Hypertherm Gouging and Pipeline 2014

Copyright 2011, Hypertherm, Inc.

Ranurado y Corte de Tubera con Plasma.

Francisco MurciaGeographical Sales Manager.


Introduccin


Ranurado para Aplicaciones Industriales

el Ranurado trmico fue desarrollado principalmentepara la eliminacin de metal del lado inverso de lasuniones soldadas, la eliminacin de puntos de soldadura,soldaduras temporales, y las imperfecciones desoldadura.

Las aplicaciones se han ampliado para:

reparacin y mantenimiento de estructuras (es decir,puentes, equipos de movimiento de tierras,maquinaria para la minera, etc)eliminacin de grietas e imperfecciones (es decir,agujeros de soplado y trampas de arena en ambaspiezas de forja y fundicin de metales ferrosos y noferrosos)preparacin de la placa de bordes para la soldadurala eliminacin de los excedentes de metal (es decir,los cojines elevadores y aletas en fundicin, perfilesde exceso de cordn de soldadura, etc)

Figura 1: Aplicaciones de Ranurado realizadas en uniones de soldadura por arco

Figura 2: Eliminacion de imperfecciones en la preparacion para la reparacion de Soldadura.


Perfiles de Ranurado

A menudo las operaciones de ranurado se hacen para remover cordones desoldadura entre piezas de trabajo. Hay ocho tipos de soldaduras de ranura..

2) V-and double V-groove welds 3) Bevel- and double bevel-groove welds

5) J- and double J-groove welds 6 ) Flare-bevel

7) Flare-v-groove 8) Scarf

1) Square and double square-groove welds

4) U- and double U-groove


Perfiles

Los perfiles para la construccin de soldadura estn determinadas por cdigos especificaciones documentos del contrato

En operaciones de ranurado para la preparacin de la soldadura la profundidad y la anchura de la ranura depende de cosas tales como; espesor del metal tipo de metal proceso de soldadura cepa que va a ser lugar en la unin soldada

El perfil de ranura preferido es un tercio de profundidad, dos tercios de ancho. Esto evita que el gas se quede atrapado y la porosidad se forme en la aplicacin de la soldadura.

Spec. example: Back-gouged double-sided CJP weld


Procesos de Ranurado

Operaciones de Ranurado se puedenllevar a cabo utilizando los siguientesprocesos trmicos:

llama de gas oxicorte arco metlico manual (MAG) arco de carbono del aire (CAG) arco de plasma.

Procesos no trmicos son: Esmerilado routers Fresadoras


Ranurado con Arco Aire (Air Carbon Arc Gouging)

Proceso

Un arco elctrico es generado entre lapunta de un electrodo de carbono y lapieza de trabajo. El metal se funde y unchorro de aire a alta velocidad fluyehacia abajo del electrodo paraaexpulsar el metal, dejando un surcolimpio.

El Dimetro del electrodo seselecciona de acuerdo a laprofundidad y el ancho de la renura


Video de Aplicacin de Arco Aire

Mayor contaminacin del rea de trabajo.

Menos productividad. Mayor costo

operativo. Proceso mas

demandante para el operario.

Alta generacin de humos, calor e irradiacin.

Mayor generacion de ruido( mas de 100db)


Comparacin proceso Arco Aire Vrs Plasma

Local Carbon Gauging 1500A (13D rod) MAXPRO200

RanuradoAncho/profundidad

W15~17mm / D9~10mm W10~15mm / D 8mm capacidad suficiente

Velocidad de trabajo144m/ dia(8hrs) 333m/ dia(8hrs)

2X mas rpido

Nivel de Ruido/ Humos

116Db / Alta 96Db(17% menor) / Poco (60% menor)

Procesos adicionalesCepillado/ esmerilado

NA40% mas econmico por que no

requiere esmerilado.

Ciclo de Trabajo 80% 100%

Facilidad de operacion

Dificil de operar Muy fcil de operar.


Video operacin de Ranurado con plasma Maxpro200


Ranurado con Plasma

La profundidad de la ranura es controlada por el amperaje y el ngulo de ataque.

El ancho de la ranura es controlado por la distancia entre la pieza y la antorcha.

Fcil remocin de la escoria. Se puede realizar en operaciones

manuales y mecanizadas. Tablas de ranurado existentes que

facilitan la operacin.


Video Ranurado con Plasma Mecanizado


Tablas de Ranurado

Pioneros en desarrollar una tabla de ranurado en la industria Plasma

Tasa de remocin de metal hasta de 22 kg por hora

Alargamiento del arco hasta 89 mm (3,5 pulg.)

Perfil de la ranura: 0,17-0,31 pulg. P x

0,24-0,39 pulg. A 4,3-7,9 mm P x 6,1-9,9 mm

A Altura de transferencia de

cerca de 25 mm (1 pulg.)

ngulo antorcha

Separacin(pulg.)

Velocidad (pulg/min)

Profundidad (pulg.)

Ancho(pulg.)

Relacin ancho/

profundidad

30

0,025

20 0,31 0,33 1,06

30 0,26 0,30 1,16

40 0,22 0,26 1,21

50 0,17 0,24 1,38

0,040

20 0,30 0,39 1,30

30 0,24 0,34 1,43

40 0,19 0,29 1,50

50 0,17 0,28 1,66


Thermal process: Carbon Arc Gouging

Operating data

Electrode diameter Current ANote: DC electrode

Gouging dimensions Carbon electrode

consumed (mm/min)

Gouging speed

(mm/min)Depth Width

Manual

6.4mm0.251 275

6-7mm0.236-0.275

9-10mm0.354-0.393

120mm4.724

609mm24

8.0mm0.314 350

7-8mm0.275- 0.314

10-11mm0.393- 0.433

114mm4.488

711mm28

9.5mm0.374 425

9-10mm0.354-0.393

12-13mm0.472- 0.511

100mm3.937

660mm26

13.0mm0.511 550

12-13mm0.472- 0.511

18-19mm0.708-0.748

76mm2.992

508mm20

Automatic

8.0mm0.314 300-400

2-9mm0.078- 0.354

3-8mm0.118- 0.314

100mm3.937

1650-840mm65-33

9.5mm0.374 500

3-12mm0.118- 0.472

3-10mm0.118- 0.393

142mm5.590

1650-635mm65-25

13.0mm0.511 850

3-15mm0.118- 0.590

3-13mm0.118- 0.511

82mm3.228

1830-610mm72-24

16.0mm0.629 1250

3-19mm0.118- 0.748

3-16mm0.118- 0.629

63mm2.480

1830-710mm72-28


Ranurado Plasma vs. Arco Aire

Process

Model or Rod Diameter

Amps Gouge Depth Gouge WidthMetal Removal

Ratelbs.(kg) /hr.

PAG

Powermax45 45 .13" (3.3 mm) .22" (5.5 mm) 6.2 lbs (2.8 kg)Powermax65 65 .14" (3.5 mm) .26" (6.6 mm) 10.7 lbs (4.8 kg)Powermax85 85 .23" (5.8 mm) .28" (7.1 mm) 19.5 lbs (8.8 kg)Powermax105 105 .25" (6.4 mm) .29" (7.4 mm) 21.7 lbs (9.8 kg)MAXPRO200 200 .18 (4.4 mm) .42 (10.7 mm) 41.2 lbs. (18.7 kg)

CAG

6.4 mm, 0.251,

275.27 (7 mm) .39 (10 mm)

8.0 mm, 0.314 , 5/16

350.31 (8 mm) .43 (11 mm)

9.5 mm, 0.374, 3/8

425.39 (10 mm) .51 (13 mm)

13.0 mm, 0.511,

550.51 (13 mm) .75 (19 mm)


Caso de xito Ingenios Azucareros:

Proceso SMAW Proceso PAC Soldador de Electrodo

DC 600 Porta electrodo 300 Amp.

Cortador Plasma HYPERTHERM POWERMAX 125

Antorcha Manual 15 Antorcha Manual 90

EQUIPOS UTILIZADOS


DATOS PROCESO SMAW ELECTRODO PARA CORTE

Electrodo utilizado chamfertrode dimetro 5/32 (4 mm)

Amperaje entre 300 370 Amp.

Unidades de electrodo por Kg 17 und.


DATOS DE LA MASA A TRABAJAR

C:\Users\agustinamedina\Desktop\Movil cuatro documentos\Charlas de Capacitacion 2011\limpieza electrodo 1f.3gp

1.2cm

1 cm

Forma del diente

Diamtero Masa 116.84 cm

Perimetro 367.1 cm

Numero de dientes 51 und

Material a remover x diente 1.73 kg

Total a remover 88.23 kg


DIENTES A RANURAR


Contaminacin producida proceso SMAW vrs Plasma

La produccin de vapores y humos metlicos atenta contra la salud de operadores y medio ambiente

SMAW PLASMA


Comparacin costos en consumiblesREMOCIN DE MATERIAL

SISTEMA RANURADO PLASMA 12.52 KG/HORA 7.05 HORAS

SISTEMA SMAW 1.5 KG./HORA 56 HORAS

COSTO CONSUMIBLES SMAW

EN 75 CM 4 ELECTRODOS

EN 367.1 CM 19.6 ELECTRODOS

EN 51 DIENTES 999.6 ELECTRODOS

UN KG - 17 ELECTRODOS 58.8 KG

PRECIO POR KG $ 6,oo USD

TOTAL COSTO $ 352,oo USD

COSTO CONSUMIBLES PLASMA RANURADO

ELECTRODO PLASMA $ 15,oo USDPUNTA DE CONTACTO $ 13,oo USDESCUDO $ 30,oo USDDURACIN CONSUMIBLES HORA 2.5 HORAS

EN 7 HORAS CONSUME 3 KITS

PRECIO POR KIT CONSUMIBLES $ 58,oo USD


El Ranurado conplasma reduce enun 87% el tiempode reparacin yen un 51% elcosto de losconsumibles


Comparacin Costos Mano de Obra

VALOR HORA OPERARIOSALARIO $ 500,oo USDPARA FISCALES $ 230,oo USDTOTAL COSTO $ 730,oo USDCOSTO POR HORA $ 4,5 USD

COSTO MANO DE OBRA SMAW

HORAS DE TRABAJO 56 HORASCOSTO DE OPERARIO HORA $ 4,5 USD


COSTO MANO DE OBRA PLASMA

HORAS DE TRABAJO 15 HORASCOSTO DE OPERARIO HORA $ 4,5 USD

TOTAL COSTO $ 67,5 USD

El Ranurado con plasma reduce en un 73% el costo de mano de obra


RECUPERACION DE LA INVERSION

VARIABLE SMAW DC 600 PLASMA POWERMAX 125CONSUMO ENERGTICO $ 375,oo $55,ooCOSTO CONSUMIBLES $ 352,oo $ 174,ooCOSTO MANO DE OBRA $ 252 $ 67,5

COSTO POR MASA $ 979,oo $ 296,5

AHORRO SISTEMA PLASMA $ 683,oo


- 85%- 51% - 73%

ANLISIS DE COSTOS SMAW VRS PLASMA


Comparison summary

Points of Difference Points ofParity

Points ofContention

(customer doesnt agree with us)

HT Advantages Air Carbon Arc Competitor Advantages

Can be used on all metals Lower noise levels (limited test data available) Lower Smoke/fume emissions (anecdotal; no

test data) No carburized deposits: a) does not

negatively influence the properties of subsequent welds or repairs, b) does not increase corrosion.

Better gouge quality on aluminum & S.S. -CAG leaves more higher carbon deposits than on M.S.

Dampness does not impact gouging consumables unlike carbon arc gouging rods.

Easier clean up because we use lower air pressure therefore the sparks dont fly as far

Generally higher metal removal rates per hour

Typically a lower purchase cost (~$280) as most operators currently have a welder which can be used as the power supply

Ability to get into tight locations for weld or crack removal with rod and torch head rotation

Consumables replacement cost are less Groove profile is perceived as being better

for back gouging. Modest skill level required as the process is

simple Different rod type for various applications

Both require significant personal protection and environmental control to maintain acceptable exposure levels

Both can be used in hand or mechanized use

Less grinding

Gouging speed


Noise comparison

A 3rd-party study from 2001 tested various types of gouging processes. The Powermax1000 was shown to generate nearly 15 dB less noise than 3/8 carbon arc gouging.

MSHA sponsored noise study - 2001

Product/Method Parameters LAVG 2 (PEL) dBAElectra Rod3/16 inch dia, 375 amps

87

Hypertherm-Plasma80 amps, 55 psi air pressure

94

Magnum Rod.3/4 inch rod, 60 psi air

85

Cronatron3/16 inch rod, 420 amps

86

Certanium1/4 inch, 440 amps

87

Petrogen20 psi gas, 60psi oxygen

93

Arc Air3/8 inch rod, 600 amps, 120 psi air

109


Uses

Drill bit and rod repair


Corte de Tubera con Plasma (Introduccin)


Corte de Tubera con Plasma:

Los sistemas de plasma mecanizados deHypertherm se usan en las fbricas detubos de todo el mundo. Y los sistemas deplasma manuales de Hypertherm se usancada da ms para trabajos de corte yranurado en obras de tendido de tuberas,donde su rapidez, seguridad y precisinson ms valorizados que los mtodostradicionales con electrodos de carbn yrectificacin. El plasma es eficaz tambinen el biselado y contra biselado detransiciones y puede usarse con una seriede herramientas manuales o automticaspara el biselado de tubos.


Corte y Biselado en un solo proceso


Corte Tubera (video)


GRACIAS!

Hypertherm Gouging and Pipeline 2014

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