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FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Implementación de un plan de calidad para obras metal mecánicas en la empresa VYP ICE Sac. Barrera Campos, Deyvis Fernando Huancayo 2018 Barrera, D. (2018). Implementación de un plan de calidad para obras metal mecánicas en la empresa VYP ICE Sac. (Tesis para optar el título de Ingeniero Mecánico). Universidad de Nacional del Centro del Perú Facultad de Ingeniería Mecánica, Huancayo-Perú. Esta obra está bajo una licencia https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Repositorio Institucional - UNCP Implementación de un plan de calidad para obras metal mecánicas en la empresa VYP ICE Sac. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA TESIS PRESENTADA POR EL BACHILLER: BARRERA CAMPOS, DEYVIS FERNANDO PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO MECÁNICO HUANCAYO – PERÚ 2018 IMPLEMENTACIÓN DE UN PLAN DE CALIDAD PARA OBRAS METAL MECÁNICAS EN LA EMPRESA VYP ICE SAC. i ASESOR Ing. Nicanor Riveros Cayllahua ii DEDICATORIA Esta tesis va dedicada a DIOS, por ser proveedor en mi vida profesional y personal, a su vez a mis padres por darme los valores y enseñanzas para ser una persona de éxito. También para la Empresa VyP ICE SAC por el apoyo brindado en la elaboración de mi tesis, a través de información y la experiencia compartida en campo. Deyvis Barrera Campos iii RESUMEN La siguiente tesis titulada; Implementación de un plan de calidad para obras metal mecánicas en la empresa VYP ICE SAC; se realizó con la finalidad de aplicar un plan de calidad para mejorar los procesos de producción que se realiza en cada trabajo metal mecánico (procedimientos estandarizados, métodos y controles a través de normas y códigos internacionales). Y de esta manera la empresa aumento su eficacia, cobertura, competitividad; ya que los trabajos se realizan de forma empírica. El método aplicado en esta tesis es sistémico; ya que el objeto de estudio está constituido por un conjunto de procesos, dichos procesos tienen un fin en común el cual para nuestro caso es ofrecer obras de calidad. Tipo de investigación es tecnológico, ya que este se caracteriza por conocer y descubrir nuevas técnicas eficaces a través de los nuevos procedimientos implementados para mejorar la producción de obras metal mecánicas. El nivel de investigación es aplicada ya que se implementó el plan de calidad a través de la recolección de datos, a su vez con la interacción con el personal involucrado en cada proceso con la finalidad de reestructurar el diagrama de la empresa, adicionando el área de Supervisión de Calidad. El diseño de la investigación es descriptivo simple, ya que con la implementación de este plan de calidad (mediante normas y códigos internacionales de calidad) detallamos y describimos los nuevos procedimientos en cada proceso. Con la implementación del plan de calidad, se activó una nueva área (Área de Supervisión) la cual se encargara de supervisar y controlar cada proceso en la fabricación de las obras metal mecánicas, mediante un plan de puntos de iv inspección. El área implementada se encargó de realizar y verificar la calidad a partir de la observación y ensayos (END), los cuales fueron establecidos en sus respectivos formatos de calidad. A su vez se capacito a los trabajadores en sus respectivas áreas de trabajo para así brindar un servicio de calidad. Actualmente la empresa se encuentra en una mejora continua con respecto a la calidad, por medio de la implementación de este plan. En los últimos años la participación de la empresa era inferior frente a sus competidores, sin embargo en el presente año se logró un aumento del 6% con respecto al promedio de los 3 últimos años en los proyectos de la U.M. Yauli. Palabras claves: Plan de calidad, obras metal mecánicas, calidad, soldadura, normas y códigos internacionales. v ABSTRAC The following thesis entitled; Implementation of a quality plan for metal mechanical works in the company VYP ICE SAC; it was carried out with the purpose of applying a quality plan to improve the production processes that are carried out in each mechanical metal work (standardized procedures, methods and controls through international standards and codes). And in this way the company increased its efficiency, coverage, competitiveness; since the works are done empirically. The method applied in this thesis is systemic; since the object of study is constituted by a set of processes, these processes have a common purpose which for our case is to offer quality works. Type of research is technological, since it is characterized by knowing and discovering new effective techniques through the new procedures implemented to improve the production of mechanical metal works. The level of research is applied since the quality plan was implemented through data collection, in turn with the interaction with the personnel involved in each process with the purpose of restructuring the company's diagram, adding the area of Quality Supervision the design of the research is simple descriptive, since with the implementation of this quality plan (through international standards and codes of quality) we detail and describe the new procedures in each process. With the implementation of the quality plan, a new area was activated (Supervision Area) which will be in charge of supervising and controlling each process in the manufacture of mechanical metal works, through a plan of vi inspection points. The implemented area was responsible for carrying out and verifying the quality from the observation and trials (END), which were established in their respective quality formats. At the same time workers were trained in their respective areas of work in order to provide a quality service. Currently the company is in a continuous improvement with respect to quality, through the implementation of this plan. In recent years the participation of the company was lower compared to its competitors, however in this year an increase of 6% was achieved with respect to the average of the last 3 years in the projects of the U.M. Yauli. Key Word: Quality plan, mechanical metal works, quality, welding, norms and international codes. vii ÍNDICE GENERAL Página ASESOR ............................................................................................................ i DEDICATORIA .................................................................................................. ii RESUMEN ........................................................................................................ iii ABSTRAC ......................................................................................................... v ÍNDICE GENERAL .......................................................................................... vii ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................... xi ÍNDICE DE TABLAS .......................................................................................xiii ÍNDICE DE ANEXOS...................................................................................... xiv INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 1 CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1 Fundamentación del problema ............................................................. ….3 1.2 Formulación del problema .................................................................... ….4 1.2.1 Problema general............................................................................... 4 1.3 Objetivos de la investigación ................................................................ ….4 1.3.1 Objetivo general ................................................................................ 4 1.4 Justificación........................................................................................... ….4 1.5 Limitaciones del estudio ....................................................................... ….5 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes de la investigación ......................................................... ….6 2.2 Bases teóricas ....................................................................................... ….8 viii 2.2.1 Concepto de calidad ................................................................. 8 2.2.2 Plan de calidad .......................................................................... 8 2.2.3 Indicadores de la calidad .......................................................... 9 2.2.4 Control de calidad ................................................................... 10 2.2.5 Control de calidad en Obras metal mecánicas ..................... 10 2.2.6 Obras metal mecánicas .......................................................... 11 2.2.7 Estructuras metálicas ............................................................. 12 2.2.8 Materiales consumibles .......................................................... 14 2.2.9 ISO ............................................................................................ 14 2.2.10 Plan de puntos de inspección (PPI) .................................... 18 2.2.11 Trazabilidad .......................................................................... 18 2.2.12 Proceso de la fabricación de materiales en acero ............. 20 2.2.13 Soldadura ............................................................................. 22 2.2.13.1. Soldadura por arco eléctrico ............................................. 22 2.2.13.2. Soldadura por proceso SMAW .......................................... 23 2.2.13.3. Soldadura por proceso GMAW ............................................ 23 2.2.13.4. Soldadura por proceso GTAW ............................................. 26 2.2.13.5. Nomenclatura y simbología ............................................... 27 2.2.13.6. Juntas y soldadura ............................................................. 27 2.2.13.7. Posiciones de aplicación de soldadura ............................ 31 2.2.13.8. Simbología de la soldadura ............................................... 34 2.2.13.9. Simbología de ensayos no destructivos .......................... 35 2.2.13.10. Electrodos revestidos ...................................................... 36 2.2.13.11. Electrodos para aceros al carbono ................................. 39 2.3 Bases conceptuales ............................................................................. 40 2.3.1 Plan de calidad (Variable Independiente). ............................. 40 2.3.2 Obras metal mecánicas (Variable Dependiente). .................. 40 2.4 Operacionalización de las variables ................................................... 41 CAPÍTULO III METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 Método de investigación...................................................................... 42 3.2 Tipo de investigación ........................................................................... 43 ix 3.3 Nivel de investigación .......................................................................... 44 3.4 Diseño de la investigación .................................................................. 44 3.5 Unidad de observación ........................................................................ 45 3.5.1 Unidad de observación ........................................................... 45 3.6 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ............................ 46 3.6.1 Técnicas de recolección de datos .......................................... 46 3.6.2 Instrumentos de recolección de datos .................................. 47 3.7 Procedimiento de recolección de datos ............................................. 56 CAPÍTULO IV PLAN DE CALIDAD 4.1 Plan de calidad ..................................................................................... 57 4.1.1 Empresa VyP ICE S.A.C. fabricante de obras metal mecánicas ............................................................................................ 57 4.1.1.1 Visión .................................................................................... 58 4.1.1.2 Misión ................................................................................... 58 4.1.1.3 Política del plan de calidad .................................................. 58 4.1.1.4 Estructura organizacional ................................................... 60 4.1.2 Personal ................................................................................... 61 4.1.3 Principios para la fabricación ................................................. 63 4.1.4 Elaboración del plan de calidad para la fabricación de obras metal mecánicas .................................................................................. 63 4.1.5 Diseño del plan de puntos de inspección.............................. 64 4.1.5.1 Requerimiento de material ................................................ ..66 4.1.5.2 Recepción de material ......................................................... 67 4.1.5.3 Control de instrumentos y equipos .................................... 68 4.1.5.4 Inspección de materiales ..................................................... 69 4.1.5.5 Habilitación de materiales para la fabricación ................... 69 4.1.5.6 Soldadura ............................................................................. 70 4.1.5.7 Ensayos no destructivos (END) .......................................... 75 4.1.5.8 Procedimiento de aplicación de recubrimiento ................. 77 4.2 Implementación del plan de calidad ................................................... 78 4.2.1 Actividades y etapas de inspección a implementar .............. 79 x 4.2.1.1 Implementación del plan de calidad ................................... 79 4.2.1.2 Plan de puntos de inspección ............................................. 81 4.2.1.3 Control de equipos e instrumentos de medición ............... 82 4.2.1.4 Inspección de materiales..................................................... 84 4.2.1.5 Controles del procedimiento de armado ............................ 85 4.2.1.6 Procedimientos de soldadura ............................................. 87 4.2.1.7 Calificación de soldadores .................................................. 89 4.2.1.8 Parámetros de soldadura .................................................... 90 4.2.1.9 Ensayos no destructivos (END) ......................................... 90 4.2.1.10 Control de limpieza superficial y pintada........................... 93 4.2.1.11 Dossier de calidad ............................................................... 94 CAPÍTULO V RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN 5.1 Presentación de resultados ................................................................. 95 5.1.1 Tablas....................................................................................... 95 5.2 Discusiones e interpretación de resultados ....................................... 99 5.3 Aportes y aplicaciones ...................................................................... 100 CONCLUSIONES .......................................................................................... 101 RECOMENDACIONES .................................................................................. 103 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................. 105 ANEXOS ....................................................................................................... 108 xi ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1: Sistema de administración de la calidad ......................................... 16 Figura 2.2: Cadena cliente - proveedor ............................................................ 17 Figura 2.3: Trazabilidad ................................................................................... 20 Figura 2.4: Proceso de soldadura .................................................................... 21 Figura 2.5: Corte por plasma ............................................................................ 22 Figura 2.6: Soldadura GMAW .......................................................................... 24 Figura 2.7: Diagrama esquemático del equipo de soldadura GMAW ................ 25 Figura 2.8: Tipos de soldadura ......................................................................... 28 Figura 2.9: Tipos de unión................................................................................ 28 Figura 2.10: Tipos de juntas ............................................................................. 29 Figura 2.11: Terminología de la junta ............................................................... 30 Figura 2.12: Terminología de la junta ............................................................... 31 Figura 2.13: Posiciones para soldadura de ranuras en placas.......................... 32 Figura 2.14: Posiciones de soldadura de ranuras en tubos. ............................. 33 Figura 2.15: Posiciones para soldadura de filete .............................................. 34 Figura 2.16: Símbolos de soldadura ................................................................. 35 Figura 2.17: Electrodo según grosor. ............................................................... 38 Figura 3.1: Formato de plan de puntos de inspección en el proyecto ............... 48 Figura 3.2: Formato de lista de equipos de medición ....................................... 49 Figura 3.3: Formato de recepción de materiales .............................................. 50 Figura 3.4: Formato de trazabilidad del acero .................................................. 51 Figura 3.5: Formato de lista de soldadores calificados ..................................... 52 Figura 3.6: Formato WPS/PQR ........................................................................ 53 Figura 3.7: Formato de control de liquidos penetrantes .................................... 54 Figura 3.8: Formato de control de liquidos penetrantes .................................... 55 Figura 3.9: Formato de control de ensayos no destructivos .............................. 56 xii Figura 4.1: organigrama de la empresa VyP ICE S.A.C ................................... 60 Figura 4.2: diagrama de flujo del plan de calidad ............................................. 65 Figura 4.3: WPS/PQR según AWS D1.1 .......................................................... 72 Figura 4.4: Registro de calificación de resultado .............................................. 74 Figura 4.5: Plan de aseguramiento de calidad ................................................. 81 Figura 4.6: Lista equipos medición................................................................... 83 Figura 4.7: Recepción de material ................................................................... 84 Figura 4.8: Trazabilidad del acero .................................................................... 86 Figura 4.9: PQR ............................................................................................... 88 Figura 4.10: WPQ ...................................................................................... 89 Figura 4.11: Lista de soldadores calificados..................................................... 90 Figura 4.12: Inspección visual de soldadura .................................................... 91 Figura 4.13: Ensayo por líquidos penetrantes .................................................. 92 Figura 4.14: Control de ensayo no destructivo (END) ...................................... 93 xiii ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2.1: Tipos de ensayo no destructivos. .................................................... 36 Tabla 2.2: Variables y su descripción .............................................................. 41 Tabla 3.1: Técnicas de recolección de datos .................................................... 46 Tabla 3.2: Instrumentos de recolección de datos ............................................. 47 Tabla 4.1: Registro del personal activo del año 2016 ....................................... 61 Tabla 4.2: Procedimiento de trabajos empleados en un plan de calidad ........... 79 Tabla 4.3: Reportes de control de calidad en referencia a sus procedimientos de fabricación de obras metal mecánicas. ........................................................ 80 Tabla 5.1: Resultados de la investigación ......................................................... 95 Tabla 5.2: Proyectos anuales de la empresa VyP ICE SAC ............................. 97 Tabla 5.3: Volúmenes de producción de la empresa VyP ICE SAC .................. 97 Tabla 5.4: Eficacia de la empresa VyP ICE SAC .............................................. 98 Tabla 5.5: Competitividad de la empresa VyP ICE SAC ................................... 98 xiv ÍNDICE DE ANEXOS Figura A-1: Reestructuración del organigrama de la empresa VyP ICE SAC .109 Figura A-2: Empadronamiento del personal de la empresa……………………110 Figura A-3: Equipo de trabajo de la empresa VYP ICE S.A.C………………...111 Figura A-4: Equipo de trabajo de la empresa VYP ICE S.A.C………………...112 1 INTRODUCCIÓN Hoy en día hablar de calidad, significa satisfacción tanto a clientes y empresarios, ya que es un indicador muy importante de garantía y aval. Actualmente gran porcentaje de las empresas apuestan por un plan de calidad dentro de su política, sin embargo las empresas dedicadas al rubro metal mecánicas llevan el control de sus procesos de manera empírica y poco profesional. Es por ello que se implementó un plan de calidad para el proceso de fabricación de obras metal mecánicas de la empresa VYP ICE SAC lugar donde se ejecutó la tesis. El beneficio para la empresa VYP ICE SAC a través de esta implementación será el de brindar en sus procesos de fabricación confianza y garantía a sus clientes, de esta manera la empresa podrá ser competitiva en el mercado con respecto a este rubro. En el capítulo I se formuló el problema principal tratando de responder a la siguiente pregunta: ¿Cómo implementar un plan de calidad para obras metal mecánicas en la empresa VYP ICE SAC?; cuyo principal objetivo fue implementar dicho plan de calidad para la mejora de la empresa. En el capítulo II tenemos el marco teórico y los antecedentes de la investigación los cuales se respaldaran en la implementación del plan de calidad en los diversos ámbitos del diseño estructural; de tal manera definimos las bases teóricas y conceptuales que fueron necesarias para la investigación; para luego realizar la operacionalización de variables dependiente e independiente. 2 En el capítulo III hablamos de la metodología de la investigación la cual es sistémica, ya que mediante la observación y descripción de los procesos de fabricación de las obras metal mecánicas en la empresa llegamos a determinar cómo implementar el plan de calidad. Nuestro tipo de investigación es tecnológica, diseño descriptivo simple y la unidad de observación son las estructuras metal mecánicas, para la recolección de datos se utilizó la técnica documental y empírica. En el capítulo IV diseñamos y aplicamos el plan de calidad para la fabricación de obras metal mecánicas basándonos siempre en los códigos internacionales y sus normas. En el capítulo V demostramos los resultados obtenidos con la implementación de dicho plan de calidad, a su vez la explicación de los resultados, aplicaciones y aportes, conclusiones y recomendaciones. El autor 3 CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1 Fundamentación del problema. “La investigación se realizó en la empresa VyP ICE S.A.C. la cual se especializa en la fabricación y montaje de obras metal mecánicas”. La problemática de la empresa era que tenía poca participación en los proyectos que realizaba en la Unidad Minera Yauli (ver tabla 4.1), a su vez las licitaciones que ganaban no se entregaban los proyectos a su debido plazo al cliente (ver tabla 4.3), mostrando así una deficiencia como empresa. Existen investigaciones sobre dicho tema donde “tenemos que asumir y alcanzar la calidad en todas nuestras actividades y procesos, o lo que es lo mismo, conseguir una empresa libre de defectos (en cada actividad añadimos valor). Consideramos esta concepción, se afirma que solo hay una verdadera CALIDAD” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “Aquella que contribuye a incrementar la productividad, y en definitiva a incrementar los beneficios de las empresas. Normaliza los procesos internos y las interfaces con el cliente a fin de cumplir sus requisitos y expectativas”. Habiendo observado este problema y sabiendo que en la “ejecución de obras de metal mecánicos cada vez son más exigentes en cuanto a procedimientos que ayudan a garantizar su funcionabilidad, operatividad y optimización de productos” (Caballero Nuñez, 2016). “La implementación de un plan de calidad en la empresa VYP ICE SAC, 4 podrá controlar las etapas y actividades en todo el proceso de la fabricación, los cuales veremos en el reflejo de producto final la cual será de calidad y muy eficiente” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). 1.2 Formulación del problema. 1.2.1 Problema general. ¿Cómo implementar un plan de calidad para obras metal mecánicas en la empresa VYP ICE SAC? 1.3 Objetivos de la investigación. 1.3.1 Objetivo general. Implementar un plan de calidad para obras metal mecánicas en la empresa VYP ICE SAC. 1.4 Justificación. “El presente trabajo de investigación se realizó ya que hoy en día estamos en la era de la elaboración, fabricación de mecanismos a base de metal; donde no son controlados, ni supervisados las diferentes etapas de la fabricación a falta de un plan de calidad que controle cada proceso que se realice” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “Las empresas metal mecánicas deben de contar con un plan de calidad, para garantizar la calidad de cada uno de sus productos y servicios que ofrece a su cliente, ya que dicho plan le permitirá a la empresa diferenciarse de aquellas empresas que están en el mismo rubro” (Caballero Nuñez, 2016). “Hoy en día las empresas que se dedican al rubro deben de contar con un sistema de control de calidad y un plan de inspección, el cual garantice la calidad de los productos y servicios que ofrece a sus clientes, y a su vez deben documentar y archivar en un Dossier de Calidad para mejorar continuamente los procesos y actividades a realizar” (Caballero Nuñez, 2016). “Según las normas internacionales recomiendan y exigen que toda fabricación de acero debe de cumplir con controles de calidad, y es 5 indispensable que el fabricante implemente un plan de calidad para garantizar la calidad del bien final” (Caballero Nuñez, 2016). Un plan de calidad, servirá como documento a través del que se detalla cómo debe ser el proceso que garantice la calidad de las fabricaciones, productos y procedimientos, este plan debe dar respuesta a cuestiones como qué acciones se llevarán a cabo, qué recurso serán necesarios o quienes serán los encargados de aplicar el plan”. “Lo cual será muy útil para la empresa VyP ICE SAC demostrar a terceros como desarrollar la gestión de la calidad en todo su proceso y procedimiento de las fabricaciones de obras metal mecánicas” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). 1.5 Limitaciones del estudio. “Las empresas que se dedican al rubro deben de contar con un sistema de control de calidad y un plan de inspección, el cual garantice la calidad de los productos y servicios que ofrece a sus clientes, y a su vez deben documentar y archivar en un dossier de calidad para mejorar continuamente los procesos y actividades a realizar”. “Según las norma internacionales recomiendan y exigen que toda fabricación de acero deben de cumplir con controles de calidad, y es indispensable del fabricante implementar un plan de calidad para garantizar la calidad del bien final” (Caballero Nuñez, 2016). “Incluso en este trabajo de investigación, la limitación que tuve es la poca información que se me fue brindada, ya que todos los proyectos son confidenciales tanto para la empresa que hace la fabricación como para la empresa que adquiere el producto, ya que por medios míos tenía que conseguir los datos, procedimientos y procesos de dichas fabricaciones” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). 6 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes de la investigación. En la biblioteca de la Universidad Católica San Pablo se encontró la tesis titulada “Propuesta de implementación de un modelo de Gestión por procesos y calidad en la empresa O&C Metals S.A.C.” cuyo autor es Antonio Franco Coaguila Gonzales “quien presento y sustento para obtener el grado de ingeniero industrial en el año 2017, del cual deduce la conclusión siguiente”. “Que para la mejora y optimización de los procesos, implica aplicar y mantener una gestión adecuada de los mismos a través de un correcto diseño, orientación y control, con miras a lograr brindar un producto y/o servicio de calidad y así poder asegurar la satisfacción del cliente, algo que no está ocurriendo en la empresa O&C Metals S.A.C, y para lograrlo es necesario estar orientado hacia el concepto de calidad y la mejora continua” (Caballero Nuñez, 2016). “Es decir que tanto los procesos administrativos y operativos mejoren la calidad y gestión en todos los niveles jerárquicos de la empresa” (Coaguila Gonzales, 2017). “Así mismo en la escuela de ingeniería de Antioquia se encontró la tesis titulada” (Maldonado Villavicencio & Siguenza Maldonado, 2012). “Propuesta de mejoramiento de procesos productivos para empresas metal mecánicas Caso: Productos Confort S.A” cuyos autores son Andrés 7 Jaramillo Restrepo y Sergio Andrés López quienes presentaron y sustentaron para obtener el grado de ingenieros industriales en el año 2012, del cual se infiere que, para desarrollar con profundidad, una “análisis de los procesos operativos realizados, con la finalidad de mejorar su capacidad competitiva en cuanto a costos y flexibilidad. Por tal motivo se hace indispensable elaborar una documentación de los procesos productivos, bajo la cual se especifique los métodos de trabajo de acuerdo con los recursos y necesidades de la empresa” (Caballero Nuñez, 2016). (Jaramillo Restrepo & López López, 2012). “Así mismo en la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo se encontró una tesis titulada” “Metodología para la implementación de la norma ISO 9001 – 2000 para la empresa metal arco en la ciudad Francisco de Orellana” “cuyos autores son Alejandro Emilio Álvarez Bonilla y Fredy Leonardo Toainga Cunalata quienes presentaron y sustentaron para obtener el grado de ingeniero industrial en el año 2011”, de dicho trabajo se concluye que la adopción de “un sistema de gestión de la calidad con un enfoque basados a procesos, lleva implícito el compromiso de mejora, siendo los procesos actualmente la base operativa de muchas organizaciones exitosas; para que una empresa pueda proporcionar productos y servicios que demandan sus clientes, es necesario que el trabajo fluya entre las diferentes áreas, teniendo en cuenta requisitos aplicables en cada actividad y proceso que se realiza, relativos a producción, calidad, recursos humanos, etc” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). (Álvarez Bonilla & Toainga Cunalata, 2011). “Así mismo en la universidad de San Carlos de Guatemala se encontró la tesis titulada” “Propuesta para el control de calidad a una empresa fabricante de estructuras metálicas en acero para bodegas a dos” cuyo autor es Williams Willson Arreola Aceituno “quien presento y sustento para obtener el grado de ingeniero mecánico industrial en el año 2004”, del cual se infiere que con “un control de calidad eficiente dentro del proceso hará que se comentan menos errores, ya que por más sencillo que se considere un proceso el garantizar su calidad en la producción, estará subiendo de 8 estatus la empresa y dará credibilidad dentro del mercado actual, y por consiguiente vendrán más contratos de trabajo”. (Arreola Aceituno, 2004). 2.2 Bases teóricas. 2.2.1 Concepto de calidad. “De acuerdo con la norma UNE-EN ISO 9001-2015, el término calidad debe entenderse como el grado en el que un conjunto de características (rasgos diferenciadores) cumplen con ciertos requisitos (necesidades o expectativas establecidas). Los requisitos hacen satisfacer las expectativas del cliente” (Alcalde San Miguel, 2015). 2.2.2 Plan de calidad. “Según el ISO 9000 nos dice que es la Especificación (documento que establece requisitos) de los Procedimientos (forma específica de llevar a cabo una actividad o un proceso) y recursos asociados a aplicar, cuando deban aplicarse y quien debe aplicarlo a un objeto” (ISO 9001-2015). “Esos procedimientos generalmente incluyen aquellos que hacen referencia a los procesos de gestión de la calidad y a los procesos de realización del producto”. “Un plan de la calidad a menudo hace referencia a partes del manual de la calidad o a documentos de procedimiento. Un plan de la calidad generalmente es uno de los resultados de la planificación de la calidad” (ISO 9001-2015). “El plan de calidad se concibe con el fin de proporcionar a las organizaciones una herramienta eficaz que permite aumentar la satisfacción del cliente mediante la mejora continua de la gestión de los procesos internos”. “Para lograr este objetivo se definen una serie de cláusulas cuyo cumplimiento por parte de la empresa traerá consigo una mejora de calidad en los procesos, con la finalidad de ofrecer productos y servicios de alto valor añadido para el cliente” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). 9 Los planes de calidad establecen los requisitos mínimos que deben cumplir aquellas organizaciones comprometidas con la calidad, con el correspondiente reconocimiento del público por parte de los organismos competentes. Por ello, es necesario que la adaptación de un plan de calidad responda a una decisión estratégica de la dirección, que fomenta una cultura de calidad en el seno de la organización, que fomenta una cultura de calidad en el seno de la organización como elemento competitivo y diferenciador. La implantación del presente plan de calidad supone un paso hacia la implantación de sistemas de gestión de calidad más completos y está en línea con la Norma Internacional del UNE – EN ISO 9001:2015 (Alcalde San Miguel, 2015). 2.2.3 Indicadores de la calidad. Como definir “los estándares de calidad de un producto a través de indicadores es el momento perfecto para empezar a plasmar todo ello en la empresa” (Caballero Nuñez, 2016). Para ello debemos de tener en cuenta los indicadores de calidad: Cobertura: “se entiende por la relación entre el número de artículos disponibles y la demandad de estos en el mercado” (Caballero Nuñez, 2016). Eficacia: “hace referencia a si la necesidad del usuario ha sido satisfecha por el producto” (Caballero Nuñez, 2016). Volumen de ventas: “tener en cuenta el nivel de un producto es uno de los estándares de calidad de un producto más valorados”. Satisfacción del cliente: “es imprescindible generar vías para recibir feedback tras la compra y ver que se puede mejorar en este proceso” (Caballero Nuñez, 2016). Competitividad: “si puede seguir el ritmo de competidores y de lo que demanda el mercado son varias cuestiones que se deben plantear a la hora de medir la calidad de una empresa” (EAE Bussines School, 2017). 10 2.2.4 Control de calidad. “Es asegurar que los productos o servicios cumplan con los requisitos mínimos de calidad”. Existe primordialmente como una organización de servicio, para conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y proporcionar asistencia al departamento de fabricación, para que la producción alcance estas especificaciones. Como tal, la función consiste en la recolección y análisis de grandes cantidades de datos que después se presentan a diferentes departamentos para iniciar una acción correctiva adecuada. Todo producto que no cumpla las características mínimas para decir que es correcto, será eliminado, sin poderse corregir los posibles defectos de fabricación que podrían evitar esos costos añadidos y desperdicios de material. Para controlar la calidad de un producto se realizan inspecciones o pruebas de muestreo para verificar que las características del mismo sean óptimas. El único inconveniente de estas pruebas es el gasto que conlleva el control de cada producto fabricado, ya que se eliminan los defectuosos, sin posibilidad de reutilizarlo (Carbellido Nava, 2005). 2.2.5 Control de calidad en Obras metal mecánicas. Las palabras claves para este tipo de controles de calidad en obras metal mecánicas es: inspección, verificación y pruebas de laboratorio. “El control de las estructuras debe de estar presente desde el inicio del diseño, pasando por la elección de los materiales más adecuados y la previsión de los procesos de fabricación de las obras metal mecánicas, hasta las pruebas de carga y las comprobaciones periódicas” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). A través de los múltiples métodos que existen de verificación (END, controles de apriete, controles de pintura) (TUV SUD, 2017). En el caso de la soldadura para poder hablar de calidad la soldadura debe ser sana y resistente. El primer control de calidad que se realiza es visual, “si esta cumple 11 satisfactoriamente con relación a una norma, específicamente técnica; en esta inspección puede complementarse con END” con el fin de detectar indicaciones o discontinuidades externas e internas en dichos cordones de soldaduras; y una de las medidas más importantes es la implementación de un plan de calidad basándose en una serie de requisitos: “Ingeniería (proyecto que contemple todos los requerimientos de calidad y que incluya la documentación necesaria)”. “Compra y recepción de los materiales base y consumibles (involucrando la documentación respaldatoria de estos elementos)”. Selección, compra y utilización del equipamiento de soldadura. “Capacitación y calificación del personal (Soldador, Inspección, Supervisión e Ingeniería)”. “Inspección en taller y obra (antes, durante y luego de realizadas las soldaduras)”. Ensayos y pruebas. “Inspección final y aprobación de la obra metal mecánica para su uso” (Senra & Casas , 2014). 2.2.6 Obras metal mecánicas. “Elaboración de memorias de cálculo estructural, elaboración de planos de Ingeniería”. “Fabricación y montaje de estructuras livianas, medianas y pesadas”. “Construcción de galpones metálicos, cerramientos y coberturas. Construcción de naves industriales. Servicio de mantenimiento mecánico, de planta y equipos pesados”. “Promover, desarrollar, realizar fabricaciones, mantenimiento mecánico y eléctrico y su respectivo montaje de proyectos privados o estatales, sea por contrato o subcontrato” Supervisión y control de obras mecánicas. 12 “Elaboración de presupuestos de todo tipo de proyectos, asesoría técnica y gestión”. “Servicio de control de calidad: elaboración de dossier y procedimientos de calidad; ensayos no destructivos en soldadura; inspección y evaluación de aplicación de sistemas de recubrimientos, (conductividad de arena; perfil de anclaje de sustrato metálico; medición de espesores de película; ensayos de adherencia; monitoreo de condiciones atmosférica (higrómetro)” (PAKIM METALES SAC, 2016). 2.2.7 Estructuras metálicas. “Una estructura es un conjunto de partes unidas entre sí que forman un cuerpo, una forma o un todo, destinadas a soportar los efectos de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo”. “Las estructuras metálicas son las que la mayor parte de los elementos o partes que la forman son de metal (más del 80%), normalmente acero. A una estructura de este tipo se le puede llamar estructura de acero” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “Recuerda que el acero es una aleación (combinación o mezcla) de hierro (Fe) y carbono (C) siempre que el porcentaje de carbono sea inferior al 2%. Este porcentaje de carbono suele variar entre el 0,05% y el 2% como máximo”. “A veces se incorpora a la aleación otros materiales como el Cr (Cromo), el Ni (Níquel) o el Mn (Manganeso) con el fin de conseguir determinadas propiedades y se llaman aceros aleados” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). El acero tiene 3 grandes ventajas a la hora de construir estructuras: • “Soporta grandes esfuerzos o pesos sin romperse”. • “Es flexible, se puede doblar sin romperse hasta ciertas fuerzas. Un edificio de acero puede flexionar cuando se empuja a un lado por ejemplo, por el viento o un terremoto”. • “Tiene plasticidad, incluso puede doblarse sin romperse. Esta propiedad permite que los edificios de acero se deformen, dando así a la advertencia a los habitantes para escapar”. “Una estructura de acero rara vez se derrumba. El acero en la mayoría de los casos se comporta mucho mejor en el terremoto que 13 la mayoría de otros materiales debido a sus propiedades”. “Una desventaja es que pierden sus propiedades en altas temperaturas, lo que hace que no se comporten bien en los incendios” (Caballero Nuñez, 2016). “Como las estructuras están formadas por un conjunto de partes, estas partes deben cumplir unas condiciones”. Condiciones que debe cumplir cualquier estructura • Que sea Rígida: “Que la estructura no se deforme al aplicar las fuerzas sobre ella”. • Que sea Estable: “Que no vuelque”. • Que sea Resistente: “Que al aplicarle las fuerzas, cada uno de los elementos que la forman sean capaces de soportar la fuerza a la que se verán sometidos sin romperse o deformarse” (INDUSTIASPAMA, 2015). Según el AISC, los materiales se clasifican según la norma ASTM en: a) Perfiles estructurales laminados en caliente: “ASTM A36/A36M ASTM A529/A529M ASTM 572/A572M ASTM 588/A588M ASTM A709/A709M ASTM A913/A913M ASTM A992/A992M” b) Tubos Estructurales: “ASTM A500. ASTM A501 ASTM A618 ASTM A847” c) Cañerías: “ASTM A53/A53M, GR.B” 14 d) Planchas: “ASTM A36/A36M ASTM A242/A242M ASTM A283/A283M ASTM A514/A514M ASTM A529/A529M ASTM A572/A572M ASTM A588/A588M ASTM A709/A709M ASTM A852/A852M ASTM A1011/A1011M” e) Barras: “ASTM A36/A36M ASTM A529/A529M ASTM A572/A572M ASTM A709/A709M” (Azcapotzalco, 2010). 2.2.8 Materiales consumibles. En el proceso de fabricación una parte importante para realizar las obras de metalmecánicas los insumos consumibles, desde balones de oxígeno, acetileno, argón, discos de corte, discos de desbaste, escobillas circulares, electrodos, brocas, trapos, etc., son usadas para transformar componentes de acero en diseños requeridos por nuestros clientes (AHMSA, 2013). 2.2.9 ISO. “La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) es una federación de alcance mundial integrada por cuerpos de estandarización nacionales de 153 países, uno por cada país”. “La ISO es una organización no gubernamental establecida en 1947”. “La misión de la ISO es promover el desarrollo de la estandarización y las actividades con ella relacionada en el mundo con la mira en facilitar el intercambio de servicios y bienes, y para promover la cooperación en la esfera de lo intelectual, científico, tecnológico y 15 económico” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “Todos los trabajos realizados por la ISO resultan en acuerdos internacionales los cuales son publicados como Estándares Internacionales”. ¿Qué son las normas ISO Serie 9000? “La serie ISO 9000 es un conjunto de cuatro normas relacionadas entre sí, son normas genéricas, no específicas que permiten ser usadas en cualquier actividad ya sea industrial o de servicios”. “La importancia de la aplicación de las normas ISO 9001 para el desarrollo e implementación de sistemas de aseguramiento de la calidad radica en que son normas prácticas. Por su sencillez han permitido su aplicación generalizada sobre todo en pequeñas y medianas empresas” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “Las normas ISO Serie 9000 brindan el marco para documentar en forma efectiva los distintos elementos de un sistema de calidad y mantener la eficiencia del mismo dentro de la organización” (Caballero Nuñez, 2016). ¿Quiénes usan las normas ISO 9001? “Hoy, empresas de todo el mundo, grandes y pequeñas, así como organizaciones dedicadas a la educación, a la salud y todo tipo de servicios desarrollan su sistema de calidad en base a las normas ISO serie 9001”. Enfoque basado en procesos: “Mediante el siguiente grafico se muestra la interrelación entre los requisitos de la Norma, considerando al cliente como inicio y termino del proceso de gestión de la empresa” (Caballero Nuñez, 2016). “Las cuales se realiza de acuerdo a las recomendaciones generales de ISO 9001:2015, considerando 4 grandes actividades”. 1. “Responsabilidad de la dirección. 2. Gestión de recursos. 3. Realización del producto. 4. Medición, análisis y mejora”. 16 Figura 2.1: Sistema de administración de la calidad. Fuente: (Gobierno de chile, 2010). “La Norma ISO 9000 promueve la adopción de un enfoque basado en procesos cuando se desarrolla, implementa y mejora la eficacia del Sistema de Gestión de Calidad, para aumentar la satisfacción del cliente mediante el cumplimiento de los requisitos”. “Para que una organización funcione de manera eficaz, tiene que identificar y gestionar numerosas actividades relacionadas entre sí. Una actividad que utiliza recursos, y que gestiona con el fin de permitir que los elementos de entrada se transformen en resultados, se pueden considerar como un proceso. Frecuentemente las actividades de un proceso constituyen directamente el elemento de entrada del siguiente proceso” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “La aplicación de un sistema de procesos dentro de la organización, junto con la identificación e interacciones de estos procesos, así como su gestión puede denominarse como enfoque basado en procesos”. “Una ventaja del enfoque basado en procesos es el control continuo que proporciona sobre los vínculos entre procesos individuales 17 dentro del sistema de procesos, así como su combinación e Interacción”. “Un enfoque de este tipo, cuando se utiliza dentro de un Sistema de Gestión de la Calidad, enfatiza la importancia de”. “La compresión y el cumplimiento de los requisitos. La necesidad de considerar los procesos en términos que aporten valor. La obtención de resultados del desempeño y eficacia de procesos. La mejora continua de los procesos con base a mediciones objetivas” (Gobierno Baja California, 2010). “Estas actividades se realizan teniendo en cuenta el modelo de procesos Cliente – Proveedor, lo que permite identificar claramente cuál es el resultado de la gestión (producto), para quien (cliente), cuales son las actividades que realizo (proceso), que necesito para producir (insumos), quien me los provee (proveedor)” (Gobierno de chile, 2010). Figura 2.2: Cadena cliente – proveedor. Fuente: (Gobierno de chile, 2010). 18 2.2.10 Plan de puntos de inspección (PPI). Es un formato de registro muy usado para proyectos, obras o actividades que estén formadas por varias tareas y donde normalmente están implicadas varias personas, o varias empresas. Su objetivo es dejar un registro escrito de que las actividades se han realizado correctamente. Básicamente, un PPI es una tabla donde se enumeran las tareas clave del proyecto o actividad que queremos controlar. En cada fila se pone una tarea, y a la derecha se ponen columnas con las personas que deberán controlar que esta se ha realizado correctamente. Una vez que se realiza la tarea, estas personas firmaran para dejar constancia de que se ha realizado correctamente, además de esto se debe incluir los códigos de los documentos de referencia y los estándares de aceptación (ASTM, ASME, AWS, OILM, NACE, SSPC) (Jimeno Bernal, 2015). 2.2.11 Trazabilidad. “La trazabilidad es la propiedad que dispone el resultado de un valor estándar, que puede vincularse con referencias específicas mediante una seguidilla continuada de comparaciones”. “En otras palabras, la trazabilidad está compuesta por procesos prefijados que se llevan a cabo para determinar los diversos pasos que recorre un producto, desde su nacimiento hasta su ubicación actual en la cadena de abasto” (Caballero Nuñez, 2016). “En concreto, a la hora de estudiar y establecer la trazabilidad de un producto es fundamental el proceder a identificar tres aspectos básicos de aquel como son el origen de sus diversos componentes, el conjunto de procesos que se han aplicado a los mencionados y también tanto la distribución como la localización del producto en cuestión después de haberse acometido su entrega” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “Es posible distinguir entre dos tipos de trazabilidad cuando se busca conocer el estado de un producto que circula dentro de una cadena logística” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “La trazabilidad 19 interna actúa sobre los procedimientos internos de una empresa y tiene en cuenta la composición del producto, su manipulación, las máquinas empleadas y otros factores. La trazabilidad externa, por su parte, añade otros elementos para externalizar la información que surge de la trazabilidad interna”. La trazabilidad, en definitiva, se basa en el registro de las huellas que deja un producto mientras transita por la cadena antes de llegar al consumidor final. “Actualmente se trabaja para el desarrollo de un formato estándar que permita compartir y difundir la trazabilidad de manera sencilla”. “La intención es desarrollar la facultad de repasar la trayectoria y el camino seguido por cada producto, algo que permitiría conocer de dónde vienen sus componentes, cuáles son los tratamientos que se le aplican y cómo se concreta la distribución” (Caballero Nuñez, 2016). “Esto posibilitaría, a su vez, mejorar la calidad del producto y aumentar el valor para el consumidor final” (Pérez Porto, 2010). 20 Figura 2.3: Trazabilidad. Fuente: (Puelles Cruz, 2015). 2.2.12 Proceso de la fabricación de materiales en acero. “Durante la ejecución de las obras metalmecánicas, hay una diversidad de elementos que necesitan ser transformados en su figura y forma para que cumplan la función para lo cual fueron diseñados” (Maldonado Villavicencio & Siguenza Maldonado, 2012). Corte: “Proceso que consiste en dividir una pieza los procesos de corte más usados en taller son el oxicorte, plasma y cizalladora”. Oxicorte: “El proceso de oxicorte remueve el metal por una reacción química del oxígeno con el metal a elevadas temperaturas”. 21 “La temperatura necesaria es mantenida por una llama de gas combustible que se quema en oxígeno, este tipo de corte es muy usual en planchas gruesas a partir de 6 mm y su desventaja que produce desviaciones por efecto térmico” (INDURA S.A., 2013). Figura 2.4: Proceso de soldadura. Fuente: (INDURA S.A., 2013). Corte por plasma: “Proceso utilizado para remover material, mediante el uso de un arco eléctrico que se encuentra estrangulado, de modo que produce la fusión de un área localizada de la pieza” (Caballero Nuñez, 2016). “El material fundido se remueve mediante el flujo de un gas ionizado que viaja a gran velocidad por un pequeño orificio. El gas ionizado es un plasma, de ahí su nombre” (INDURA S.A., 2013). 22 Figura 2.5: Corte por plasma. Fuente: (INDURA S.A., 2013). 2.2.13 Soldadura. “Según el AWS, define la soldadura, como la coalescencia (unión de dos metales en uno) localizada de metal, en donde esa conglutinación se produce a temperaturas adecuadas, con o sin la aplicación de presión y con o sin la utilización de material de aporte” (Código AWS, 2010). 2.2.13.1. Soldadura por arco eléctrico. “Actualmente la soldadura por arco eléctrico resulta indispensable su utilización en diversos proyectos para las empresas” (Maldonado Villavicencio & Siguenza Maldonado, 2012). “Su bajo costo, facilidad y rápida utilización hacen que se aplica en la unión de todo tipo de metales”. 23 “El procedimiento de soldadura por arco consiste en provocar la fusión de los bordes que se desea soldar mediante el calor intenso desarrollado por un arco eléctrico” (Caballero Nuñez, 2016). “Los bordes en fusión de las ´piezas y el material fundido que se separa del electrodo se mezclan íntimamente, formando, al enfriarse, una pieza única, resistente y homogénea” (Código AWS, 2010). 2.2.13.2. Soldadura por proceso SMAW. De acuerdo al código AWS en el proceso SMAW se utiliza un arco eléctrico como fuente de energía para fundir, unir metales y aleaciones. En este proceso el arco es producido entre la pieza a soldar y un electrodo consumible revestido que es el elemento que transporta la corriente. Se utiliza el calor del arco eléctrico para llevar la pieza de trabajo y un electrodo consumible al estado de fusión. Del equipo o máquina de soldar es la fuente de energía eléctrica que establece el circuito cerrado, se utilizan dos cables, uno para conectar al porta electrodo a una de las terminales de la máquina (cable o electrodo del terminal), el otro cable conecta a la pinza de tierra (cable de tierra o de la pieza de trabajo) (Código AWS, 2010). 2.2.13.3. Soldadura por proceso GMAW. De acuerdo con Bonilla Galo en su libro “Optimización de los procesos en la construcción de estructuras metálicas de edificio”, menciona que la soldadura por arco eléctrico y gas tiene como características principales uso de gas de protección y la alimentación continua de material de aporte a la velocidad constante predeterminada. La fusión se produce por el calentamiento entre la punta del electrodo y el material base o pieza se trabajó. La protección del Arco se obtiene mediante el suministro continuo de un chorro de gas inerte o activo. La función del gas protector es crear una atmósfera que 24 protege un metal líquido de la acción del oxígeno e hidrógeno del aire y estabilizar el arco (Bonilla Salazar, 2006). Figura 2.6: Soldadura GMAW. Fuente: (Bonilla Salazar, 2006). “El equipo básico para este tipo de soldadura debe ser una máquina soldadora que posee la característica voltio- amperio plana y además cuenta con: un alimentador de alambre - electrodo que impulsa automáticamente el mismo hacia el charco de soldadura a una velocidad constante previamente seleccionada, una pistola la cual permite la salida del electrodo y del gas de protección, un conector de gas para la protección” (Maldonado Villavicencio & Siguenza Maldonado, 2012). 25 Figura 2.7: Diagrama esquemático del equipo de soldadura GMAW. Fuente: (Bonilla Salazar, 2006). 26 Las ventajas de usar este proceso son: “Es un proceso que tiene un alto factor de operación. Se puede tener varios grados de penetración dependiendo del gas de protección usado. Posibilidad de uso en todas las posiciones de soldadura”. “Tiene facilidad para la producción en serie. Mejor eficiencia de deposición en el proceso SMAW. No produce escoria sobre el cordón de soldadura. Se pueden soldar una mayor cantidad de materiales no ferrosos como el aluminio y sus aleaciones, el cobre y sus aleaciones”. Las desventajas son: “El uso de gas de protección hace que el transporte del equipo no sea fácil. El costo del equipo utilizado es mayor para procesos manuales. Existe un mayor número de parámetros que se deben controlar”. “Se requiere personal con mayor capacitación. Mayor consumo energía eléctrica”. “Se tienen un mayor riesgo de enfermedades en los soldadores cuando se usa argón como gas de protección” (Bonilla Salazar, 2006). 2.2.13.4. Soldadura por proceso GTAW. Se caracteriza por usar un electrodo no consumible de tungsteno Varilla sólida para el proceso TIG (GTAW) cuyo depósito es que es el que produce el arco eléctrico el cual es protegido por un gas, generalmente argón o una mezcla de helio y argón. El electrodo es el que calienta la pieza produciendo la unión, también se puede utilizar un material de aporte del 27 cual funde con el material base un uniendo y dejando un cordón de soldadura. La soldadura TIG puede ser manual o mecanizada, y se considera uno de los procesos de soldadura por arco que permite un mejor control de las operaciones de control condiciones de operación. Permite la ejecución de soldadura de alta calidad y excelente terminación, generalmente en piezas menores a 10 mm de espesor. La soldadura TIG es muy usada para aceros inoxidables o aleados y aleaciones no ferrosas (INDURA S.A., 2013). 2.2.13.5. Nomenclatura y simbología. “La soldadura al igual que la mayoría de los procesos industriales disciplinas y técnicas procesos propios” términos especializados mismos que resultan necesarios para poder lograr una comunicación efectiva y uniforme (Bonilla Salazar, 2006). 2.2.13.6. Juntas y soldadura. Una junta es la unión de las partes, o los extremos de las mismas, que van a ser unidos o que han sido unidos. Tipos de Soldadura Según la forma, la sección transversal del metal a soldar y otras características, podemos citar los siguientes tipos de soldaduras: • Ranura (Groove). • Filete (Fillet). • Tapón (Plug). • Botón ranurado (Slot). • Pernos (Stud). • Recubrimiento (Surfacing). • Borde o Reborde (Flange). • Costura (Seam). • Puntos o Proyección (Spot o Projection). 28 Figura 2.8: Tipos de soldadura. Fuente: (Miguel Eyheralde, 2012). Tipos de Juntas: “Podemos realizar la siguiente clasificación de los tipos básico de juntas a ser soldadas” (Caballero Nuñez, 2016). Citemos cinco tipos básicos de juntas. • “A Tope (Butt Joint). • En Esquina (Corner Joint). • En T (T Joint). • De Traslape o Solape (Lap Joint). • De Borde (Edge Joint)”. Figura 2.9: Tipos de unión. Fuente: (Miguel Eyheralde, 2012). 29 “En la práctica industrial las juntas de ranura ocuparán un lugar preponderante, y particularmente al momento de comenzar prácticas de soldadura es el esquema de junta con el que se inicia” (Caballero Nuñez, 2016). Algunos tipos de preparaciones de juntas de ranura: “Al momento de diseñar una junta de ranura para una determinada aplicación se deberá tener en cuenta el espesor del material, el proceso que se va a aplicar y las posibilidades prácticas de ejecución del trabajo” (Caballero Nuñez, 2016). “Veamos algunos tipos de preparación de junta de ranura dados por la geometría de los bordes de los miembros de la junta”. 1. “Simple V. 2. Media V. 3. Doble V. 4. En U. 5. En J. 6. Doble U. 7. Doble J. 8. En K. 9. Sin bisel o recto”. Figura 2.10: Tipos de juntas. Fuente: (Miguel Eyheralde, 2012). 30 “Pueden presentarse variantes y combinaciones de éstas juntas u otras geometrías que dependerán de la aplicación, el proceso, el espesor de la junta y las condiciones operativas donde se vaya a realizar la soldadura” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “Los tipos probados de juntas están descriptos y nos permiten contar con la certeza del resultado que se obtendrá, y que el mismo” implicará una junta soldada Figura: sana. “Las partes o elementos de las juntas soldadas o a soldarse son relativamente numerosos, y a fin de poder interpretar y describir correctamente cualquier junta, es necesario identificar y ubicar cada una de sus partes” (Caballero Nuñez, 2016). “Utilizaremos los siguientes términos técnicos con traducciones de uso en la industria” (Caballero Nuñez, 2016). Figura 2.11: Terminología de la junta. Fuente: (Miguel Eyheralde, 2012). 31 “Consideremos otros esquemas que ayudan a incorporar otros términos y a reafirmar los anteriores” (Miguel Eyheralde, 2012). Figura 2.12: Terminología de la junta. Fuente: (Miguel Eyheralde, 2012). 2.2.13.7. Posiciones de aplicación de soldadura. “Las posiciones se han homologado en función a su grado de dificultad; siendo la posición plana la más fácil de soldar y la de sobre cabeza la más difícil; en el caso de posición” 6G en tubería es considerada la de mayor dificultad debido a que combina todas las posiciones en una sola probeta (Código AWS, 2010). 32 Figura 2.13: Posiciones para soldadura de ranuras en placas. Fuente: (Código AWS, 2010). 33 Figura 2.14: Posiciones de soldadura de ranuras en tubos. Fuente: (Código AWS, 2010). 34 Figura 2.15: Posiciones para soldadura de filete. Fuente: (Código AWS, 2010). 2.2.13.8. Simbología de la soldadura. Los símbolos básicos sirven para representar el tipo de Unión o de soldadura quedes efecto hacen los más comunes son las que se refieren a la forma de la ranura de Unión su forma es lógica y fácil de recordar adicionalmente están los referentes a soldaduras de recubrimiento, los de costura y de relleno. Una regla básica es que la línea perpendicular siempre 35 debe quedar al lado izquierdo, sin importar la orientación de la línea de referencia. A continuación se presentaron los símbolos más usuales de soldadura (Código AWS, 2010). Figura 2.26: Símbolos de soldadura. Fuente: (Código AWS A2.4, 2010). 2.2.13.9. Simbología de ensayos no destructivos. Los símbolos de soldadura también pueden ser empleados para indicar los ensayos no destructivos que se deben realizar a la unión soldada. Las siglas de los ensayos no destructivos se pueden combinar con los símbolos básicos o auxiliares de soldadura. En la siguiente tabla se muestra los tipos de ensayos no destructivos (END). 36 Tabla 2. 1: Tipos de ensayo no destructivos. ENSAYO NO DESTRUCTIVO SIGLAS “Visual “VT Líquidos penetrantes PT Partículas magnéticas MT Ultrasonido UT Radiografía RT Electromagnético ET Emisión acústica AET Hermeticidad” LT” “Radiografía neutrónica “NRT Termografía TIR Comprobación” PRT” Fuente: Elaboración propia. 2.2.13.10. Electrodos revestidos. “El elemento fundamental de este proceso es el electrodo, que establece el arco, protege el baño de fusión y que, al consumirse, produce la aportación del material que, unido al material fundido del metal base, va a constituir la soldadura” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). El electrodo revestido está formado por: “Un núcleo metálico. Revestimiento” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “Los electrodos tienen longitudes normalizadas de 150, 200, 250, 300, 350, y 450 mm, en función del diámetro del electrodo” (Caballero Nuñez, 2016). “Un extremo del alma, de 20 a 30 mm, no lo cubre el revestimiento, y es la parte que se inserta en la pinza portaelectrodos”. “Los diámetros también están normalizados: 1,6; 2; 37 2,5; 3,2; 4; 5; 6, son los más habituales” (Maldonado Villavicencio & Siguenza Maldonado, 2012). “Atendiendo al espesor del revestimiento, podemos clasificar los electrodos en” (Caballero Nuñez, 2016): Delgados: “protegen poco el metal fundido, por lo que sólo se utilizan en el aprendizaje de las técnicas de soldeo”. Medios: “obtienen mayor estabilidad del arco, permiten el soldeo con corriente alterna y protegen mejor al metal soldado” (Maldonado Villavicencio & Siguenza Maldonado, 2012). “La escoria recubre al metal ya solidificado reduciendo su velocidad de enfriamiento y la oxidación”. Gruesos: “los electrodos con revestimiento grueso permiten obtener las mejores cualidades del metal soldado”. 38 Figura 2.17: Electrodo según grosor. Fuente: (LINCOLN ELECTRIC, 2015). “La clasificación de los electrodos es variada pudiendo ser las más principales: revestimientos oxidantes, ácido, rutílicos, celulósicos, bajos en hidrógeno” (LINCOLN ELECTRIC, 2015). 39 2.2.13.11. Electrodos para aceros al carbono. “La designación AWS A5.1 para una soldadura está formado por una serie de 4 dígitos que lleva como prefijo la letra E indica que se emplean en la soldadura eléctrica” (Caballero Nuñez, 2016). “Los números que van a la izquierda de los dos últimos dígitos, multiplicados por mil, dan la resistencia mínima a la tensión en lb/plg2 o ksi, del metal depositado”. “El dígito del último número indica las características de la fuente energía, y el último dígito indica el tipo de escoria, tipo de arco, penetración, presencia de polvo de hierro” (Código AWS, 2010). 40 2.3 Bases conceptuales. 2.3.1 Plan de calidad (Variable Independiente). “Es un conjunto de procesos y procedimientos que siguen un criterio de trazabilidad, el control y aseguramiento de calidad son las herramientas que se elaboran y aplican al proceso de fabricación de obras metal mecánicas” (Maldonado Villavicencio & Siguenza Maldonado, 2012). “La calidad del producto es el conjunto de características o propiedades inherentes; que tiene el producto para satisfacer las necesidades del cliente a través de un plan de puntos de inspección donde realizaremos formatos para cada proceso y procedimiento en la fabricación de las obras metal mecánicas” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). “En el control de calidad nos basaremos a las tareas y actividades de control en cada etapa en el plan de puntos de inspección durante la fabricación”. 2.3.2 Obras metal mecánicas (Variable Dependiente). “La fabricación de una obra implica el uso de los recursos y sus controles, la implementación del plan de calidad lograra influir en la calidad del producto final” (Caballero Nuñez, 2016). “Durante las fabricaciones metal mecánicas, a través del control estricto en todo el proceso aseguraremos que se cumplan estrictamente todo el procedimiento establecido según las normas y códigos internacionales para ofrecer la calidad del producto final”. 41 2.4 Operacionalización de las variables. Tabla 2.2: Variables y su descripción. VARIABLE DESCRIPCIÓN DIMENSIÓN INDICADOR V A R IA B L E D E P E N D IE N T E OBRA METAL MECÁNICA Fabricaciones metal mecánicas. Calidad del producto final. V A R IA B L E I N D E P E N D IE N T E PLAN DE CALIDAD Aseguramiento de la calidad. Plan de puntos de inspección. Control de calidad. “Tareas y actividades de control a ejecutar en cada etapa del plan de puntos de inspección durante la fabricación”. Fuente: Elaboración propia. 42 CAPÍTULO III METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 Método de investigación. “Método sistémico: El propósito es estudiar el objeto mediante la determinación de sus elementos, sus relaciones y límites para observar su estructura y la dinámica de su funcionamiento. El enfoque sistémico enfrenta el problema en su complejidad a través de un pensamiento basado en la totalidad, en el estudio de la relación entre las partes y de las propiedades emergentes resultantes. Al identificar un objeto de investigación, no se debe perder de vista las entradas y salidas del sistema, ya que estos le relacionan con su súper sistema. Tampoco debe perderse de vista los bucles de realimentación entre los elementos del sistema, los caracteres emergentes que se producen, la recursividad de sus características y propiedades, y la entropía y neguentropía que se produce” (Espinoza Montes, 2014, pág. 91). “El método sistémico es una manera de abordar y formular problemas con vistas a una mayor eficacia en la acción, que se caracteriza por concebir a todo objeto (material o inmaterial) como un sistema, entendiendo por sistema una agrupación de partes entre las que se establece alguna forma de relación que las articule en la unidad que es precisamente el sistema” (Bunge, 1995, pág. 7). 43 “Los sistemas pueden estar asociados o ser un sustento de procesos, entendiendo por proceso un conjunto de acciones que tienden hacia un fin determinado. Estos procesos implican producción, transformación y/o transporte de materia, energía y/o información y tienen por resultado un producto (material o inmaterial). Donde los procesos pueden ser físicos, químicos, económicos, etc., y los productos objetos, bienes en general, energía eléctrica, procedimientos, etc.” (Bunge, 1995, pág. 13). El método sistémico se aplicara para poder realizar la “implementación de plan de calidad en obras metal mecánicas en la empresa VyP ICE S.A.C. para ello nos basaremos en todo el proceso de fabricación que se ciñe a las normas y códigos internacionales”, para que a través de formatos diseñados por nosotros mismo puedan dar la veracidad que se están cumpliendo con las normas y códigos internacionales establecidos en cada proceso de fabricación, para así poder brindar productos de calidad a nuestros clientes. 3.2 Tipo de investigación. “La investigación tecnológica tiene como propósito aplicar el conocimiento científico para solucionar los diferentes problemas que beneficien a la sociedad” (Espinoza Montes, 2014, pág. 90). “La investigación tecnológica: como su nombre lo indica, esta investigación está dirigida a descubrir y conocer qué técnicas son más eficaces o apropiadas (previo estudio de las técnicas) para operar, es decir, producir cambios o conservar los progresos alcanzados, así como perfeccionar las actividades producidas o manipular cualquier fragmento de la realidad. En la realización de la investigación tecnológica es indispensable la concurrencia de la teoría científica, así como la de las leyes y principios que definen y explican los hechos y fenómenos de la realidad, sin los cuales no es posible su ejecución. Este tipo de investigación es relacionada esencial, objetiva y metodológicamente con el nivel de experimental de la misma, ya que 44 ambos casos se busca producir cambios cualitativos, mediante la aplicación de nuevos sistemas, nuevos modelos o nuevas técnicas” (Carrasco Diaz, 2013, pág. 45). “El tipo tecnológico es el que se adecua al trabajo desarrollado ya que al implementar el plan de calidad en las fabricaciones de las obras metálicas, se basara a normas y códigos internacionales para que pueda influir en la calidad del producto a ofrecer a nuestros clientes”. 3.3 Nivel de investigación. “La investigación aplicada, se distingue por tener propósitos prácticos inmediatos bien definidos, es decir, se investiga para actuar, transformar, modificar o producir cambios en un determinado sector de la realidad” (Carrasco Diaz, 2013, pág. 43). “La investigación aplicada, también conocida como diseño o innovación, tiene como propósito aplicar los resultados de la investigación experimental para diseñar tecnologías de aplicación inmediata en la solución de los problemas de la sociedad buscando eficiencia y productividad” (Espinoza Montes, 2014, pág. 91). Por medio de la investigación aplicada, se logró identificar algunas deficiencias en el proceso de la fabricación de obras metal mecánicas mostrando la realidad de la empresa, donde la eficiencia y productividad no eran las adecuadas, por ello se implementó un plan de calidad basándose en la inspección en cada proceso mediante formatos elaborados acorde de códigos y normas internacionales. 3.4 Diseño de la investigación. “Diseño bibliográfico o descriptivo simple: Es cuando recurrimos a la utilización de datos secundarios, es decir aquellos que han sido obtenidos por otros y nos llegan elaborados y procesados de acuerdo con los fines de quienes inicialmente lo elaboraron y manejan, y por lo cual decimos que es un diseño bibliográfico” (Tamayo y Tamayo, 2003, pág. 109). 45 “Diseño descriptivo simple: Busca recoger información actualizada sobre el objeto de investigación. Sirve para diagnóstico descriptivo caracterizaciones, perfiles, etc.” (Espinoza Montes, 2014, pág. 93). “El diseño de la investigación es descriptivo simple, ya que se elaborará y describirá detalladamente plan integrado de calidad a partir de la observación, archivos históricos e información recolectada de normas y códigos internacionales en calidad, se describe un plan de punto inspección referidos a calidad, la cual se aplicará a cada proceso de fabricación de las obras metal mecánicas” (Becerra Arévalo & Paulino Romero, 2012). M → O M: Ejecución de obras metal mecánicas. O: Calidad de fabricaciones metal mecánicas. 3.5 Unidad de observación. 3.5.1 Unidad de observación. Plan de calidad, donde nuestro alcance para dicho plan son: Plan de puntos de inspección (PPI). Reporte de recepción / control de materiales. Reporte de WPS, PQR, WPQ. Reporte de control dimensional. Reporte de esquema de uniones soldadas. Reporte de inspección visual de soldadura. Reporte de ensayos no destructivos. Ejecución de obras metal mecánicas. Calidad de fabricaciones de metal mecánicas 46 3.6 Técnicas e instrumentos de recolección de datos. 3.6.1 Técnicas de recolección de datos. Tabla 3.1: Técnicas de recolección de datos. TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS DESCRIPCIÓN Técnica documental “Normas internacionales, ASME, ASTM.AISC, AWS, ISO 9001:2000”. Técnica empírica “Recolección de datos durante el proceso de fabricación de las obras metalmecánicas observadas en la empresa VYP ICE SAC”. Fuente: Elaboración propia. 47 3.6.2 Instrumentos de recolección de datos Tabla 3.2: Instrumentos de recolección de datos. INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS DESCRIPCION Técnica documental “Información bibliográfica, registros de archivos históricos en gestión de calidad”. Técnica empírica “Fichas de observación, equipos de metrología”. Fuente: Elaboración propia. 48 PLAN DE ASEGURAMIENTO DE CALIDAD N° Plan de Puntos de Inspección y Ensayos no Destructivos Revisión Fecha CLIENTE ITEM ORDEN DE COMPRA ORDEN DE TRABAJO CAR PROYECTO Actividad N° Etapas de inspección Método de control Porcentaje de control Estándar de aceptación Formato de registro Ámbito de inspección Observaciones 1.1 PLAN DE CALIDAD Revisión de documentos 100% 1773-ID-000-202-DSC- 100/101 1.2 PLAN DE PUNTOS DE INSPECCIÓN Revisión de documentos 100% 1773-ID-000-202-DSC- 100/101 1.3 CALIBRACIÓN DE INSTRUIMENTOS Y EQUIPOS DE Certificado de calibración 100% OILM R 35-1-2007E 1.4 INSPECIÓN DE MATERIALES Revisión de documentos y certificación 100% ASTM A-36 1.5 HABILITACIÓN DE MATERILES Visual 100% AISC 326 1.6 INSPECIÓN DE DIMENSIONAL Medir 100% AISC 303 1.7 PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Visual 100% AWS D1.1 1.8 CALIFICACIÓN DE SOLDADURA Visual 100% AWS D1.1 1.9 PARÁMETROS DE SOLDADURA Amperaje (I) SPOT WPS Voltaje (V) 1.10 ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS Inspección visual (VT) 100% AWS D1.1 Tabla 6.1 Inspección radiográfica 30% AWS D1.1 Tintes penetrantes (PT) 100% ASTM E-165 1.11 LIMPIEZA SUPERFICIAL Visual 100% No aplica 1.12 PROCEDIMIENTO DE PINTURA Y RESANE Sales abrasivos, pureza de aire, rugosidad SCPT SSPC-SP10/NACE1 Preparación de superficie 100% SSPC-SP10 Espesor de película seca 100% 1.13 DOCUMENTACIÓN FINAL --- --- --- GERENCIA DE INGÉNIERIA NOMBRE FIRMA FECHA REVISIÓN PREPARADO POR: APROBADO POR: CONTROL DE CALIDAD EJECUTADO POR: Tipo de requerimiento: H I R S W HOLD INSPECT REVIEW SURVEILLANCE WITNESS (RETENER) (INSPECCIONAR) (REVISIÓN) (SUPERVISIÓN) (PRESENCIAR) REQUISITO PARADA DE PRODUCCIÓN AFIRMAR QUE UNA OPERACIÓN HA SIDO CORRECTAMENTE COMPLETADA REVISIÓN DE DOCUMENTOS SUPERVISIÓN AL AZAR OBSERVAR UNA OPERACIÓN Figura 3.1: Formato de plan de aseguramiento de calidad. Fuente: Elaboración propia. 49 Figura 3.2: Formato de lista de equipos de medición. Fuente: Empresa VyP ICE SAC. 50 FORMATO Código: RECEPCIÓN DE MATERIALES Versión: Fecha: 1.PROYECTO: REGISTRO N°: 2. DOCUMENTOS DE RESPALDO DEL MATERIAL: 3. REVISIÓN DE DOCUMENTOS RECIBIDOS: 4. ITEMS / PARTES RECIBIDAS ITEM DESCRIPCIÓN U.M. CANT. PROVEEDOR GUÍA DE REMISIÓN FECHA DE RECEPCIÓN N° DE COLADA CERTIFICADO DE CALIDAD 5.OBSERVACIONES 6. APROBACIÓN FINAL J. ALMACÉN CONTROL DE CALIDAD COMPAÑÍAMINERAVOLCAN S.A.C. Figura 3.3: Formato de recepción de materiales. Fuente: Empresa VyP ICE SAC. 51 Figura 3.4: Formato de trazabilidad del acero. Fuente: Empresa VyP ICE SAC. 52 FORMATO Código LISTA DE SOLDADORES CALIFICADOS Versión Fecha OT PROYECTO CLIENTE SECTOR FECHA REGISTRO ITEM SOLDADOR DNI ESTAMPA WPS POSICION PROCESO CALIFICADO POR NORMA AWS D1.1 - 2015 V°B° J. PRODUCCION V°B° J. CONTROL DE CALIDAD Figura 3.5: formato de lista de soldadores calificados. Fuente: Empresa VyP ICE SAC. 53 Figura 3.6: Formato WPS / PQR según AWS D1.1. Fuente: Empresa VyP ICE SAC. 54 Figura 3.7: Formato de control de líquidos penetrantes. Fuente: Empresa VyP ICE SAC. 55 Figura 3.8: Formato de control de líquidos penetrantes. Fuente: Empresa VyP ICE SAC. FORMATO Fecha: Obra:
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