FASE I DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO. Descripción del contexto Razón Social Metalúrgica Industrial y Naval S.A (MINSA) Naturaleza de la Organización MINSA., una sede principal que canaliza la administración y control, las sucursales operan como oficinas de venta y deposito. Atendiendo comercialmente todo el Territorio Nacional, a través de una flota de transporte propio y particulares. Comercializa una amplia gama de productos metálicos, entre los que se puede mencionar: Cabillas, perfiles, planchones, mallas, bobinas, pletinas, ángulos, rejillas, alambrón, láminas, tubos estructurales, de origen tanto nacional como importado. Sin duda con un equipo humano capacitado, lo cual permite llevar a los clientes el mejor servicio, partiendo de la cotización del producto que este requiera, hasta colocar el producto en sus instalaciones y obras del cliente. Visión: 1
Caracterización del acero A-36, para la fabricación de patas para taras-REMOLQUES de gandolas para la empresa MINSA S.A
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FASE I
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.
Descripción del contexto
Razón Social
Metalúrgica Industrial y Naval S.A (MINSA)
Naturaleza de la Organización
MINSA., una sede principal que canaliza la administración y control, las
sucursales operan como oficinas de venta y deposito. Atendiendo comercialmente todo
el Territorio Nacional, a través de una flota de transporte propio y particulares.
Comercializa una amplia gama de productos metálicos, entre los que se puede
Criterio de Prioridad (Puntuación) Coloque una puntuación entre 1-5 según el interés
que tenga en abordar el problema según cada uno de los criterios. El 1 representa mayor
interés y el 5 menor interés en abordarlo.
La empresa MINSA cuenta con un 25% de sus trabajadores, el cual un 5%de
dichos empleados trabajan en función de la fabricación de las patas para taras.
El material (Acero A-36) los mismos cuentan con una gran data del acero con el
cual fabrican.
Sus insumos son suficientes para abastecer la fabricación de patas para taras u
otras piezas.
La empresa no cuenta con los equipos necesarios para realizar la caracterización
Del material que ellos utilizan, siendo esta la principal necesidad que presenta la
misma.
Selección del problema o Necesidad.
En función de que el acero A-36 es el más utilizado para la fabricación de las
patas para taras y otras piezas, se plantea como principal necesidad realizar un estudio
que permita determinar las características físicas y químicas de este en la empresa
MINSA.
Alternativas de Solución.
1- Caracterizar las muestras de acero A-36 suministradas por la empresa MINSA a
través de la aplicación de ensayos mecánicos y físicos, llevados a cabo en los
laboratorios del IUTPC.
2- Comprar las patas de las taras a otra empresa.
3- Comprar equipos para determinar el comportamiento mecánico, físico y químico
de las aleaciones metálicas.
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Justificación e Impacto Social.
Razones que conllevan a realizar el proyecto.
Las razones por las cuales se realiza la investigación de este proyecto se basa a
las necesidades que se observaron en la empresa (MINSA), de la fabricación de las
patas de taras para gandolas, partiendo de allí a la contribución de realizar estudios al
tipo de Acero que utilizan y verificar si es el material apropiado a la hora de ellos
fabricar los diversos tipos de piezas.
El objetivo es incrementar la vida del servicio de las estructuras desde el buen uso del
acero.
Teórico - conocimiento.
En la metalurgia el acero es de gran importancia, ya que a través de la historia se
descubrió la técnica de fundir mineral y hierro para producir un metal y que en algunas
ocasiones y por error, los artesanos del hierro solían producir autentico acero, en lugar
de hierro forjado y fue allí cuando aprendieron a fabricar acero, calentando hierro
forjado y carbón vegetal en un recipiente de arcilla durante varios días, con lo que el
hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero.
Según James Croxon (1998) “El Acero es la denominación que comúnmente se
le da, en ingeniería metalúrgica, a una aleación de hierro con una cantidad de carbono
variable entre el 0,03% y el 1,76% en peso de su composición, dependiendo del grado”.
“Si la aleación posee una concentración de carbono mayor al 2,0% se producen
fundiciones que, en oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas
sino que deben ser moldeadas.”
Los conocimientos que se adquieren a través de la caracterización del acero A-
36 son de gran ventaja para su uso en el campo de la metalurgia, carrera en la cual
concentramos de estudios actualmente.
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Técnico- Ámbito de acción.
Desde la perspectiva técnica tiene como finalidad aportar información detallada
de las características del acero A-36 en sus diversos usos y una mejor calidad en los
procesos de fabricación, a fin de que la empresa considerar estos requisitos en la
fabricación de patas para taras de gandolas y permitir una un mejor uso.
Razón Legal.
NORMA COVENIN 299-89-Materiales Metálicos-Ensayo de Tracción.
Esta Norma Venezolana establece el método de Ensayo de Tracción para
materiales Metálicos.
Ensayo de Tracción: Es el Ensayo mediante el cual se obtiene información
básica sobre las propiedades mecánicas de los materiales metálicos.
NORMA COVENIN 439-78-Ensayo de Impacto para Materiales Metálicos.
NORMA COVENIN 1604:1997.9-Límites de peso de Carga Pesada.
Esta Norma Venezolana tiene por objeto establecer los límites máximos de peso
por eje simple y/o compuesto así como también los pesos máximos permisibles para
diferentes tipos de vehículos de carga.
En Venezuela para el dimensionamiento de un pavimento es necesario
determinar los efectos que las cargas de estos vehículos causarán sobre el pavimento,
por lo cual se debe conocer el número y tipo de vehículos que circularán por una vía, así
como la intensidad de la carga y la configuración del eje que la aplica.
El objeto de esta norma es presentar la determinación de los parámetros de
tránsito que se requieren para el diseño estructural de los pavimentos en carreteras y
autopistas interurbanas. En cualquier país los bienes de producción y consumo se
transportan básicamente por carretera.
La Norma COVENIN 614 actualizada en el año 1997 establece la siguiente
reglamentación en cuanto a cargas máximas:
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6.000 kg. En eje simple de 2 cauchos
13.000 kg. En eje simple de 4 cauchos
20.000 kg en dos ejes simples consecutivos de 4 cauchos cada uno
27.000 kg en tres ejes simples consecutivos de 4 cauchos cada uno.
Contexto Participante- Comunidad.
A través de la caracterización del acero A-36, se va a beneficiar la empresa, ya
que se puede mejorar la fabricación de las piezas evitando riesgos de fracturas y
deformaciones, así como también el traslado de materia prima al sector secundario y
mejorar los beneficios tanto para la empresa como para los trabajadores.
Se hizo un recorrido para observar el proceso de fabricación, las maquinarias
utilizadas, así como también la explicación por parte del Gerente encargado de la
empresa (MINSA), a través de croquis de la pieza, con las medidas adecuadas para su
mayor resistencia, de acuerdo a la magnitud de las cargas en toneladas que soportaría la
pieza a realizar.
Además de ser expuestas las propiedades del acero A-36 para el uso de dicha
fabricación.
Vinculación del Proyecto con el Plan de Desarrollo Económico, Líneas de
Investigación de los PNF y la Transversalidad.
Este proyecto está vinculado con la línea estratégica número cuatro: Modelo
Productivo Socialista, énfasis en el desarrollo tecnológico interno que posibilite la
autonomía relativa de las actividades productivas, con el fin de lograr trabajo con
significado, se busca la eliminación de la división social, de la estructura jerárquica y de
la disyuntiva entre la satisfacción de las necesidades humanas y la producción de
riqueza subordinada a la reproducción del capital. Tomando en cuenta estas líneas
generales del plan de desarrollo, podemos afirmar que sí existe espacio para la inversión
privada en Venezuela, tanto nacional como extranjera. La necesidad de desarrollar los
recursos naturales disponibles a través de su procesamiento industrial, para
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transformarlos en productos terminados, genera un espacio de oportunidades muy
amplio para las empresas privadas.
También está vinculado a las líneas de investigación de los PNF de Ingeniería de
los Materiales Industriales, especialidad en metalurgia, la cual apunta en su en segunda
línea temática lo siguiente: Caracterización de aleaciones ferrosas y no ferrosas.
Transversalidad del eje del Proyecto, socio Crítico y profesional.
Estético lúdico: A través de un trabajo en equipo realizar prácticas de laboratorio, se
espera desarrollar creativamente para dar a conocer resultados obtenidos.
Profesional: Identificar las característica del acero A-36 mediante diversos ensayos.
Socio económico: Permite optimar la economía de gastos de ejecución, de
mantenimiento y durabilidad antes de la fabricación de las estructuras.
Nos permite reducir los costos en transporte, materiales e insumos en exceso.
Población Beneficiada
1-. Empresa MINSA.
2-. Trabajadores de Empresa MINSA.
3-. Estudiantes del Instituto Universitario de Tecnología Puerto Cabello.
Objetivos del Proyecto.
Objetivo General.
Caracterizar el Acero A-36, material utilizado para la fabricación de patas para
taras de gandolas.
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Objetivos Específicos.
Determinar la composición química del Acero A-36. Verificar características micro estructural del Acero A-36 (Microestructura y Tamaño). Evaluar propiedades mecánicas del Acero A-36. (Dureza, Tracción, Impacto).
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FASE II
Cuadro Nro. 2 Objetivo General: Caracterizar el Acero A -36. Material utilizado para la fabricación de patas para taras de gandolas para la empresa MINSA S.A
Objetivos Actividades Metodología Fecha Lugar Recursos
Determinar la composición
química del acero A-36
-Preparar la muestra mediante papeles de esmeril, pasarla por
la pulidora y por último se ataca con Nital al 3% para
determinar su microestructura y tamaño de grano.
Normativas Según el Laboratorio.
17/02/2014al
18/02/2014
.Laboratorio de
Metalurgia Mecánica del
I.U.T.P.C
-10 Probetas.-Microscopio-Papel de esmeril de número creciente-Alumina-Nital al 3%
Verificar características micro
estructurales del Acero A-
36(Microestructura y Tamaño de
Grano)
Observar la muestra de Acero A-36 en el microscopio óptico.
Metalografía de aceros estructurales
ASTM A-3617/02/2014
al22/02/2014
Laboratorio de Metalurgia
Mecánica del I.U.T.P.C
-10 Probetas.-Pulidora.-Lijas.-Microscopio de Metalografía.
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Objetivos Actividades Metodología Fecha Lugar Recursos
Evaluar propiedades
mecánicas del Acero A-36
(Dureza, Tracción, Impacto).
Realizar Ensayo de Tracción, Dureza e
Impacto.-Norma Venezolana
Covenin 299-89. Ensayo de Tracción.
- Norma Covenin 439-78. Ensayo de
Impacto.
17/02/2014al
22/02/2014
Laboratorio de Metalurgia
Mecánica del I.U.T.P.C
-10 Probetas-Equipo Durómetro Rockwell-Máquina Universal de Ensayo de Tracción. Marca (Metrocom).-Equipo de Ensayo Charpy.
Fuentes: González Y, Padrino J., González J
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Cuadro Nro. 3 Cronograma de Actividades.
Semanas
Fuentes: González Y, Padrino J., González J (2014)
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Lapso
Actividades
17/02/2014al
18/02/2014
17/02/2014al
22/02/2014
22/02/2014al
28/02/2014
Determinar la composición química del acero A-36-
Verificar características micro estructurales del Acero A-
36(Microestructura y Tamaño de Grano)
Evaluar propiedades mecánicas del Acero A-36 (Dureza, Tracción,
Impacto).
FASE III
EJECUCIÓN DEL PROYECTO
Desarrollo de las Actividades:
Para optar por el Acero A-36, se elaboró una carta dirigida a la empresa
MINSA S.A, Exponiendo la necesidad de dicho acero el cual es un requisito
indispensable para la ejecución de nuestro proyecto de grado.
En efecto nos dirigimos a la Empresa haciendo entrega directamente de la
carta de solicitud al Ingeniero Fabio Noli, dueño y encargado de la dirección y
producción de dicha empresa, certificando su apoyo y colaboración otorgando el
material solicitado: La cual fueron 2 láminas de Acero A-36, 1 Lámina de 50X50
cm con 5mm de espesor para el corte se utilizó una cizalla industrial, (Ver anexo 3
y 4) y 1 lámina de 40X40 cm con 10 mm de espesor.
Elaborar las Probetas de Ensayo de Tracción e Impacto.
Para la elaboración de las probetas, se realizaron consultas bibliográficas y
NORMAS COVENIN 299-89-Materiales Metálicos- Ensayo de Tracción,
NORMAS COVENIN 439-78-Materiales Metálicos-Ensayo de Impacto, para el
tamaño, forma y dimensiones tanto de las probetas de ensayo, metalografía,
dureza, tracción e impacto.
Ensayo de Impacto.
Para las probetas de impacto se solicitó al Departamento de Materiales el
apoyo por parte del Departamento de Mecánica donde se redactó una carta
solicitando su colaboración en cuanto al corte y preparación de las probetas de
Impacto, ya que en dicho departamento cuentan con los instrumentos mecánicos:
torno, fresadoras y otros utensilios de mecanizados, manipulados por especialistas
en el área de fabricación.
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Para las probetas de impacto se basó en utilizar ensayo tipo Charpy de
sección cuadrada y la entalla en V en el centro como lo indica la Norma
COVENIN 439-78 (Ver anexo5)
Fuentes: NORMA COVENIN 439-78
Probetas de Tracción.
En cuanto a las probetas de Tracción nos dirigimos al Departamento de
Materiales quien realizo una carta dirigida al Ciudadano: C.A. Edgar Parra Duque.
Director de la Unidad Naval Coordinadora de los Servicios de Carenado de la
Armada (UCOCAR) con la finalidad de solicitar toda la colaboración posible en
cuanto a realizar 10 probetas para ensayos de Tracción, con dimensiones
especificas según la Norma COVENIN 299-89 ya que es el método que se utiliza
en materiales metálicos. De acuerdo a las Normas las probetas pueden ser
cilíndricas o planas, usualmente tienen una parte recta llamada longitud de la
sección reducida, una forma de longitud de agarre y una zona curva llamada radio
de curvatura. (Ver anexo 6).
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Fuentes: NORMA COVENIN 299-89
Tabla Nro.1 Cantidad de Probetas fabricadas de Impacto y Tracción.
Tipos de Ensayos
Normalizado Normalizado Normalizado Total
Metalografía 1 1Dureza 1 1Análisis Químico
1 1
Impacto 2 2 2 6Tracción 2 2 2 6
15Fuentes: González Y, Padrino J, González J. (2014)
Para el estudio de Metalografía y análisis micro estructural de la muestra de Acero A-36
La metalografía es una herramienta muy utilizada en ciencia de los
materiales que permite estudiar y caracterizar diferentes materiales con ayuda de
distintas técnicas realizadas en laboratorio que se inicia desde la preparación de la
muestra con procesos de desbaste y pulido hasta la realización de un ataque
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químico para revelar y observar con un microscopio los micro constituyentes del
material que posteriormente servirán para un análisis e interpretación de los
mismos
Muestra a utilizar
Para la preparación metalográfica se tomó una de las probetas de impacto,
la cual fueron elaboradas en el taller de Mecánica del Instituto Universitario de
Tecnología de Puerto Cabello. (Ver Anexo 7)
Desbaste y Pulido
Se procedió a la preparación metalográfica, la cual consiste en obtener una
superficie plana y semi-pulida, mediante el empleo de papeles de esmeril de
granulometría de finura del grano creciente. Utilizando lijas de 80,120, para el
desbaste grueso, 240,320 para el desbaste intermedio y 400,600 para el desbaste
fino.
Al terminar con el pulido grueso y fino sobre provistos de paños. El pulido
grueso se realizó en un paño de lona, utilizando como abrasivo Alúmina de 1.0
Micra y para pulidos finos con un paño de terciopelo, utilizando como abrasivo
Alúmina de 0.05 Micra. Ambas etapas se realizaron utilizando equipos del
Instituto Universitario de Tecnología de Puerto Cabello (Ver Anexo 8)
Seguidamente se procedió a realizar el ataque químico donde se utilizó Nital al
3%, para el Acero estructural A-36, posteriormente se observó con un
microscopio metalúrgico, para determinar su micro estructura. (Ver Anexo 9 y