rodamiento 21
1.5.1 Tipos de desgaste 21
1.5.2 Propiedades de las partes a recuperar por soldadura 22
1.5.3 Soldadura dura 22
1.5.4 Materiales de aportación 23
1.6 Injertado de ejes en zonas de rodamiento 23
1.7 Cuadro comparativo de métodos de recuperación de ejes en zonas de rodamiento 24
1.8 Referencias 25
CAPITULO II APLICACIONES DEL METODO 26
2. Metodología 27
2.1 Criterios generales para injertar 27
2.2 Preparación 29
2.3 Parámetros de diseño del injerto 30
2.4 Diseño del injerto 30
2.4.1 Relación de parámetros 31
2.5 Resistencia de materiales 32
2.6 Ensayos de laboratorio 37
2.6.1 Ensayo de tensión 37
2.6.2 Ensayo de tensión injertado 42
2.6.3 Ensayo de torsión 45
2.6.4 Ensayo de torsión injertado 48
2.7 Referencias 52
3

CAPITULO III APLICACIONES ESPECÍFICAS Y ALGORITMO 53
3.1 Criterios de montaje 54
3.2 Preparación y montaje 55
3.2.1 Primera etapa 55
3.2.2 Segunda etapa 55
3.2.3 Tercera etapa 56
3.2.4 Cuarta etapa 57
3.3 Unión por soldadura 57
3.3.1 Previsiones de unión 57
3.3.2 Terminación 58
3.4 Maquinado de la parte injertada 58
3.5 Verificación final 59
3.6 Programa de computo 59
3.7 Referencias 72
CAPITULO IV COSTOS 73
4.1 Soluciones existentes 74
4.2 Tiempo comparativo de soluciones 79
4.3 Horas Hombre utilizados 79
4.4 Resumen de costos 80
4.5 Referencias 80
CONCLUSIONES 81
INDICE DE FIGURAS
1.1 Bomba centrifuga horizontal 13
1.2 Pistola de metalizar 16
1.3 Equipo de metalización por arco eléctrico 18
1.4 Soplete de metalización 18
1.5 Área de rodamiento dañada 19
1.6 Preparación del área dañada 19
1.7 Preparación del casquillo 20
1.8 Montaje del casquillo 20
1.9 Pieza reparada por soldadura dura 21
1.10 Varios tipos de impulsores 23
1.11 Características de diseño para larga duración de la bomba 24
2.1 Injerto (montaje o ensamble) 28
2.2 Injerto (macho) 29
2.3 Eje o árbol (zona de rodamiento) 29
2.4 Eje o árbol (zona dañada) 29
2.5 Maquinado del área reparada 30
2.6 Relación de diámetros D, d 31
2.7 Esfuerzos generados 34
2.8 Prensa universal para ensayos de tensión 37
2.9 (A) Nomenclatura para probeta de tensión 38
2.9 (B) Dimensiones para probeta de tensión 39
4

2.10 Probeta normal antes del ensayo destructivo de tensión 39
2.11 Probeta del ensayo destructivo de tensión montada en la prensa universal 39
2.12 Probeta después del ensayo de tensión 40
2.13 Probeta injertada antes del ensayo destructivo de tensión 42
2.14 Probeta del ensayo destructivo de tensión montada en la prensa universal 42
2.15 Probeta injertada después del ensayo de tensión 43
2.16 Características de la máquina de torsión 45
2.17 Probeta del ensayo destructivo de torsión 46
2.18 Probeta normal antes del ensayo destructivo de torsión 46
2.19 Probeta normal montada en la máquina de torsión 47
2.20 Probeta normal después del ensayo de torsión 47
2.21 Probeta injertada antes del ensayo destructivo de torsión 48
2.22 Probeta injertada montada en la máquina de torsión 49
2.23 Datos del ensayo de torsión 49
2.24 Probeta injertada después del ensayo destructivo 51
3.1 Injerto (macho) 54
3.2 Corte de un compresor axial multietapas 55
3.3 Eje o árbol (zona dañada) 56
3.4 Maquinado del injerto (macho) 56
3.5 Montaje del macho 57
3.6 Previsiones de unión 58
3.7 Maquinado de la parte injertada 58
3.8 Parámetros a evaluar 60
3.9 Árbol o eje (hembra) 62
3.10 Injerto (macho) 63
3.11 Programa con D = 1 63
3.12 Resultados del eje e i 63
3.13 Diagrama del injerto c 64
3.14 Diagrama del e 64
65
3.16 Resultados del eje e injerto 65
3.17 Diagrama del injerto c 66
3.18 Diagrama del e 66
67
3.20 Resultados del eje e i 67
3.21 Diagrama del injerto c 68
3.22 Diagrama del e 68
3.23 P 69
3.24 Resultados del eje e i 69
3.25 Diagrama del injerto c 70
3.26 Diagrama del e 70
71
3.28 Resultados del eje e i 71
3.29 Diagrama del injerto co 72
3.30 Diagrama del e 72
4.1 Bomba centrífuga horizontal 75
5

INDICE DE GRAFICAS
2.1 Diagrama de equilibrio metal estable de la aleación Fe-Fe2C 28
2.2 Diagrama (carga deformación) de la probeta de tensión 41
2.3 Diagrama (carga deformación) de ensayo de tensión injertada 44
2.4 Ensayo de torsión (probeta normal) 48
2.5 Ensayo de torsión (probeta injertada) 51
INDICE DE TABLAS
1.7 Cuadro comparativo de métodos de rehabilitación de ejes sólidos en zonas de rodamiento 24
2.1 Numéricamente la máxima relación D/d 32
2.2 Relaciones D/dmax = 3 32
2.3 Registro de datos de ensayo de tensión (normal) 40
2.4 Deformación o alargamiento 41
2.5 Ensayo de tensión en probeta injertada 43
2.6 Longitud final 44
2.7 Registro de datos de ensayo de torsión (probeta normal) 47
2.8 Registro de datos de ensayo de torsión (probeta injertada) 49
3.1 Parámetros obtenidos 62
4.1 Evaluación comparativa de soluciones 74
6

SIMBOLOGÍA
Símbolo Denominación
P Presión.
V Volumen
T Temperatura
M Metro
S Segundo
@ A Cada
° Grado
Mm Milímetro
Acabado maquinado en general
Acabado pulido
RMS Raíz cuadrática media
L Longitud
D Diámetro exterior del árbol o eje
D Diámetro exterior del injerto
Di
Diámetro exterior del injerto
Area transversal del árbol o eje
AH
AM
7
Area exterior del macho
Constante (3.1416)
< Menor

Esfuerzo tangencial medio
Tmed T Gradiente de temperatura
A Radio interior = d/2
B Radio exterior = D/2
Esfuerzo Cortante Máximo
max
r Radio
po Presión exterior
Línea de centros
Rmax Radio máximo posible
Para relacionar con el sistema internacional, tenemos algunas equivalencias comunes.
Kg/cm 2 x 0.07031 = PSI x 6985 = Pa = N/m 2
8

INTRODUCCION
La información contiene el manejo de los parámetros que intervienen en la recuperación de ejes de
turbomaquinaria por el método de injerto, como son la transferencia de calor, interferencias, ensamble,
resistencia de materiales, acabados de maquinado. Cuando existen daños severos en las zonas de
rodamiento de lado libre y/o cople de equipos como turbinas de gas, turbinas de vapor, bombas
centrifugas multipasos, compresores centrífugos y equipos similares, causados por daños como fusión
de los rodamientos con el eje, este método es aplicable. Superficies dañadas al extraer el rodamiento
como es el desprendimiento del material del eje, deflexión excesiva por calentamiento mayor a 1.5 mm
Ningún equipo está garantizado para evitar este tipo de daños por lo cual la aplicación de este método
de recuperación de ejes es posible en estos casos, como la ventaja de abatir tiempo y costo de
reparación, así mismo minimizando las perdidas indirectas por el tiempo de paro de un equipo
productivo. Se ha comprobado ampliamente el método con ejes cuyos diámetros están comprendidos
Se continúa con la metodología utilizada para obtener los parámetros del injerto necesario en el rango
En base a la investigación y a la determinación de la validez del método, se ha generado el algoritmo
para determinar los tiempos de calentamiento e implementar inmediatamente el método.
Finalmente se presentan las conclusiones producto del desarrollo de las actividades de investigación en
este campo.
9

GENERALIDADES
En este capítulo se muestra un panorama de las turbo máquinas
ejemplificando con una bomba centrifuga horizontal así como la
recuperación de partes de ejes o árboles por los métodos de: metalizado,
encasquillado y aporte de soldadura en zonas de rodamiento. Se
menciona el Método de Injerto, así como un cuadro comparativo de los
métodos de recuperación.
10

1.1 Turbo máquinas.
En las turbo máquinas, denominadas también máquinas de corriente, los cambios de dirección y valor
absoluto de la velocidad del fluido juegan un papel esencial.
En las turbo máquinas el órgano transmisor de la energía (rodete) se mueve siempre con movimiento
rotativo.
Se subdividen en:
Para
Liquidos: Bombas Rotodinamicas
Generadoras
Turbo - Maquinas Para
Gases: Ventiladores, Compresores
Motoras:
Turbinas Hidraulicas
Generadoras: Absorben energía del fluido y restituyen energía mecánica.
Motoras: Absorben energía mecánica y restituyen energía al fluido.
Las bombas, los compresores y los ventiladores son aprovechados para aumentar la cantidad y
movimiento que pueden poseer un fluido. Además de que podrán dirigir el flujo de aquel de tal manera
que pueda ser conectado en el interior de una tubería, o bien generar un movimiento envolvente
alrededor de un cuerpo determinado. Las tres máquinas mencionadas son usadas en el trasiego de
fluidos y todas poseen el mínimo principio de acción, mismo que esta compuesto por tres elementos
esenciales a saber: un motor que transmite su potencia a un eje motriz, un rotor acoplado a dicho eje y
que es el que obliga al fluido a desplazarse y finalmente, una carcasa o estator que sirve para limitar y/o
dirigir el flujo del fluido en cuestión.
A su vez, el motor podrá ser eléctrico o podrá aprovechar parte o toda la potencia de un motor
alternativo ya sea de combustión interna o impulsado por vapor. También es factible que la fuerza
motriz provenga de una turbina, la que podrá ser movida por vapor o por los gases producto de la
combustión. Dicho vapor puede provenir de una caldera o bien de un reactor nuclear.
Los motores están compuestos por aspas que podrán tener un diseño alargado -alabes- o corto -paletassegún
la clase de fluido a manejar, el gasto requerido y la presión de trabajo necesaria. Es posible que
un solo rotor posea ambos tipos de aspas, o bien, que el diseño de estas posea características de ambos
alabes y paletas.
El número de aspas que integran el rotor está dado también en función del fluido, el gasto y la presión
mencionados.
El diseño del estator está basado en el diseño mismo del motor, y aunque carece de movimiento tiene
gran influencia en los cambios que experimenta el fluido en sus propiedades variables termodinámicas
P, V, T. La geometría involucrada en el diseño de ambos rotores y estatores está comprendida en la
matemática euclidiana, la cual, aunque carece de complejidad está fuera de los alcances del presente
trabajo.
11

El movimiento del rotor provoca dos tipos de movimiento en el gas que habrá de intervenir en el
funcionamiento del compresor. Por un lado, el desplazamiento del mismo provocará la succión de los
gases que se encuentran en el orificio de entrada al compresor lo que es posible gracias a que se
establece un diferencial negativo de presión. Aquí estamos considerando que el compresor en cuestión
se abastece de aire a presión atmosférica y que, para poder succionarlo deberá establecerse una cámara
de vacío parcial que viene a generar el diferencial de presión aludido.
Al mismo tiempo en algún otro lado, otra cámara del compresor de menores dimensiones que el
anterior estará expulsando una masa de gas igual a la aludida, pero cuya presión se ha incrementado en
su recorrido a través del compresor este es el otro movimiento expulsión de gas al que nos referimos.
Este incremento en la presión solo puede ser explicado mediante la deformación del vacío parcial que
se genera a la entrada del compresor, y que permitirá la entrada de una mueva cantidad de gas a
comprimir.
Las bombas son usadas en el trasiego de líquidos; los ventiladores se emplean en forma particular para
manejar los gases y los compresores, aunque por lo general solo son usados para comprimir gases -los
líquidos son prácticamente incomprensibles- podrán utilizarse para trasegar gases licuados.
La teoría del funcionamiento de estas máquinas tienen muchos puntos en común. Lo que es cierto para
unas, por lo general es cierto para las demás. Esto es son similares para compresores, bombas y
ventiladores. Para el caso de las bombas, aunque los líquidos casi no experimentan el fenómeno de la
compresión, sus rotores le comunican una cierta presión de descarga, misma que es comparable al
aumento de presión que sufren los gases en los compresores y ventiladores.
Otra diferencia notable estriba en el hecho que, los gases al ser comprimidos aumentan su temperatura
según las ecuaciones establecidas y los líquidos descargados a presión no evidencian sino muy
pequeños incrementos en su temperatura.
Algunos sistemas requieren del manejo de líquidos a altas presiones, habiendo algunas que incluso
logran incrementar la presión más allá de 2000 veces el equivalente de la presión atmosférica.
Naturalmente que estas bombas solo manejan gastos muy pequeñas. Y también es cierto que la mayoría
de las bombas de ese tipo hallan su aplicación en sistemas de uso discontinuo; esto es que no trabajan
muy seguido. Aquí podíamos incluir sistemas de llenado de recipientes a presión: los frenos
hidráulicos; como ejemplo de sistemas continuos podríamos citar a los empleados en la alimentación de
combustibles y reactivos en reactores químicos y quemadores a presión respectivamente.
Los ventiladores logran mover grandes volúmenes de aire, pero el incremento de presión que logran
comunicar a los gases es pequeño y en la mayoría de los casos no son usados para una función de
transporte de aquellos fluidos, ya que no se conectan a sistemas de tuberías. Son más bien
aprovechados para lograr una agitación en el seno de los gases; para homogeneizar su temperatura o su
composición.
Aquí también encontramos el sistema rotor estator; solo que este último (el estator) es muy simple y en
algunos casos hasta podemos eliminar su uso. La mayoría de los ventiladores constan de un simple
rotor o impulsor (casi siempre un sistema sencillo de aspas) que a veces incluye una pantalla para
dirigir los gases hacia talo cual punto determinado.
12

1.2 Partes de turbo máquinas.
Ejemplificamos con una bomba centrifuga horizontal como la mostrada en la Figura 1.1.
Nomenclatura de la bomba centrifuga horizontal
Figura 1.1. Bomba centrifuga horizontal.
13

El tamaño nominal de una bomba centrífuga se determina generalmente por el diámetro interior de la
brida de descarga. Sin embargo, esta designación muchas veces no es suficiente puesto que no
determina el gasto que puede proporcionar una bomba, ya que este dependerá de la velocidad de
rotación, así como del diámetro del impulsor.
Conforme a ello, suelen usarse designaciones tales como:
6 BCIA 10 4
Diámetro de
descarga
Alguna indicación
tal como bomba
centrífuga impulsor
abierto
14
Diámetro del
impulsor
Sentido de rotación. El sentido de rotación de una bomba centrífuga puede ser:
a) En el sentido de las manecillas del reloj.
b) En el sentido contrario a las manecillas del reloj.
1.3 Metalizado de ejes en zonas de rodamiento.
Número de polos del
motor que da una
idea de la velocidad
Consiste en depositar pequeñas partículas metálicas, en estado de semifusión, sobre la superficie a
metalizar, hasta conseguir un recubrimiento adherente. Estas partículas pasan a través de una fuente de
calor muy intensa y se proyectan a elevadas velocidades sobre la superficie de la pieza, donde forman
películas metálicas de pequeño espesor.
El metal de aportación en forma de polvo o de alambre, se hace pasar a través de una llama oxigas, que
lo funde en forma de gota. Un chorro de aire a presión actúa sobre estas gotas, dividiéndolas en
partículas muy pequeñas y proyectándolas sobre la superficie a metalizar, a la que llegan con
velocidades que pueden estimarse entre 100 Y 250 m/s, según sea el diseño de la pistola. La unión se
consigue por la energía calorífica desarrollada en el choque, que permite fundir tanto las pequeñas
partículas como la película de óxido formada durante el transporte en el interior del chorro de aire.
Esta técnica tiene una aplicación en la recuperación de superficies desgastadas de elementos de
máquinas, principalmente cuando no existan grandes exigencias en resistencia a la tracción y
porosidad. Es un proceso muy funcional para trabajos en los que el calentamiento de soldadura resulte
inadmisible y en la aplicación de algunos depósitos heterogéneos que serían imposibles por otras
técnicas. No presenta limitaciones en cuanto a tamaño de los objetos a metalizar, no requiere
precalentamiento ni postcalentamientos. Por último puesto que el calentamiento de la pieza es muy
débil, la deformación es mínima, o incluso nula, lo que permite una gran libertad de actuación a la hora
de aplicar esta técnica.

1.3.1 Técnicas de metalizado.
El éxito de la operación depende del grado de limpieza y rugosidad de la superficie a metalizar. Para
conseguir una buena adherencia es necesario eliminar óxidos, aceites, grasa, polvo y cualquier otra
suciedad. La rugosidad superficial permite disponer de una especie de anclajes mecánicos que también
contribuyen a una mejor adherencia de la película de metalizado. Normalmente, esta rugosidad suele
obtenerse mediante chorreado de las piezas con partículas abrasivas. Como abrasivo puede utilizarse el
chorro de arena, partículas metálicas, alúmina o carburo de silicio. La rugosidad de la superficie a
metalizar también puede conseguirse provocando una serie de muescas mediante mecanizado con una
herramienta cortante.
En algunos casos, una vez preparada la superficie a metalizar, se deposita sobre la misma una pequeña
película de molibdeno que tiene por objeto el mejorar la adherencia de las capas posteriores de
metalizado.
El recubrimiento que se consigue mediante metalizado suele ser bastante poroso. Esta característica
resulta interesante en los elementos de máquinas, pues los pequeños poros tienen aceite y mejoran la
lubricación. Por el contrario, la porosidad no es recomendable cuando las piezas deban soportar severos
ataques de ácidos u otras sustancias corrosivas.
Dentro de ciertos límites, la porosidad puede controlarse mediante la regulación de la llama, del chorro
de aire, no obstante una reducción drástica de la porosidad, suele provocar depósitos duros y frágiles y
muy oxidados, que pueden dar lugar a fallos en servicio.
La oxidación del metal de aportación se produce al fundirse por la acción de la llama y durante el
trayecto hasta la pieza. Normalmente, la oxidación producida durante la fusión suele ser muy pequeña,
salvo que la llama sea oxidante. Las principales causas de la oxidación son los sobrecalentamientos, el
empleo de llamas con exceso de oxígeno y la proyección a distancias muy grandes.
1.3.2 Pistolas de metalización.
La operación requiere el empleo de pistolas especiales de metalización, que suelen pesar entre 1.5 y 3
kg. y que utilizan materiales de aportación en forma de alambres de diferentes diámetros (hasta 5 mm.).
Normalmente, estas pistolas pueden proyectar entre 2 y 6 kg. de metal de aportación por cada hora de
trabajo. Cuando se trata de metalizar grandes superficies puede recurrirse al empleo de pistolas más
pesadas, de mayor aportación, montadas sobre dispositivos que permitan automatizar el proceso.
La pistola consta de dos partes fundamentales: la unidad de alimentación de alambre y el sistema de
suministro y control de los gases (ver Figura 1.2). La unidad de alimentación empuja el hilo,
automáticamente, hacia la boquilla de la pistola. El sistema para suministro de gases controla el caudal
de oxígeno, de gas combustible y de aire comprimido. La boquilla dispone de un orificio central por el
que alimenta el material de aportación. Rodeándolo, lleva una serie de pequeños conductos por los que
salen los gases para obtener la llama y el chorro de aire a gran velocidad.
15

El material de aportación, sale por la boquilla, se funde y se atomiza por la acción de llama y los
chorros de aire a presión. Las pequeñas partículas metálicas, procedentes de la fusión del hilo, son
arrastradas por la corriente de aire y proyectadas a gran velocidad, sobre la superficie de la pieza.
Normalmente suele utilizarse la llama oxiacetilénica, por su gran potencia calorífica y elevada
temperatura (superior a 3094°C). No obstante, cuando se trabaja con materiales de aportación de bajo
punto de fusión, también puede utilizarse él hidrógeno o el propano.
1.3.3 Técnicas de operatoria.
Figura.1.2 Pistola de metalizar.
Las operaciones de metalización deben realizarse en zonas bien ventiladas. Esto se debe a la gran
cantidad de humos y partículas metálicas que se desprenden, y que resultan extremamente nocivas para
la salud. Cuando no sea posible una ventilación adecuada, el operario debe llevar mascarilla o un
sistema de respiración efectivo.
La velocidad del hilo, cantidad de aportación, presión de oxígeno y de combustible, deben regularse de
acuerdo con las recomendaciones establecidas para el equipo a utilizar y teniendo en cuenta el tipo de
trabajo. La presión del aire suele ajustarse a unos 4 kg./cm2, un ligero aumento en la presión aire
permite obtener recubrimientos más lisos. Por el contrario, al reducir la presión se obtienen capas de
metalizado más bastas. Para mejorar el control de los gases es conveniente el empleo de caudalímetros.
16

La posición del extremo en fusión del hilo con relación al chorro de aire, debe ajustarse de forma que
se consiga una pulverización adecuada. La distancia correcta entre la boquilla y el extremo del hilo,
depende, en gran medida, de la naturaleza del metal de aportación. Una práctica recomendable es la de
iniciar el depósito aumentando la velocidad de alimentación hasta que el hilo se desprende en grandes
trozos; entonces, se va reduciendo progresivamente la velocidad del hilo hasta que se observa una
pulverización uniforme.
Es importante observar que el depósito debe de realizarse a base de capas de pequeño espesor (entre
0.05 y 0.15 mm. aproximadamente). Si se intenta depositar una capa gruesa en una sola pasada, la
superficie queda rugosa y muy irregular.
El movimiento de la pistola es similar al que se utiliza para pintar por proyección. Debe procurarse la
mayor uniformidad posible, manteniendo la boquilla a una distancia de la pieza que puede oscilar entre
100 y 250 mm. Aproximadamente. Si la distancia es muy corta, el recubrimiento queda con gran
cantidad de pequeñas grietas. Una distancia excesiva de lugar a depósitos blandos, esponjosos y con
unas características físicas muy bajas. También es importante la velocidad de desplazamiento de la
pistola. Cuando se trabaja con movimientos demasiados rápidos se obtienen depósitos con alto grado
de oxidación.
En la metalización de superficies planas, la pistola se mueve alternativamente adelante y atrás, con
vistas a conseguir un depósito uniforme. Hay que asegurarse de que la película cubra perfectamente
hasta ambos extremos de la superficie a metalizar. Una vez realizada la primera capa conviene girar la
pieza, o los movimientos de la pistola, de forma que al siguiente se deposite a 90° con la anterior. Esta
técnica se repite en los depósitos sucesivos hasta conseguir el espesor adecuado. Las piezas cilíndricas
suelen metalizarse sujetándolas en un torno y colocando la pistola sobre el carro.
1.3.4 Metalización por arco eléctrico.
Con esta técnica las partículas se depositan más calientes y fluidas que en la metalización con llama
oxiacetilénica. El calor necesario para fundir el hilo lo genera un arco eléctrico, en lugar de la llama.
Puesto que en el arco se alcanzan temperaturas mucho más altas que en la llama (3870°C), las
partículas de aportación, muy calientes, pueden ligarse más íntimamente con la pieza a metalizar.
Además, el arco permite conseguir recubrimientos con menor contenido en óxidos (ver Figura 1.3).
17

1.3.5 Metalización con soplete.
Figura.1.3 Equipo de metalización por arco eléctrico.
El soplete que se muestra en la figura 1.4 constituye un dispositivo adecuado para metalizar con un
pequeño recipiente, dispuesto sobre el cuerpo del soplete introduce el material de aportación en forma
de polvo, en la corriente gaseosa. La salida de polvo se controla mediante una palanca que se acciona
como se indica en la Figura 1.4, las partículas del material de aportación funden al llegar a la llama, que
las proyecta, sobre la superficie a metalizar. La llama se emplea para precalentar la pieza, para fundir el
polvo de aportación y para proyectarlo sobre la superficie.
Figura.1.4 Equipo de metalización por arco eléctrico.
18

1.4 Encasquillado de ejes en zonas de rodamiento.
Esta manera de recuperar partes de ejes o árboles de turbomaquinaria en las áreas de rodamiento viene
a cubrir un aspecto importante, cuando en daño o desgaste de las zonas de rodamientos en la flecha no
es posible recuperarla por soldadura, esto es, adicionando soldadura por cualquiera de los métodos
mencionados o conocidos.
Aún cuando presenta ventajas tienen sus limitaciones, entre las cuales, está que no se recomienda su
uso o aplicación en aquellas partes de flechas donde existen cuñeros y ranuras para candados que fijan
a los baleros o rodamientos (ver Figura 1.5).
1.4.1 Preparación de la zona dañada.
Figura.1.5 Área de rodamiento dañada.
Cuando ya es determinado el daño o desgaste que no puede recuperarse aportando o rellenando con
soldadura, se define preparar la parte para ser encasquillada (Figura 1.6). Esto consiste en desgastar
hasta tener una superficie uniforme maquinando un espesor aproximado de 3 mm a 6 mm al radio del
eje en la zona a recuperar.
Figura.1.6 Preparación del área dañada.
19

1.4.2 Preparación del casquillo.
Una vez habilitada la superficie, se dimensionan diámetro y longitud, se prepara el casquillo con
dimensiones adecuadas, de diámetro y espesor necesario. Algunas veces se realiza por interferencia por
lo cual es necesario dilatar el casquillo antes de montarlo (Figura 1.7).
Figura.1.7 Preparación del casquillo.
Después de montado aún cuando se realiza por interferencia para mayor seguridad y evitar que se
desprenda el casquillo cuando funcione el equipo es recomendable, puntear con soldadura la cara
frontal de la flecha o eje que se encasquilló ya sea colocando puntos de soldadura en un @ 90° o bien
soldando el perímetro frontal de contacto entre casquillo y eje, por lo cual será necesario habilitar con
un bisel en donde se deposite la soldadura (Figura 1.8).
Figura.1.8 Montaje del casquillo.
Es necesario tener presente que el material del casquillo será el mismo que el del eje o flecha
necesariamente para un mejor funcionamiento, así mismo la soldadura utilizada será compatible con
ambos, casquillo y árbol o eje.
20

1.4.3 Área recuperada.
Después de montar el casquillo en la parte a recuperar se procede a maquinar a las dimensiones
originales de trabajo que tenía el árbol o eje en la zona recuperada.
Cabe mencionar que se desgasta de 0.2 a 0.4 mm. al diámetro, esto es, que el casquillo de su diámetro
exterior se prepara a la dimensión final de funcionamiento evitándose con esto mayor pérdida de
tiempo en rehabilitación del árbol o eje.
Finalmente mencionaremos que existen algunas otras formas de encasquillar partes mecánicas o ejes
según las diversas máquinas existentes así como la necesidad de recuperación de las mismas.
1.5 Soldado de ejes en zonas de rodamiento.
El soldado de ejes consiste en depositar una capa metálica dura y resistente sobre las superficies y
bordes de piezas desgastadas. Se considera como uno de los métodos más económicos para la
reparación de herramientas, máquinas y equipos de construcción. Así esta técnica permite una fácil
recuperación de ejes, ruedas dentadas, herramientas cortantes (Figura.1.9).
1.5.1 Tipos de desgaste.
Figura.1.9 Pieza reparada por soldadura dura.
Las herramientas y los elementos de máquinas pueden experimentar, fundamentalmente tres tipos de
desgaste: por impacto, por abrasión y por corrosión. El de impacto se produce por arrancamiento de
partículas metálicas provocado por choques repetidos.
El desgaste por abrasión está asociado con acciones de rozamiento. La corrosión supone la destrucción
progresiva de las superficies de las piezas debido a la contaminación atmosférica, acciones químicas u
oxidación a temperaturas elevadas. El conocimiento de las causas y el tipo de desgaste tiene una gran
importancia a la hora de elegir la técnica de recargue y el material de aportación adecuado.
21

1.5.2 Propiedades de las partes a recuperar por soldadura.
Además de un tipo de desgaste resulta imprescindible el conocimiento de la composición y
características del material a recuperar.
A este respecto podemos clasificar los metales en dos grandes categorías. En uno de los grupos
incluyen aquellos metales cuyas características físicas no cambian significativamente, ni experimentan
agrietamientos, cuando se someten al calentamiento y enfriamiento inherentes a la operación de
soldadura. Pertenece a este grupo los aceros de bajo y medio contenido de carbono, los aceros
débilmente aleados y algunos aceros inoxidables. El segundo grupo comprende a los metales cuyas
características se modifican fundamentalmente como consecuencia del proceso térmico de la soldadura.
Normalmente estos metales han sido previamente endurecidos por un tratamiento térmico, y cualquier
calentamiento posterior puede reducir su dureza o provocar fisuraciones. Entre estos podemos incluir a
los aceros de elevado contenido en carbón, las funciones de una gran variedad de aceros aleados.
Puesto que no suele haber riesgos de fisuración ni de transformaciones estructurales de importancia, los
metales del primer grupo pueden soldarse sin necesidad de tomar precauciones especiales.
En los metales del segundo grupo hay que prestar mayor atención a la forma de calentamiento, a fin de
reducir los efectos perjudiciales de choque térmico. Esto puede conseguirse reduciendo la dureza inicial
mediante un recosido, o a base de precalentamientos graduales y uniformes, seguidos de
postcalentamientos y enfriamientos lentos.
En los aceros de un contenido medio en carbono, suelen ser suficiente un precalentamiento entre 150 y
260°C. Los aceros de elevado contenido en carbono y los aceros aleados resistentes al desgaste
requieren precalentamientos a temperaturas similares. Además, una vez realizada la soldadura es
necesario un calentamiento a temperaturas comprendidas entre 425 y 700°C, seguido de un
enfriamiento lento.
1.5.3 Soldadura dura.
Existe una gran variedad de materiales para la aportación de soldadura dura. Normalmente, tienen una
base de hierro, níquel, cobre o cobalto; con elementos de aleación como el carbón, cromo, vanadio,
titanio, etc.
Los elementos de aleación suelen formar carburos metálicos de gran dureza, que comunican esta
propiedad a la capa de soldadura. Por ejemplo, el cromo o el tungsteno, en combinación con altos
contenido de carbono, forman cristales de carburo más duro que el cuarzo. Los materiales de elevado
contenido en cromo presentan una gran resistencia de oxidación. El níquel, el cobalto y cromo son
particularmente efectivos cuando se pretende una capa de soldadura resistente a la corrosión.
Los metales de aportación para soldadura pueden ser martensíticos, perlíticos o austeníticos. Los
primeros son los más duros y resistentes, pero presentan una cierta fragilidad.
22

1.5.4 Materiales de aportación.
Los metales de aportación para soldaduras de tipo duro, suelen clasificarse en tres grandes grupos:
a) Gran resistencia a la abrasión
b) Moderada resistencia a la abrasión y buena resistencia al impacto C) Gran resistencia al impacto
y buena resistencia a la abrasión
Los de aportación se fabrican en formas de varilla, para soldadura con llama oxiacetilénica; electrodos
revestidos, para recarga por arco; y rollos de alambre revestidos, para soldadura por arco; y rollos de
alambre para soldadura automática o semiautomática. También se encuentra en forma de varilla tubular
conteniendo polvo metálico y ferroaleaciones y sustancias desoxidantes. Por último, hay materiales de
aportación en forma de polvos, que se aplican, en algunos casos, para el soldador por arco de carbón.
1.6 Injertado de ejes en zonas de rodamiento.
Este método de recuperación de ejes es la parte central del presente trabajo desarrollado con la
información obtenida experimentalmente en la reparación de equipos de proceso en la refinería
"Miguel Hidalgo" de PEMEX. Se tiene la relación de parámetros que intervienen en la aplicación del
mismo, los cuales ya fueron comprobados en equipos operativos. Se reitera, que todos los equipos en
los cuales es aplicado este método son bombas centrifugas, turbinas de vapor, compresores centrífugos
y en general todos aquellos equipos cuyos diámetros de ejes en zonas de rodamientos se encuentran en
el rango de 25-127mm (1-5"). Algunas partes de equipos que se recuperan con este método son los
siguientes: (Figura. 1.10 y Figura. 1.11).
Figura.1.10 Varios tipos de impulsores.
23

24
A. Impulsor.
B. Caja del Sello.
C. Caja de Rodamientos.
D. Placa Base.
Figura.1.11 Características de diseño para larga duración de la bomba.
1.7 Cuadro comparativo de métodos de recuperación de ejes en zonas de rodamiento.
METALIZADO
ENCASQUILLADO
VENTAJAS DESVENTAJAS INFRAESTRUCTURA
Tiempo mínimo.
Costo Mediano.
Cubre mayores
desgastes.
Tiempo Mediano.
Costo bajo.
desgaste.
Equipo especial.
Inversión inicial
elevada.
Personal
especializado.
No se utiliza en
zonas de cuñeros.
Preparación de
superficie.
No se recomienda
en zonas de
cuñeros.
No se recomienda
en zonas de ranuras
para candados.
Área específica.
Torno paralelo.
Equipo de
metalizado.
Material
preparado
especialmente.
Personal
especializado.
Torno paralelo.
Equipo de oxiacetileno.
Equipo de
soldadura
eléctrica.
Personal
adecuado.

APORTE DE
SOLDADURA
INJERTO
1.8 Referencias.
Cubre desgastes
masivos.
Costos bajos.
Tiempo mínimo.
Costo bajo.
Cubre daños
severos.
25
Tiempo elevado de
recuperación.
Deflexión en los
ejes al depositar
soldadura.
Sólo si no es
aplicado
correctamente.
Preparación de
superficie.
Torno paralelo.
Equipo de
soldadura
eléctrica.
Personal
adecuado.
Torno paralelo.
Equipo de
soldadura
eléctrica y oxiacetileno.
Personal
adecuado.
[1.1] Rosello Caria Francisco, Energía y máquinas térmicas, Limusa, 1a Edición, 1983.
[1.2] Gould Model 3640 PUMP, Catalogo, 1993.
[1.3] Henry Horwitz, Soldadura aplicada y práctica, Alfa-Omega, México, 1992 p.p. 429-470.
[1.4] Joseph W. Giachino, Técnicas y prácticas de la soldadura, Reverte, 1987 p.p. 319-331.

APLICACIONES DEL MÉTODO
En este capítulo se desarrolla el diseño del método de injerto,
indicando el procedimiento y criterios para su aplicación, así como un
análisis de resistencia de materiales, se presentan los datos de las
propiedades mecánicas obtenidas en los ensayos de laboratorio con el
material AISI 4140 utilizado en la fabricación de los ejes (arboles),
validando su aplicación.
26

2 Metodología.
En la solución o recuperación de ejes comprendidos en el rango de 25-127 mm (1-5") de diámetro se
utilizo la metodología plasmada en el presente capitulo, la cual consistió en:
a) Determinar los criterios generales para utilizar el método del injerto.
b) Definir el número de pasos o etapas necesarias para realizarlo.
c) Determinar los parámetros que intervinieron.
d) Realizar pruebas experimentales en el rango de diámetros indicados para obtener la mejor
relación existente entre los mismos.
e) Verificar numéricamente el aspecto de resistencia de materiales
f) Realizar ensayos de propiedades mecánicas en laboratorio.
g) Generar un programa de cómputo de manejo sencillo, que contenga la información
necesaria para agilizar el uso del método de injerto y que haga referencia a la transmisión de
calor por conducción en estado transitorio utilizada en la dilatación del eje o hembra
para el montaje por interferencia del injerto. (Este programa se encuentra en el Capitulo III).
2.1 Criterios generales para injertar.
Este método es aplicable cuando existan daños severos en las zonas de rodamientos de lado libre y/o
lado de cople de estos equipos (turbinas de vapor, bombas multipasos, compresores centrífugos). Tales
como fusión de los rodamientos con el eje, superficies dañadas al extraer el rodamiento (material
arrancado, desprendido), deflexión excesiva por calentamiento (mayor de 1 mm.), en ningún equipo está
garantizado que nunca tenga este tipo de daños por lo cual la aplicación de este método de
recuperación es factible en estos casos; con la ventaja de abatir tiempo y costo de recuperación, así
como minimizar pérdidas indirectas por el tiempo de paro de un equipo productivo.
Criterios:
1. Los materiales que se utilizan en la fabricación de los ejes o árboles principalmente aceros
hipoeutectoides como lo es el acero AISI 4140 (ver Gráfica 2.1).
2. En la construcción de turbomaquinaria se utilizan así como aceros al carbono, también
aceros aleados, aceros inoxidables y aceros especiales.
3. Siempre es recomendable injertar con interferencia máxima de 0.1 mm.
4. El injerto de la hembra - macho por manejo adecuado siempre será: el eje, la hembra y el
injerto el macho (como se muestra en la Figura 2.1).
5. Lo anterior minimiza el efecto de 'Viga Catiliver" que se presenta una vez realizado el
injerto.
6. La soldadura utilizada será compatible con el material del eje e injerto el cual deberá ser el mismo
material para ambos, AISI 4140.
7. El corte del eje o árbol será siempre después de montarse y centrarse en el torno adecuado, se
realizará con cuchilla de corte preferentemente.
27

8. Los maquinados tanto de hembra como de macho serán pulidos. (Figura 2.2).
9. El rango verificado de diámetro de ejes o árboles injertados es de 25-127 mm. En
diámetros mayores es necesario adicionar otras consideraciones como la forma y tiempo de
calentamiento para la dilatación adecuada.
10. Queda descartado el montaje hembra - macho por roscado, debido a los puntos de
concentración de esfuerzos generados, así mismo de ser una sección transversal sólida del
eje (árbol), se tendría una sección transversal hueca.
Figura.2.1 Injerto (montaje o ensamble).
Gráfica 2.1 Diagrama de equilibrio metal estable de la aleación Fe-Fe2C
28

2.2 Preparación.
El método consiste en 3 pasos o etapas:
Figura.2.2 Injerto (macho).
a) Determinación del área dañada, (zona de rodamiento) (Figura 2.3).
Figura.2.3 Eje o árbol (zona de rodamiento).
b) Corte del área dañada e injerto (Figuras 2.3 y 2.4).
Figura.2.4 Eje o árbol (zona dañada).
29

c) Maquinado del área reparada (Figura 2.5).
Como observamos la etapa importante que analizaremos es la b que incluye el corte del área dañada e
injerto de la misma.
2.3 Parámetros de diseño del injerto.
2.4 Diseño del injerto.
Área de contacto
Área transversal del árbol
2
D
AH
4
A dL
Figura.2.5 Maquinado del área reparada.
D: Diámetro exterior del árbol
Di: Diámetro exterior del injerto
L: Longitud del macho y/o profundidad de la hembra.
AH: Área transversal del árbol o eje.
AM: Área exterior del macho
D: Diámetro exterior del macho
dH: Diámetro exterior de la hembra.
AREA TRANSVERSAL DEL ARBOL 2.1
M AREA EXTERIOR DEL MACHO 2.2
30

Relacionando esta área se obtendrá la longitud del macho, igualando área de contacto.
2
D
4
dL
AH AM
NOS QUEDA
31
2
D
L 2.3
4d
Experimentalmente se obtiene que la relación más recomendable de diámetros de hembra y macho sea:
D/d= 2 2.4
En la Figura 2.6 se muestra la relación de diámetros D y d, de donde tenemos:
dMAX=D/2 2.5
2.4.1 Relación de parámetros.
Sustituyendo en (2.3):
L
MINIMA
2
D D
D 2
4
2
Figura.2.6 Relación de diámetros D, d.
2.6

Casos prácticos
Tabla2.1NuméricamentelamáximarelaciónD/d.
Tabla 2.2 Relaciones D/dMAX=3.
D
(mm)
d (mm) D/dMAX
L
(mm)
25 8.33 3 18.75
50 16.66 3 37.5
75 25 3 56.25
100 33.33 3 75
125 41.66 3 93.75
Como se denota, analizando los valores por facilidad del proceso, siempre debemos emplear la
(D/d)MAX para obtener Lmínima, abatiendo de esta forma el tiempo de reparación, puesto que para el
montaje por interferencia dilataremos un área menor.
Debido a la interferencia de 0.1 mm. En toda la gama de diámetros (D) de 25-127 mm., tenemos para
estandarizar:
DH=dhembra = d - 0.1 2.7
2.5 Resistencia de materiales.
Dilatación térmica:
( T T ) TL0.2 2.8
f
0
D
(mm.)
d (mm.) D/d
L
(mm.)
25 12.5 2 12.5
50 25 2 25
75 37.5 2 37.5
100 50 2 50
125 62.5 2 62.5
32

Para el acero:
a=12x10 -6 m / m °C
Con L=125 mm. De (2.8) tenemos:
Con L = 25 mm:
Esfuerzos térmicos:
Para acero E=2.1x10 6 Kg / cm 2 tenemos:
St 0.2
T 134C 6
L
12x10 125
St 0.2
T 667C 6
L
12x10 25
PL
TL
AE E
LET term ET L
D=125mm
D=25 mm
Esta T corresponde a la dilatación real (0.1 mm) para interferencia, puesto que se dilató el doble (0.2
mm) para realizar el montaje.
Así tenemos:
term = (12x10 -6 )(67)(2.1/106) = 1668 Kg/cm2
term = (12x10 -6 )(334)(2.1/106) = 8417 Kg/cm2
1688

Para máxima relación de (2.2), (2.5) y (2.6) tenemos:
D
Lminima
2
D
Dmax
2
Para D = 125mm
12.5
F 1668 66254kg
2
Para D = 125mm
2.5
F 1668 66073kg
2
ter
El rango de calentamiento según los diámetros de los árboles o ejes (25-125 mm) es de 134-667°C, lo
cual nos muestra con la referencia al diagrama (Fe-Fe3C) que estamos abajo de la línea de
transformación que es de 723°C. Las tensiones residuales generadas serán eliminadas con un tratamiento
térmico de revenido. Los esfuerzos generados por la interferencia se determinan analizando como
cilindro de pared gruesa, así con la máxima relación
Figura.2.7 Esfuerzos generados.
34
2
2

D/d=2, y las ecuaciones de Lamé (Figura 2.6) [2.5]
r t de un punto cualquiera a la distancia r del centro [2.5]
2 2 2
api bpo a b ( pi po)
r
2 2 2 2 2
b a ( b a
) r
2 2 2
api bpo a b ( pi po)
r
2 2 2 2 2
b a ( b a
) r
Caso particular donde la presión interior es Pi y la exterior es nula Po=0, la ecuaciones (2.9 y 2.10)
2 2
ap i b
r 1
2 2 2
b a a
2 2
ap i b
r 1
2 2 2
b a a
r t r,
su máximo aparece en la superficie del cilindro.
a b
a b
2 2
t max 2 2
pi Llamado K a la relación de b/a se puede escribir de la forma siguiente:
2
t max 2
k 1
k 1
pi El valor medio del esfuerzo circunferencial obtenido por el mismo método para cilindros de pared
delgada es:
( a)( pi) pi
t med
( ba) k1
Y la relación del valor máximo al valor medio de este esfuerzo tangencial:
2
r max k
t med k
1
1
35
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16

Como el esfuerzo cortante máximo es igual a la semidiferencia de los esfuerzos principales, deducidos
del circulo de Mohr [2.5], y como la falla de un material como el acero, al que nos estamos refiriendo,
se supone debido al esfuerzo cortante establecido por l teoría de esfuerzos cortantes máximos, este
valor es importante en el diseño del injerto. El valor máximo tiene un lugar en la superficie interior del
r r son máximos y de signo contrario, la que da para el valor:
2
( t)max ( )max r b
tmax pi
2 2
2 b a
Sustituyendo para la relación D/d=2 (máxima) los parámetros
En las expresiones:
2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17
Tenemos para el análisis:
2 2
d 4D
r pi 1 2 2
2
D d ( Dd)
2 2
d 4D
r pi 1 2 2
2
D d ( Dd)
2 2
D d
( t )max pi
2 2
D d
Sustituyendo k=2
2
(2) 1
5
( t )max ( pi) pi
2
(2) 1
3
pi
( t )med
pi
21 2
( t
)max (2) 1
5
pi
( )med (2) 1
3
t
d D
a ; b
2 2
ba ab d D
r a
2 2 4
b D
k 2
a d
36
2.17
2.18
2.19
2.20
2.21
2.22
2.23

2.6 Ensayos de laboratorio.
Los ensayos efectuados en el laboratorio de ensaye de materiales de la ESIME-AZCAPOTZALCO
fueron destructivos para determinar propiedades mecánicas, realizándose.
a) Ensayo de tensión normalizado por el ASTM-E8.
Probeta normal.
Probeta injertada.
Con la finalidad de obtener comparativamente los valores en probetas de material AISI 4140
b) Ensayo de torsión normalizado por el ASTM-E1.
Probeta normal
Probeta injertada
Debido a que el esfuerzo generado en los ejes (árboles) es de torsión se obtuvieron valores
comparativos en probetas de material AISI 4140.
2.6.1 Ensayo de tensión.
Datos de la prensa universal para ensayos de tensión
37
* Alfred J. Amsler y Cia. Schaffhausen/Suiza
184/395
* Capacidad de 500 - 5000 Kg.
* Tipo: eléctrica motorizada
* Dinamómetro de péndulo de masa y magnitud
variable.
Figura.2.8 Prensa universal para ensayos de tensión.

Procedimiento para ensayo de tensión
1. Seleccionar el material.
2. Maquinar las probetas.
3. Verificar que no tengan defectos superficiales como: golpes, enterraduras de herramienta,
oxidaciones, corrosiones, etc.
4. Medición de la probeta: medir longitudes, diámetros y espesores.
5. Cálculos previos, determinar la dureza Rockwell y la resistencia a la tensión.
6. Seleccionar mordazas.
7. Montaje del dispositivo en la prensa correspondiente al área de tensión.
8. Preparación de la máquina: colocar el péndulo en el orificio correspondiente a la escala
seleccionada.
9. Formar cámara hidráulica: cerrar válvula de descarga y abrir válvula de carga.
10. Montar la probeta en el dispositivo a tensión.
11. Verificar que la manecilla de carga este en cero.
12. Manualmente con el contrapeso adicional y tornillo de ajuste se deja en cero la manecilla negra.
13. Aplicar carga inicial en la probeta.
14. Montaje del instrumento de mediciones y deformaciones de la probeta.
15. Empezar el ensayo tomando los datos siguientes:
a) Numero de orden.
b) Carga (P) en kg.
c) Alargamiento o deformación en 0.01 mm.
d) Tiempo en min y seg.
e) Observaciones.
16. Después del ensayo se ejecutarán los siguientes datos:
a) Observaciones de fractura.
b) Mediciones de longitud calibrada y diámetro de la longitud calibrada para determinar él % de
elongación y % de estricción.
Figura.2.9 (A) Nomenclatura para probeta de tensión.
38

39
Ø Externo =9.6mm
Ø de prueba =6.35mm
Cabeceras = 30 mm
Figura.2.9 (B) Dimensiones para probeta de tensión.
Figura.2.10 Probeta normal antes del ensayo destructivo de tensión.
Figura.2.11 Probeta del ensayo destructivo de tensión montada en la prensa universal.

Figura.2.12 Probeta después del ensayo de tensión.
Tabla 2.3 Registro de datos de ensayo de tensión (normal)
Orden Carga (kg) Deformación
(0.01 mm)
Tiempo
(min.seg)
40
Incremento
P(kg)
Incremento de
la deformación
(0.01 mm)
Incremento del
tiempo (seg.)
Pinicial=100
1 200 0.45 0.15 100 0 0
2 400 0.8 0.36 200 0.35 21
3 600 0.93 1.0 200 0.13 64
4 800 1.1 1.39 200 0.17 39
5 1000 1.3 2.19 200 0.2 40
6 1200 1.48 2.49 200 0.18 30
7 1400 1.68 3.23 200 0.2 34
8 1600 1.85 3.65 200 0.17 32
9 1800 2.03 4.52 200 0.18 57
10 2000 2.13 5.17 200 0.1 25
11 2200 2.24 5.45 200 0.11 28
12 2400 2.40 6.21 200 0.16 36
13 2600 2.60 7.07 200 0.2 46
14 2800 2.70 7.50 200 0.1 43
15 3000 2.77 8.25 200 0.07 35
16 3200 2.88 9.09 200 0.11 44
17 3400 3.05 9045 200 0.17 36
18 3600 3.70 10.56 200 0.65 71
19 3700 5.29 11.39 200 1.59 103
P ruptura = 3300 kg

Porcentaje de estricción
a2 a0
%
ax100
0
3.1416x5.3 a2
4
a222.06mm 22.06 33.18
33.50%
33.18
2.6.2 Ensayo de tensión injertado.
Figura.2.13 Probeta injertada antes del ensayo destructivo de tensión.
Figura.2.14 Probeta del ensayo destructivo de tensión montada en la prensa universa.l
42

Orden Carga P inicial
100 Kg.
Figura.2.15 Probeta injertada después del ensayo de tensión.
Tabla 2.5 Ensayo de tensión en probeta injertada.
Deformación
(0.01 mm)
Tiempo Incremento
de "p"
43
Incremento de la
deformación
Incremento del
tiempo seg.
1 200 13 19 100 0 0
2 400 36 42 200 23 23
3 600 58 1.09 200 22 27
4 800 77 1.37 200 19 28
5 1000 93 2.13 200 16 36
6 1200 109 2.55 200 16 42
7 1400 120 3.59 200 11 1.04
8 1600 130 4.39 200 10 40
9 1800 142 5.04 200 12 25
10 2000 157 5.41 200 15 37
11 2200 174 6.22 200 17 41
12 2400 175 6.51 200 1 29
13 2600 183 7.18 200 8 27
14 2800 213 7.55 200 30 37
15 P max. 2800 213 8.02 200 0 7
P(ruptura)=2300 Kg

2.6.3 Ensayo de torsión.
Figura.2.16 Características de la máquina de torsión.
1. Bancada
2. Chuck o mandriles
3. Carro
4. Eje secundaria
5. Tambor graficador
6. Cremallera
7. Escala
8. Manecillas primaria y secundaria
9. Péndulo
10. Motor de 2 velocidades (alta y baja)
11. Volante regulador de velocidades
12. Tacómetro
13. Interruptor de la máquina
14. Dos contrapesos de mayor y menor espesor
15. Llaves de pivotes
16. Dados portamordazas
17. Mordazas para probetas cilíndricas
18. Mordazas probetas cilíndricas de 3 a 6 mm. de diámetro y de 6 a 9.5 mm y de 5 a 12.7 mm.
19. Un juego de mordazas para probeta plana de cero a 3 mm. de espesor
20. Dispositivo para tensión combinada con torsión
45

Procedimiento para un ensayo de torsión destructivo
1. Seleccionar el material
2. Verificar que no tenga defectos superficiales; como golpes, enterraduras de herramienta,
corrosiones, etc.
3. Determinar la dureza del material
4. Seleccionar las mordazas (cuneiformes de 6 a 9.5 mm de diámetro)
5. Montaje de la probeta en él cabezal móvil
6. Montaje de la escala en la carátula de la máquina
7. Colocar el péndulo en el orificio correspondiente a la escala seleccionada
8. Colocar el papel en el tambor graficador y el lápiz en el porta lápiz de la cremallera
9. Poner el otro extremo de la probeta en el cabezal fijo y ajustar aplicando un pequeño torque
10. Empezar el ensayo: encender la máquina aplicando la velocidad de torque con el volante
regulador de velocidades
11. Registrar los datos siguientes:
1. Torque
2. Esfuerzo cortante o tambor centesimal
3. Tiempo en minutos y segundos
4. Goniómetro
Figura.2.17 Probeta del ensayo destructivo de torsión.
Figura.2.18 Probeta normal antes del ensayo destructivo de torsión.
46

Figura.2.19 Probeta normal montada en la máquina de torsión.
Figura.2.20 Probeta normal después del ensayo de torsión.
Tabla 2.7 Registro de datos de ensayo de torsión (probeta normal).
N° de Orden Torque Tiempo Goniómetro Tacómetro aprox.
(0.01 vueltas)
1 350 2.5 0.03
2 450 3.2 0.04
3 600 4 0.05
4 1035 5min. 36s. 8 0.64
Datos de la probeta
L = 74 mm d = 7.4 mm
47

Figura.2.22 Probeta injertada montada en la máquina de torsión.
Figura.2.23 Datos del ensayo de torsión.
49

Material:aceroalcromomolibdeno
Tabla 2.8 Registro de datos de ensayo de torsión (probeta injertada).
N° Orden Torque Tiempo Goniómetro Tacómetro
1 20 3 0.6 0.5
2 40 14 0.8 0.5
3 60 34 0.9 1
4 80 55 1 1
5 100 1.7 1.4 2
6 120 1.19 1.6 2
7 140 1.32 2 2
8 160 1.47 2.2 2.5
9 180 2.02 2.5 3
10 200 2.11 2.7 3.5
11 220 2.22 3 3.5
12 240 2.33 3.2 4
13 260 2.44 3.4 5
14 280 2.59 3.8 6
15 300 3.17 4 7
16 310 3.35 4.3 9
Designación: AISI/SAE 4140
Alcance: esta norma cubre especificaciones del acero al cromo molibdeno este tipo de acero es usado para
la construcción de maquinaria.
Composición Química. Acero AISI 4140.
Propiedades Mecánicas:
Condición
Normalizado
(871 c)
Recocido
(816 c)
Carbono Manganeso Pmax Smax Silicio Molibdeno Cromo
% % % % % % %
0.38-0.43 0.75-1.00 0.035 0.040 0.15-0.35 0.15-0.25 0.80-1.10
Resistencia a la
tensión en
MPa.
(kg/mm 2 )
KSI
1018(104)
148
646(66)95
Límite de
cedencia
en MPa
(kg/mm 2 )
KSI
656(67)
95
411(42)
60
Alargamiento
en 50.8 mm
en%
50
Reducción
de área
en %
Dureza
Brinell
Maquinabilidad
promedio con recocido
vdecortemxmin.
17.7 46.8 302 33
25.7 56.9 197 67

2.7 Referencias.
[2.1] ANSI B 16.5"Steel Pipe Flanges" ASME, 1987P.P. 30
[2.2] Adrew Pitel/ Ferdinand L. Singer, Resistencia de Materiales, Harla, México, 4a. Edición 1994
p.p.30
[2.3] Harmer E. Davis/Troxel/Wiskocil, Ensaye inspección de los materiales de ingeniería, CECSA,
5ª impresión, 1976 pp173-178, 202-216
[2.4] Laboratorio de Ensaye de Materiales IPN ESIME Azcapotzalco 1998.
52

APLICACIONES ESPECÍFICAS Y ALGORITMO
Este capítulo contiene los criterios específicos, la preparación,
montaje, soldadura del injerto en el eje a recuperar así como la
verificación final del mismo, para su aplicación. Muestra el algoritmo
computacional para determinar el tiempo de calentamiento así como los
parámetros del injerto.
53

3.1 Turbo máquinas.
Como ya se mencionó en el capítulo anterior entre los criterios específicos debemos considerar:
1. Siempre es recomendable injertar con interferencia máxima de 0.1 mm.
2. El injerto hembra macho por manejo adecuado siempre será: El eje, la hembra y el injerto el
macho como se muestra en la F
se presenta una vez realizado el injerto.
3. La soldadura utilizada será compatible con el material del eje e injerto el cual deberá ser el
mismo material para ambos.
Figura.3.1 Injerto (macho).
4. El corte del eje o árbol será siempre, después de montarse y centrarse en el torno adecuado, se
realizara con cuchillas de corte preferentemente.
5. Los maquinados tanto de hembra (eje) como de macho (injerto) serán pulidos. (Figura
3.1)
6. Terminado el montaje del injerto, una vez soldado se recomienda una prueba de líquidos
penetrantes para descartar fracturas posibles.
7. Concluido el maquinado es necesario un relevado de esfuerzos internos mediante un tratamiento
térmico, viéndose el diagrama (2.1) que no rebasa la línea de 723°C donde ocurre la
transformación austenítica que es indeseable.
8. No es necesario ni balanceo estático y/o dinámico del elemento porque únicamente se le dieron
condiciones originales de utilización al mismo.
9. El rango verificado de diámetro de ejes o árboles injertados es de 25 127 mm. En diámetros
mayores es necesario adicionar otras condiciones.
10. Queda descartado el montaje hembra macho por roscado debido a los puntos de concentración
de esfuerzos generados, así mismo de ser una sección transversal sólida del árbol (eje), se
tendría una sección transversal hueca.
54

3.2 Preparación y montaje.
El procedimiento secuenciado contiene las siguientes etapas:
3.2.1 Primera etapa.
1. Se define utilizar el método de injerto para recuperar el eje o árbol productivo dañado.
2. Se ponen marcas de referencia de armado.
3. Se procede a desarmar y/o quitar la carcaza para extraer el elemento rotatorio armado.
4. Se desacopla el rotor.
5. Se desmontan todos los elementos que no forman parte del rotor como son: sensores, tomas de
presión, termopares, accesorios.
6. Colocar avisos de información necesaria de equipo en reparación, cubrir todas las medidas de
seguridad (Figura 3.2).
3.2.2 Segunda etapa.
Figura.3.2 Corte de un compresor axial multietapas.
1. Con los cuidados necesarios se extrae el rotor o elemento rotatorio y se traslada al torno donde
se va a recuperar el eje o árbol.
2.
elemento rota
facilitar el centrado y maquinados posteriores.
55

3. Se coloca la luneta fija lo más próxima a la zona donde se realizará el corte.
4. Se centra el elemento y se apoya en la luneta fija.
5. Se realizara el corte en la zona definida para realizar el injerto. (Figura 3.3)
Figura.3.3 Eje o árbol (zona dañada).
6. Se maquina en el eje el alojamiento (hembra) para el injerto según parámetros del capítulo II.
(Figura 3.4).
3.2.3 Tercera etapa.
Figura.3.4 Maquinado del injerto (macho).
1. Paralelamente se prepara el injerto en un torno adecuado que de la precisión de maquinado
requerida.
2. El injerto (macho) deberá tener los parámetros indicados necesarios (Figura 3.1).
56

3.2.4 Cuarta etapa.
1. Se prepara el equipo de oxiacetileno, así como el equipo de seguridad necesario para efectuar el
montaje por interferencia.
2. Se dilata la hembra (eje) con los parámetros de tiempo y temperatura determinados según las
dimensiones del propio eje a recuperar.
3. Se realizara el montaje. (Figura 3.5)
3.3 Unión por soldadura.
Figura.3.5 Montaje del macho.
Se realizara la soldadura de hembra macho con el material de aporte adecuado al material del eje
debiendo ser necesariamente compatibles.
Aquí se menciona un equipo de soldadura eléctrica mínimamente, pero esto no restringe el uso de
equipos más completos de soldaduras sean TIG, MIG, y/o Argón.
3.3.1 Previsiones de unión.
Es recomendable cuando se va a soldar el injerto hembra macho, colocar 2 indicadores a/c 180° para
cuando se llegue a este valor, se gira el eje 180° y se coloca otro cordón de soldadura y así
sucesivamente. (Figura 3.6)
57

Figura.3.6 Previsiones de unión.
La longitud del cordón sobre el perímetro de unión es según dimensiones del eje a recuperar.
3.3.2 Terminación.
Terminado el aporte de soldadura es recomendable cubrir con lana mineral y/o algún material adecuado
que evite un enfriamiento brusco y pudiera tener repercusiones posteriores en el material como lo es
templados innecesarios, crecimiento del grano e incluso posible fractura de la soldadura por algún
cambio metalográfico. Antes de maquinar es necesario realizar una prueba de líquidos penetrantes a la
soldadura para descartar posibles fracturas. Mínimamente se recomienda esta prueba sin descartar
pruebas no destructivas más completas como ultrasonidos y/o partículas magnéticas por mencionar
algunas.
3.4 Maquinado de la parte injertada.
Se realizará según la conformación original del eje con los acabados requeridos en laz zonas de
rodamientos, esto es con los planos originales del eje o árbol. Algunas veces será necesario relocalizar
el centrado del eje para compensar las deflexiones que pudieran ocurrir durante el injertado, razón por
la cual se debe montar en un torno paralelo de check con mordazas independientes (Figura 3.7).
Figura.3.7 Maquinado de la parte injertada.
58

3.5 Verificación final.
Se realizara conforme al plano original del eje debiendo cubrir necesariamente acabados de maquinado,
ajustes y tolerancias de montaje adecuadas.
3.6 Programa de cómputo.
Objetivos del programa.
1. Introduciendo únicamente el diámetro (D) en pulgadas del eje (árbol) a recuperar. Mostrará los
parámetros necesarios para realizar el injerto como son: [3.6]
L: Longitud y/o profundidad de la hembra (eje) en [pulgadas]
Lc: Longitud del calentamiento de la hembra (eje) en [pulgadas]
dH: Diámetro interior de la hembra en [pulgadas]
T: Temperatura de calentamiento para dilatar la hembra (eje) en [°F]
t: Tiempo de calentamiento en [seg.]
Bi: Modulo o número de Biot < 0.1 [adimensional]
Fo: Modulo o número de Fourier [adimensional]
D: Diámetro exterior del macho en [pulgadas]
Di: Diámetro exterior del injerto en [pulgadas]
2. Realizar un croquis tanto de la hembra (eje), como del injerto (macho) con las dimensiones
necesarias, dependiendo del diámetro (D) del eje a recuperar.
Los datos adicionales utilizados están referidos al Acero AISI 4140 que es el material más común
calentamiento está referida a un equipo de oxiacetileno que es utilizado para este tipo de
recuperaciones, así tenemos:
h: Coeficiente de transmisión de calor por convección = 4 2
BTU
HrFt F
6 pu lg
Coeficiente de dilatación térmica para el acero = 710 pu lg F
K: Coeficiente de transmisión de calor por conducción para el acero =13 BTU
HrFtF
2
Coeficiente de difusividad térmica para el acero = 0.17 ft
Hr
S: Área total de exposición al calentamiento para dilatación [pulg 2 ]
V: Volumen a calentar para dilatación [pulg 3 ]
59

Ecuaciones
Figura.3.8 Parámetros a evaluar.
A1: Área de calentamiento exterior [pulg 2 ]
A2: Área de calentamiento frontal [pulg 2 ]
A3: Área de calentamiento interior [pulg 2 ]
To: Temperatura ambiente [80 °F]
T: Temperatura de calentamiento necesaria para dilatar la hembra [°F]
Temperatura del medio de calentamiento equipo oxi- acetileno [2200 °F]
Dilatación necesaria [0.004 pulg]
D
L 0.5D 3.1
2
Lc L10% L 1.1L 0.55D 3.2
D
dH 0.5D 3.3
2
0.004 571.43
T
D D D
6
710
T TToT80 3.5
hV
Bi 0.00261D kS
3.6
60
3.4

4 2
BTU
h 13
HrFt F
BTU
k
HrFtF 2 2 2 2
V D dHLc0.785D dH0.55D 4
2 2
3
0.785D 0.5D 0.55D0.3238D
3.7
2
A1DLcD0.55D1.728D 2 2 2 2
A20.785D dH0.7850.75D 0.589D
2
A3dHLc0.5D0.55D0.864D 2
S AT A1 A2 A3 3.181D 3.8
Sustituyendo en 3.6
3
40.3238D 1
Bi 0.00261D
2
13 3.181D
12
t
2352.9t Hr
Fo
V D
S
2 2
2
ft
acero 0.17
Hr
3
V 0.3238D 1
0.0085D
2
S 3.181D 12
Sustituyendo en 3.9
0.17t 2352.9t
Fo 2 2
0.0085D
D
Hr Hr T T BiFo
e
To = 80°F
To T T T 22532.9
Ln BiFo 0.00261D
t 2 Hr
To T
D
T T 6.141
Ln
tHr
To T D
61
3.9

T 2200 T 2200
Ln Ln
80 2200
2120
t
D
D3600
seg
6.141 6.141
Di D0.125" 3.11
d dH0.002" 3.12
Lt LLongitud segun eje a recuperar
3.13
C F32 0.5555 3.14
Tabla 3.1 Parámetros obtenidos.
Eje ó Hembra Injerto ó Macho
Ecuación 3.1 3.2 3.3 3.5 3.6 3.10 3.9 3.11 3.12
D
Pulg.
L
Pulg.
Lc
Pulg.
dh
Pulg.
T
°F/°C
Bi
AdimX10
t Fo Di D Chaflán
-3
Seg/Hr Adim Pulg. Pulg. Pulg.
1 0.5 0.55 0.5 651.4 2.61 184/0.051 120 1.125 0.502
2 1 1.1 1 362.7 5.2 170/0.048 28 2.125 1.002
3 1.5 1.65 1.5 270.5 7.8 166/0.046 12 3.125 1.502
4 2 2.2 2 223.0 1.04 164/0.0145 6.7 5.125 2.502
5 2.5 2.75 2.5 194.3 1.31 162/0.045 4.2 5.125 2.502
Croquis
Figura.3.9 Árbol o eje (hembra).
62
3.10

Figura.3.10 Injerto (macho).
.
Figura.3.11 Programa con D = 1.
Figura.3.12 .
63

Figura.3.1.
.
64

Figura.3.15
Figura.3.16 Resultados del eje e .
65

Figura.3.17
Figura.3.18 .
66

Figura.3.19
Figura.3.20
67

Figura.3.21 .
Figura.3.22 .
68

Figura.3.23 Programa con
Figura.3.24
69

Figura.3.25
Figura.3.26
70

Figura.3.27
Figura.3.28
71

3.7 Referencias.
Figura.3.29
Figura.3.30
[3.6] B. V. Karlekar, R. M. Desmond, Transferencia de Calor, Edit. Interamericana, 2 a Edición, 1985
PP 171 - 223
72

COSTOS
El presente capítulo contiene un análisis objetivo de los tiempos
y costos generados por la solución de un problema industrial utilizando
la recuperación de ejes de turbom1aquinaria por el método de injerto
comparado con el montaje de un equipo completo.
73

4.1 Soluciones existentes.
Ejemplificando con un problema real de daño de una bomba centrifuga horizontal con área fusionada en
zonas de rodamientos en el eje, tenemos lo siguiente:
a) OBJETIVO OBLIGATORIO: Recuperación del eje o árbol en tiempo mínimo y bajo costo,
asimismo con el funcionamiento óptimo del equipo.
b) OBJETIVO PROYECTADO: Que el manejo, generación y aplicación de la información
lograda sea de fácil acceso y uso común en el futuro en la recuperación de ejes de
turbomaquinaria por el método de injerto.
Soluciones posibles (Ver tabla 4.1)
a) Cambio del eje completo.
b) Cambio del elemento rotatorio (ensamblado).
c) Cambio del equipo (turbomaquinaria) completo.
d) Equipo de repuesto en paralelo.
e) Recuperación de la parte dañada por el método de injerto.
Tabla 4.1 Evaluación comparativa de soluciones.
SOLUCIÓN COSTO TIEMPO VENTAJAS DESVENTAJAS
A Elevado Máximo Buenas Mediana
B Elevado Máximo Buenas Mediana
C Elevado Mediano Excelente Mínima
D Mediano Mínimo Buenas Mínima
E Mediano Mínimo Buenas Mínima
Evaluación del riesgo de las mejores dos soluciones, esto es, "D" y "E".
R=PxG
Donde:
R = Riesgo
P = Probabilidad
G = Gravedad
La mejor solución es el menor riesgo.
74

SOLUCIÓN (D)
Funcione
No funcione
Dañe la parte
SOLUCIÓN (E)
Funcione
No funcione
Dañe la parte
Figura.4.1 Bomba centrífuga horizontal.
P
0.9 0.1 0.1
P
0.9
0.05
0.1
75
G
0.10.9 0.6
G
0.1
0.9
0.3
R=(PxG)
0.09 0.09 0.06
0.24
R=(PxG)
0.09
0.045
0.03
Lo anterior nos muestra que el menor riesgo (0.165) es la mejor solución, esto es, la solución (E).
Para complementar los puntos
4.2 Tiempo comparativo de soluciones
4.3 Horas - Hombre utilizados
4.4 Resumen de costos
Procederemos a evaluar las dos mejores soluciones posibles de acuerdo a este estudio, que son:
Solución (D): Equipo de repuesto en paralelo.
Solución (E): Recuperación de la parte dañada por el método de injerto.
0.165

Análisis de precios unitarios
Solución (d): equipo de repuesto en paralelo
El paquete del sistema de bombeo de repuesto en paralelo debe estar constituido por:
1.- Bomba centrífuga horizontal accionada por motor eléctrico.
2.- Servicio: Bombeo de relevo del sistema de suministro de agua al generador de vapor (caldera).
3.- Condiciones de Operación:
Fluido :Agua
Temperatura :22 a 38°C
Densidad relativa :1.0 @ 22°C
Capacidad de bomba :9462.5L.P.M. (2500 GPM)
La presión de descarga, presión de succión, presión diferencial, carga dinámica total y NPSH
disponible, deberán ser calculados por la contratista para cumplir con las condiciones requeridas para
riesgo mayor en flujo y presión de agua de acuerdo a norma PEMEX 010.26.
Material de construcción: De acuerdo API -610.
Accionamiento: Motor eléctrico horizontal para bomba deberá cumplir con norma PEMEX No. 01.0.26
Capítulo"2" y NFPA 20.
Los instrumentos de control del motor y los dispositivos de protección deberán cumplir con los
solicitados por la norma PEMEX No. 01.0.26 Capítulo (2), sección 2.58 y 2.59.
Tablero de instrumentos: a) Gobernador de velocidad, b) Tacómetro, c) Manómetro para aceite de
lubricación, d) Indicador de temperatura del sistema de enfriamiento, f) Amperímetro.
La instrumentación mínima requerida por la bomba C.I.:
(SAP) Interruptor por alta presión
(SBP) Interruptor por baja presión
(PSV) Válvula de seguridad por presión
(IP) Indicador de presión.
Vigencia 2008/2018
76

Sum. e inst. de bomba para suministro de agua a generador de vapor tipo centrifuga horizontal,
accionada por motor eléctrico con capacidad de 9462.5 L P. M.(2500GPM) y debe cumplir con la
especificación NO. 1610 del anexo M B"
Materiales
PAQUETE
Bomba cent. 9462.5 LPM (2500GMP) Unidad Cantidad Precio Importe
Pza
1.0000 448,429.00 448,924.00
Cargo 448,924.00
Mano de obra Unidad Cantidad Salario Importe
Cabo de oficios - operario especialista HR 0.2500 41.88 10.47
Operario especialista HR 2.0000 33.23 66.46
Operario de 1 a
Ayudante de operario - cabo de 3
HR 2.0000 30.84 61.58
a
HR 4.0000 15.11 60.44
Obrero general - peón topografía HR 1.0000 9.63 9.63
Suma 208.68
Rendimiento 0.2000 Cargo 1,043.40
Maquinaria Unidad Cantidad Renta Importe
Camión plataforma c/ redilas 3 ton HR 0.1000 119.72 11.97
Grúa hidráulica s/neuma. 22ton diesel HR 0.2000 225.69 45.13
Multimetro analógico HR 1.0000 2.05 2.05
Megger motorizado HR 1.0000 20.19 20.19
Rendimiento 0.2000 Suma 79.34
Cargo 396.70
Materiales 99.7% Operarios 0.2% Equipo 1%
Indirectos 24.56%
Financiamiento 2.11%
Utilidad 6.60%
Vigencia Jul /97
Actualización Mar/08
77

Amortización en 5 años
110,609.42
11,836.54
37,805.46
Dólar $ = 7.0$
Dólar $ = 11.50$
Costo directo 450,364.10
$Suma 560,973.52
$Suma 572,810.06
$Suma 610,615.52
$87231.00 U.S.
$1003156.5 M.N.
003156.5 =$200631.3/Año
5
Solución (E): Recuperación de la parte dañada por el método de injerto. Diámetro del eje = 76mm
(3").
Actividad
1) Quitar líneas auxiliares y conexiones
2) Aflojar tapas de chumaceras y mover
3) Desacoplar
4) Quitar correa a sellos mecánicos
5) Aflojar espárragos de carcaza (tapa superior)
6) Desmontar carcaza (tapa)
7) Desmontar elemento (muerto)
8) Montar torno y centrar
9) Corte de parte dañada maquinaria (Hembra)
10) Habilitado de injerto
11)Montajedeinjerto
12) Soldadura de injerto
13) Maquinado de injerto
14) Montar elemento
15) Montar carcaza y apretar
16) Cortar elemento
17) Armar chumacera
18) Dar correa a sellos mecánicos
19) Conectar líneas auxiliares y conexiones
20) Alinear y acoplar
78
Tiempo (Hr) Personal
0.1 Op. 1 a
0.1 Op. Espt
0.1 Op. 1 a
0.05 Op. Espt
0.25 Op. Espt
0.1 Op. Espt
0.1 Op. Espt
0.1 Op. Espt
0.3 Op. Espt
0.4 Op. Espt
0.05 Op. Espt
0.4 Op. Espt
0.8 Op. Espt
0.1 Op. Espt
0.3 Op. Espt
0.1 Op. Espt
0.3 Op. Espt
0.05 Op. Espt
0.1 Op. 1 a
0.7 Op. Espt

Resumen de solución "E"
Mano de obra
Cabo de oficios espt.
Unidad
Hr
Cantidad
0.25
Salario
41.88
Importe
10.47
Op. Especialista Hr 4.2 33.23 139.56
Op. 1 a
Hr 0.3 30.84 9.25
Ayudante de operario Hr 4.5 15.11 68.00
Suma 227.28
Rendimiento 0.20 Cargo 1136.4
Maquinaria Unidad Cantidad Renta Importe
Camión plataforma c/redilas Hr .01 119.72 11.97
Grúa hidráulica s/neum. Hr 0.2 225.69 45.138
Operarios 80 % Equipo 20%
Suma 57.11
Rendimiento 0.20 Cargo 285.54
Costo directo 1421.94
Indirectos 24.56% 349.23 Suma 1771.17
Financiamiento 2.11% 373.71 Suma 2144.90
Utilidad 6.6% 415.65 Precio unitario 3560.50
Vigencia Jul / 97 Dólar $= 7 $ 508.64 U.S.
Actualización Mar / 08 Dólar $ = 11.50 $5849.36 M.N.
4.2 Tiempo comparativo de soluciones.
Solución (D) 5.25 Hrx 5 = 26.25 Hr
Solución (E) 4.75 Hrx5=23.75Hr
4.3 Horas Hombre utilizados.
Solución (D) 9.25 x 5 = 46.25 Hr
Solución (E) 9.25x5 = 46.25 Hr
79

4.4 Resumen de costos.
4.5 Referencias.
Solución (D) $1003156.5 M.N
Amortización 5 años $200631.3/AÑO
Solución (E) $5849.36
Amortización inmediata.
[4.1] Sánchez Silva Florencio "Detección y definición de problemas", (toma de decisiones y análisis de
riesgos). Notas de seminario Departamental II, 1997.
[4.1.3.D] Gould Model PUMP, Catalogo 1993.
80

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