ANALISIS ESTADISTICO DE SOLDADURA APLICADA EN EL PROYECTO: INGENIERIA, PROCURA, FABRICACION, CARGA, AMARRE, ASISTENCIA TECNICA DURANTE LA

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1 ANALISIS ESTADISTICO DE SOLDADURA APLICADA EN EL PROYECTO: INGENIERIA, PROCURA, FABRICACION, CARGA, AMARRE, ASISTENCIA TECNICA DURANTE LA INSTALACION, PRUEBAS Y ARRANQUE DE UNA PLATAFORMA DE PRODUCCION PB-KU-H, EN EL CAMPO KUH-MALOOB-ZAAP, SONDA DE CAMPECHE, GOLFO DE MEXICO.

2 Introducción Al igual que la industria, la soldadura se ha ido modernizando con el paso del tiempo, desde finales del siglo XIX en que se uso por primera vez la soldadura por arco eléctrico, hasta nuestros días en que existen procesos completamente automatizados. En esencia los principios básicos siguen siendo los mismos y a pesar de los avances tecnológicos la soldadura sigue siendo susceptible a fallas, por tal motivo, la presencia de un inspector de soldadura se convierte en una necesidad preponderante. Es común encontrar inspectores de soldadura en muchas industrias entre las que se incluye: la construcción de edificios, puentes y tanques de almacenamiento; la de producción de energía que incluye calderas, recipientes a presión, líneas de tubería y equipo de distribución: la industria petroquímica que utiliza mucha soldadura en las instalaciones y equipos para sus procesos; la industria de transportación y la industria de instalaciones marinas entre otras.

3 Dentro del contenido de este proyecto se presentará en el Capítulo I, el objetivo general y los objetivos específicos, los principales problemas a resolver, los alcances y limitaciones que surgieron durante su realización, así como una breve historia de la empresa BOSNOR, S.A. de C.V., su ubicación, la política de calidad, misión y visión. En el se presentarán los fundamentos teóricos que incluyen la evolución histórica del control de calidad y algunas de los conceptos, ventajas y desventajas de las herramientas de calidad que servirán para la realización del proyecto como son histogramas, lluvia de ideas, diagramas de pareto, diagramas de ishikawa, diagramas de dispersión, hojas de verificación y gráficas de control. Y por último se llevan a cabo la aplicación de las herramientas de calidad, se presenta el diagrama de pareto, el diagrama de causa y efecto, las hojas de control, la gráfica de control C y la gráfica de control P. Todas éstas herramientas se aplicaron a la soldadura aplicada en los arriostramientos de la subestructura jacket durante al periodo del 1 al 31 de octubre de 2005.

4 Justificación Uno de los objetivos de calidad de 2001 de BOSNOR S.A. de C.V. obtener el mínimo de errores posibles dentro del área de soldadura. Con el desarrollo del presente proyecto se busca analizar las causas que originan los defectos en soldadura y lograr reducirlas. De esta forma se pretende poder reducir los rechazos en dicha compañía. Es primordial que los trabajadores desempeñen su trabajo eficazmente en el área, para alcanzar objetivos y metas dentro de la organización. La verificación se realiza involucrando a todos los trabajadores, inculcando responsabilidad de cumplir eficazmente con su trabajo. Otro objetivo de Calidad de la empresa es mantener en cero el índice de quejas del cliente (PEMEX), esto se logra al realizar un trabajo de excelente calidad, por lo que es conveniente analizar de manera profunda las causas que pudieran estar originando una deficiencia dentro de la misma. El método utilizado en inspección de defectos en soldadura para los arriostramientos de la subestructura (jacket), son las radiografías.

5 Objetivo General Elaborar un análisis estadístico que permita visualizar el comportamiento de los resultados obtenidos en el departamento de producción (área de soldadura) de la empresa BOSNOR. S. A. DE C. V. durante el periodo comprendido del 1 de octubre al 31 de octubre de 2005, para identificar porcentajes de soldadura aprobada o rechazada y así determinar si se trabaja bajo los estándares de calidad establecidos por la empresa.

6 Objetivos Específicos Disminuir el número de defectos en la soldadura que son efectuadas por los trabajadores que laboran en BOSNOR, S.A. DE C.V. Establecer los límites y alcances del análisis estadístico, del porcentaje de soldadura aprobada y rechazada. Analizar los reportes de Pruebas No Destructivas (PND S) (Radiografías RT) de la soldadura. Determinar los rangos aceptables del análisis estadístico del porcentaje de soldadura aprobada y rechazada. Definir las acciones correctivas y/o preventivas para los resultados fuera de los rangos aceptables.

7 Problemas A Resolver Eliminación de soldadura que se encuentran fuera de los estándares de calidad establecidos por los radiólogos. Capacitación al personal de campo de soldadura, con el fin de evitar defectos. Correcta inspección visual por parte de inspectores de calidad, antes de que la soldadura sea inspeccionada por radiólogos. Mejorar las condiciones de trabajo para evitar defectos en la soldadura.

8 Alcances Lo que se pretende lograr con el presente proyecto es verificar la correcta aplicación de la soldadura en la construcción de la plataforma marina, en base a los reportes de inspección radiográfica que se realizan a las uniones de soldadura en los arriostarmientos de la subestructura (jacket). En la empresa BOSNOR, S.A. DE C.V. se pretende aplicar el control estadístico sobre la soldadura inaceptable, así como también el comportamiento de dichos datos. El período de análisis fue de un mes, el cual comprende desde el 1 hasta el 31 de octubre, en la estructura octópoda llamada jacket.

9 Limitaciones Falta de disponibilidad del personal encargado de radiografiar para proporcionar información. Falta de tiempo para la realización de dicho proyecto. Falta de conocimientos sobre la interpretación radiográfica. Normas de seguridad de la empresa que impidieron el contacto directo con las pruebas radiográficas.

10 Breve Historia BOSNOR, S.A. DE C.V. Fue fundada en 1978, y la cual es una empresa mexicana dedicada a la construcción y mantenimiento de plataformas petroleras marinas, tanto de perforación como de compresión, producción y enlace; módulos habitacionales, de generación de energía y para usos diversos. Asimismo brinda servicios de mantenimiento a flote para todo tipo de embarcaciones y desarrolla proyectos de construcción de plantas industriales y petroquímicas. A partir de los planos constructivos que el cliente entrega, en BOSNOR se desarrolla toda la ingeniería de detalle, que contempla desde el programa de construcción, la fabricación de cada pieza utilizada para el ensamble de una estructura marina sea una plataforma, un deck, un jacket o un puente de interconexión hasta la aplicación de protecciones catódicas, pintura y acabados.

11 Pruebas no destructivas (P.N.D.) Es el empleo de propiedades físicas o químicas de materiales, para la evaluación indirecta de materiales sin dañar su utilidad futura. Se consideran sinónimos: ensayos no destructivos (E.N.D.), inspecciones no destructivas, exámenes no destructivos. Las pruebas no destructivas se clasifican en: Pruebas no destructivas superficiales Pruebas no destructivas volumétricas Pruebas no destructivas de hermeticidad

12 Inspección visual Una inspección visual adecuada, antes, durante y después de la aplicación de soldadura podrá prevenir la mayoría de las discontinuidades que serian encontradas posteriormente por otro método de inspección. Líquidos Penetrantes La inspección visual esta limitada a la detección de discontinuidades superficiales y sus ventajas son el bajo costo de aplicación, poca necesidad de equipo costoso, problemas fácilmente identificados y la rápida y económica corrección de problemas. Instrumentos usados para la inspección: Entre los instrumentos mas usados durante la inspección visual, además de vernieres, micrómetros, escalas metálicas, flexómetros, boroscopios y lupas, están los calibradores de soldadura.

13 Radiografías Se funda en la interpretación de las imágenes producidas sobre una placa radiográfica impresionada por rayos X o rayos γ después de haber atravesado la unión soldada. Es un procedimiento muy fiable, se emplea principalmente para uniones soldadas a tope. Permite detectar defectos tales como fusiones incompletas, porosidades e inclusiones de escoria. Las radiografías serán obtenidas como imágenes en una película radiográfica, por medio de la radiación γ transmitida a través del objeto a prueba.

14 DIAGRAMA DE PARETO Ayuda a analizar los datos de frecuencia y porcentaje acumulado de defectos que se presentan en la soldadura. Esta ayuda visual muestra, claramente la magnitud relativa de los defectos y se puede usar para identificar oportunidades de mejora.

15 PORCENTAJE PORCENTAJE PORCENTAJE GRAFICA 3.1 PORCENTAJE DE DEFECTO DE SOLDADURA (MES DE SEPTIEMBRE) GRAFICA 3.3 PORCENTAJE DE DEFECTO DE SOLDADURA (MES DE NOVIEMBRE) P PA LE IE CR FP *Otros TIPO DE DEFECTO PA P SI SE LE MBL CR IE FF FP TIPO DE DEFECTO PT S Q PE * Otros 0.00 DEFECTO DE SOLDADURA PORCENTAJE ACUMULADO DEFECTO DE SOLDADURA PORCENTAJE ACUMULADO 60 GRAFICA 3.2 PORCENTAJE DE DEFECTO DE SOLDADURA (MES DE OCTUBRE) MES NUMERO DE DEFECTOS TOTAL DE DEFECTOS Septiembre Anterior Octubre Base 0 P PA CR LE FP SE FF SI Q IE RTE S * Otros 0.00 Noviembre Indicador TIPO DE DEFECTO DEFECTO DE SOLDADURA PORCENTAJE ACUMULADO

16 Inicialmente se crea una lista generada por una lluvia de ideas que se realizo con personal encargado de la realización de la Pruebas no Destructivas e inspectores de calidad de BOSNOR, S.A. de C.V. con el objetivo de nombrar las posibles causas que provocan, los Poros y Poros Agrupados, los cuales se encuentran englobados, debido a que las causas de ambos defectos son similares. Poros (P): Un poro Poros Agrupados (P) : Conjunto de poros Grasa o pintura en el metal de base, humedad en el metal de base, baja corriente, corrientes de aire, humedad o suciedad en el metal de aportación, existencia de láminas de escoria en el material base, humedad en el material de aporte, oxidación en el metal base, falta de limpieza, falta de protección del lugar de trabajo, temperatura ambiente, humedad relativa, temperatura del sustrato, lluvia, Viento, falta de inspección, falta de implementación del procedimiento de soldadura, técnicas inadecuadas de soldadura, contaminación del electrodo, contaminación del metal base, mala técnica del soldador, falta de capacitación del soldador.

17 A continuación se muestra el diagrama causa y efecto para hacer un análisis mas detallado de los defectos que se encontraron en mayor proporción, el cual fue el de; Poros (P) y Poros Agrupados (PA) Oxidación Grasa o pintura Falta de limpieza MATERIALES Metal de aportación Contaminación Humedad Lluvia MEDIO AMBIENTE Humedad relativa Temperatura ambiente Contaminación Metal base Suciedad Corrientes de aire POROSIDADES Falta de capacitación Mala técnica utilizada Soldador PERSONAL Técnica inadecuadad de soldadura Falta de inspección Falta de implementación del procedimiento de soldadura METODOS DE TRABAJO Mal mantenimiento Variaciones de corriente Máquinas de soldar EQUIPO

18 GRAFICA DE CONTROL C Esta grafica se analiza ya que es necesario visualizar el comportamiento en conjunto de la variabilidad de las muestras tomadas, para obtener un resultado y observar los puntos fueras de control, de una manera ordenada, tomando en cuenta los limites de control superior e inferior.

19 NUMERO DE DISCONFORMIDADE NUMERO DE DISCONFORMIDADES NUMERO DE DISCONFORMIDADES GRAFICA DE CONTROL "C" (MES DE SEPTIEMBRE) VALORES OBTENIDOS DE DISCONFORMIDADES GRAFICA DE CONTROL "C" ( MES DE OCTUBRE ) VALORES OBTENIDOS DE DISCONFORMIDADES LSC LSC LIC LIC VALORES OBTENIDOS NUMERO DE DE MUETRAS DISCONFORMIDADES -2 NUMERO DE MUESTRA VALORES OBTENIDOS DE DISCONFORMIDADES 8 GRAFICA DE CONTROL "C" (MES DE NOVIEMBRE) VALORES OBTENIDOS DE DISCONFORMIDADES Concentrado de información de los limites de control C aplicado a los meses de Septiembre, Octubre y Noviembre LSC Mes Defectos encontrados fuera de los limites de control Cantidad Total inspeccionado Septiembre Anterior 1 0 LIC Octubre Base NUMERO DE MUESTRAS VALORES OBTENIDOS DE DISCONFORMIDADES Noviembre Indicador

20 GRAFICA DE CONTROL P Es utilizada con la finalidad de agrupar las muestras estadísticas en periodos de dos días de manera que se observen con mayor facilidad los puntos fuera de control, obteniendo un análisis mas detallado de las muestras este análisis se aplica en un periodo de tres mes, los cuales abarca el mes de septiembre, octubre y noviembre

21 3.9 GRAFICA "P" MES DE NOVIEMBRE GRAFICA "P" MES DE SEPTIEMBRE LSC LIC 0.05 LIMITE SUPERIOR LIMITE INFERIOR LIMITE SUPERIOR LIMITE INFERIOR 3.8 GRAFICA "P" MES DE OCTUBRE Concentrado de información de los limites de control P aplicado a los meses de Septiembre, Octubre y Noviembre LSC Mes Defectos fuera de los limites Cantidad Total inspeccionado LIC Septiembre Anterior Octubre Base Noviembre indicador LIMITE SUPERIOR LIMITE INFERIOR

22 RESULTADOS El principal problema a resolver establecido fue la eliminación de soldadura que se encuentra fuera de los estándares de calidad establecidos por los radiólogos. Para lograr resolver este problema fue necesario realizar un análisis estadístico el cual se llevo a cabo en un periodo de tres meses: octubre (mes base), septiembre (mes anterior) y noviembre mes (indicador) Las herramientas utilizadas para realizar el análisis fueron: Hojas de control. Esta herramienta se utilizó para registrar y visualizar con mayor facilidad los datos que se encuentran en los reportes radiográficos. Diagrama de Pareto se observo que para el mes de septiembre y de octubre el defecto que se representó con mayor frecuencia fue poros (P) y para el mes de noviembre fue el de poros agrupados (PA).

23 Una vez establecido el principal defecto de cada mes fue necesario realizar una lluvia de ideas, para obtener las principales causas que originaban la presencia de poros y poros agrupados en la soldadura. La lluvia de ideas fue realizada por inspectores de calidad y radiólogos, los cuales mencionaron las principales causas que provocan porosidades los cuales se dividieron en cinco grupos que son : medio ambiente, materiales, equipo, metodos de trabajo y personal. De acuerdo con su experiencia laboral coincidieron en que la causa principal es el medio ambiente: La corriente de aire provoca que se formen porosidades cuando entra en contacto con la soldadura. La humedad en el material aporte provoca porosidades.

24 La grafica C permitió analizar el comportamiento en conjunto de la variabilidad de las muestras tomadas, estableciendo los puntos fuera de los limites de control los cuales fueron: Septiembre 1 defecto (mes anterior) Octubre 6 defectos (mes base) Noviembre 12 defectos (mes indicador) La grafica P muestra las variaciones en fracción o proporción de defectos durante periodos de dos días, obteniéndole limite inferior y superior para cada periodo durante tres meses. Los resultados para esta herramienta son: Para Septiembre 0 defecto ( anterior ) Octubre 4 defecto ( base ) Noviembre 0 defecto ( indicador)

25 Por lo tanto ya que en el mes de octubre se obtuvieron cuatro puntos fuera de control se procedió a tomar medidas correctivas dentro de la compañía las cuales fueron: Capacitación Despido del personal La capacitación fue impartida tanto para inspectores de calidad como para los soldadores. La capacitación en los inspectores consistió en platicas en donde se les señalo la importancia que tiene que lleven una inspección visual adecuada, ya que es una paso antes de que se le aplique la prueba no destructiva y en caso de que la inspección visual sea inadecuada se tiene que volver a fabricar la pieza. Para los soldadores consiste en realizarles un examen individual en donde se observa de manera detallada la aplicación de soldadura, en donde se puede observar con mayor precisión en donde se encuentran los errores y mostrar la manera correcta de realizarlo.

26 Conclusiones Durante la estancia en la compañía BOSNOR S. A. de C. V. se propuso este tema debido a la gran ejecución de trabajos de soldadura en el patio de construcción. Por lo tanto se concluye que si se lograron los objetivos propuestos en este trabajo, ya que el porcentaje defectuoso de la soldadura se elimino de acuerdo con la grafica de control P. Se identifico los mayores defectos dentro de la soldadura los cuales fueron: (P) y Poros Agrupados (PA). Poros Se realizo un diagrama causa y efecto para analizar propuestas para reducirlo, el cual indico que el medio ambiente es el que influía en estos defectos, por lo tanto se tomo una medida correctiva la cual fue: Recubrimiento del lugar de trabajo por medio de lonas; evitando la humedad, corrientes de aire, lluvia.

27 Se disminuyo el numero de defectos utilizando lonas, pero cuando llovía no se podía trabajar o cuando existían corrientes de aire muy fuertes. Es necesario tomar en cuenta otras sugerencias las cuales fueron: Diseñar un lugar especifico para la realización de la aplicación de soldadura, el cual debe de estar diseñado para evitar corrientes de aire, penetración de humedad, lluvia y tener una temperatura ambiente adecuada. Crear cubicuelos para cada uno de los soldadores especializados. Estas sugerencias no fueron llevadas acabo debido a que resultan costosas para la empresa y no cuentan con el tiempo para fabricar estos lugares de trabajo, pero se consideran prioridad dentro de los proyectos internos de la empresa.

28 RECOMENDACIONES Mantener una supervisión constante para asegurar el cumplimiento del procedimiento de soldadura y apegarse a las normas aplicables. Conservar las máquinas de soldar en buen estado, aplicando constantemente mantenimiento con el fin de que operen en óptimas. Conservar los electrodos en envases herméticamente cerrados, identificados con el tipo de electrodo para evitar la humedad. Todo empate estructural soldado deberá estar terminado al 100 % y libre de cualquier sustancia extraña que pueda interferir con la inspección radiográfica. Revisar continuamente los procedimientos de soldadura para la mejora de éstos. proponiendo ideas Cubrir el área de trabajo para evitar corrientes de aire. La compañía diseñara un lugar destinado para la aplicación de soldadura.

29 Los soldadores especializados es necesario que no trabajen a la intemperie. Hacer conciencia a los trabajadores que al trabajar mal no se les dará bonificaciones e incluso perder el trabajo. Evitar la rebaba que se pueda incrustar dentro de la soldadura. No dejar envases dentro de los tubos a radiografiar, ya que hace imposible su supervisión. El equipo deberá recibir mantenimiento preventivo con el fin de que opere en óptimas condiciones, contar con equipos de relevo para evitar los tiempos muertos que representan dinero para el contratista. El soldador deberá estar capacitado y de no ser así recibir capacitación por parte de la empresa a fin de que los trabajos se realicen de manera correcta.

30 GRACIAS POR SU ATENCION!!