REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
LUFKIN DE VENEZUELA S.A.
EVALUACIÓN INGENIERIL DE LA UNIDAD DE BOMBEO C-160D-173-74 BAJO LA ESPECIFICACIÓN API 11E Fecha de inicio: 15/06/2015 Fecha de culminación: 28/07/2015
REALIZADO POR:
Br. Jesús Daniel Fuenmayor Albarran C.I.: V- 20.689.243
Ing. Lisdky Chirinos
Ing. Jesús Lam
Tutor Académico
Tutor Industrial
Maracaibo, Agosto del 2015.
LUFKIN DE VENEZUELA S.A.
EVALUACIÓN INGENIERIL DE LA UNIDAD DE BOMBEO C-160D-173-74 BAJO LA ESPECIFICACIÓN API 11E
REALIZADO POR:
___________________ Br. Jesús Daniel Fuenmayor Albarran C.I.: V- 20.689.243 Urbanización la Floresta, Avenida 86, Calle 79F, casa 86-27. +58 426-4667224
[email protected]
___________________
___________________
Ing. Lisdky Chirinos
Ing. Jesús Lam
Tutor Académico
Tutor Industrial
LUFKIN DE VENEZUELA S.A.
LUFKIN DE VENEZUELA S.A.
APROBACIÓN DEL INFORME DE PASANTÍAS
Ing. Jesús Lam
En mi carácter de Tutor de Pasantías Industriales del estudiante universitario
Br.
Jesús
Daniel
Fuenmayor
Albarran
portador
de
la
C.I.: V-20.689.243, notifico que el presente informe ha sido, revisado, evaluado y aceptado por la empresa LUFKIN DE VENEZUELA S.A., a fin de que sea consignado ante LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA, para efectos de la evaluación y aprobación académica.
Atentamente
TUTOR INDUSTRIAL Ing. Jesús Lam Gerente de Ingeniería
En Maracaibo, a los ___ días del mes de _________ del año 2015. 3
LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA
APROBACIÓN DEL INFORME DE PASANTÍAS
En mi carácter como Tutor Académico de Pasantías Industriales del estudiante universitario Br. Jesús Daniel Fuenmayor Albarran portador de la C.I.: V-20.689.243, notifico que este informe ha sido entregado, revisado y aprobado con una calificación de _______________
(
) puntos.
Atentamente
TUTOR ACADÉMICO Profesora. Ing. Lidsky Chirinos Coordinadora de Pasantías.
Observaciones: _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
En Maracaibo, a los ___ días del mes de _________ del año 2015 4
INDICE GENERAL Ficha de Identificación Carta de Aceptación de Pasantías Carta de Culminación de Pasantías Control De Cartas Para Pasantías I
Resumen
10
II
Introducción
11
III
Marco Teórico
12
IV
Breve Descripción de la Empresa
22
-
Reseña Histórica
22
-
Misión
23
-
Visión
23
-
Valores Organizacionales
24
-
Actividad Económica
24
-
Proceso Productivo
25
-
Materia Prima Utilizada
31
-
Productos Obtenidos
32
-
Estructura Organizativa
33
-
Ubicación de la Pasantía dentro de la
35
Empresa -
Funciones del Departamento
36
V
Justificación de la Práctica Profesional
37
VI
Objetivos
38
-
Objetivo General
38
-
Objetivos Específicos
38
VII
Metodología Utilizada
38
VIII
Actividades Realizadas
41
IX
Cronograma de Actividades Realizadas
43
X
Resultados y su Discusión
50
XI
Conclusiones
51
XII
Recomendaciones
52
XIII
Bibliografía
53
Anexos 5
FICHA DE IDENTIFICACIÓN Nombre del Pasante
Jesús Daniel Fuenmayor Albarran
Cédula de Identidad
V-20.689.243
Dirección
Urbanización la Floresta, Avenida 86, Calle 79F, casa 86-27.
Email
[email protected]
Programa
Ingeniería Mecánica
Institución
Universidad del Zulia
Coord. De Pasantías
Prof. Ing. Lidsky Chirinos
Email
[email protected]
Empresa
LUFKIN DE VENEZUELA S.A.
Gerencia
Operaciones
Departamento
Ingeniería
Tutor Industrial
Ing. Jesús Lam
Email
[email protected]
Dirección
Km. 15 ½ Vía Perijá, Edificio Lufkin de Venezuela, Sector Los Cortijos, San Francisco, Estado Zulia, Venezuela.
Teléfonos
+58 261 700.88.61
Fax
+58 261 700.88.73
Email
[email protected]
Página Web
www.lufkin.com.ve
Período de Pasantías
15/06/2015 – 28/07/2015
6
7
8
CONTROL DE CARTAS PARA PASANTÍAS
TIPO
FIRMA
FECHA
Carta de postulación Carta de aceptación Carta de presentación FUNDEI Carta de culminación
Br. Jesús Daniel Fuenmayor Albarran C.I.: V- 20.689.243
TUTOR ACADÉMICO Profesora. Ing. Lidsky Chirinos Coordinadora de Pasantías.
9
DESCRIPCIÓN
“EVALUACIÓN INGENIERIL DE LA UNIDAD DE BOMBEO C-160D-173-74 BAJO LA ESPECIFICACIÓN API 11E” Fuenmayor A, Jesús D.
Informe de pasantías industriales, realizado con finalidad de optar al título de Ingeniero Mecánico. Facultad de Ingeniería, Escuela: Mecánica. Universidad del Zulia. Maracaibo, Edo. Zulia, Venezuela. 46 p.
RESUMEN Las pasantías fueron realizadas en el DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA de la empresa LUFKIN DE VENEZUELA S.A., durante un período de 6 semanas desde el 15/06/2015 hasta el 28/07/2015 como requisito pautado en el artículo 118 de la ley de universidades, para optar por el título de Ingeniero Mecánico de la Universidad del Zulia; durante este periodo de tiempo se llevaron a cabo un conjunto de actividades como: charlas de inducción, diseño de elementos mecánicos (engranes), modelado de piezas, simulaciones de elemento finito, cálculos ingenieriles, búsqueda de información, estudio de la norma API 11E “Specification for Pumping Units” edición 2013 (última edición), entre otras actividades realizadas. LUFKIN DE VENEZUELA S.A posee más de dos décadas de experiencia en la fabricación de recipientes a presión, tanques, bombas reciprocantes y balancines petroleros; estos últimos son regidos bajo la especificación API 11E en la cual la empresa se encuentra actualmente certificada. Durante el periodo de pasantías se llevó a cabo la recertificación con el Instituto Americano De Petróleo bajo la especificación 11E los días 20, 21, 22, 23, 24 del mes de julio, siendo el día 23 del mes al que se hace referencia la auditoria del DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA; con la finalidad de prestar apoyo y mantener la certificación se llevó a cabo la presente asignación de pasantía en donde, se estudió y analizó a profundidad la especificación API 11E para satisfacer los criterios y requerimientos de diseño establecidos por dicha especificación. Palabras Clave: Balancines, Simulaciones, API, Requerimientos, Certificación.
Correo Electrónico:
[email protected]
10
INTRODUCCIÓN Las pasantías son un enlace entre los estudiantes y las industrias, constituyendo una etapa de gran importancia en el adiestramiento teórico – práctico durante la fase final de la carrera, en donde los futuros profesionales pueden aplicar los conocimientos adquiridos en pregrado y a su vez complementar de manera eficiente su formación académica, teniendo una perspectiva de las exigencias en aptitudes y actitudes que un profesional debe tener en el desempeño de sus funciones. La institución donde se realizaron las pasantías fue en
LUFKIN DE
VENEZUELA S.A., la cual es una empresa bien establecida en el área de la metalmecánica; con más de 2 décadas de experiencia en la fabricación de recipientes a
presión
bajo
la
norma
ASME/NIBC,
tanques,
bombas
reciprocantes, intercambiadores de calor bajo las normas ASME/NIBC/TEMA, balancines petroleros entre otros equipos que son utilizados en la industria de gas, petróleo, energía, alimentos y otros sectores. La práctica profesional se llevó a cabo en el departamento de ingeniería donde específicamente estuvo centrada en la evaluación ingenieril de la unidad de bombeo C-160D-175-74 con base a la norma API 11E “Specification for Pumping Units” necesaria para recertificación con el Instituto Americano De Petróleo. A Lo largo de la investigación, se ofrece una breve reseña de la empresa, los conceptos teóricos referentes a las unidades de bombeo, características, servicios ofrecidos, la metodología utilizada durante la ejecución del proyecto, al igual que su respectivo cronograma de actividades realizadas, resultados obtenidos, conclusiones y recomendaciones. .
11
MARCO TEÓRICO
-
Unidad De Bombeo Mecánico (Balancines)
El bombeo mecánico es un procedimiento de succión
y
transferencia
continua del petróleo hasta la superficie, considerando que el yacimiento posee una determinada presión, la cual es suficiente para que el petróleo alcance un determinado nivel en el pozo, para esto se baja una bomba dentro la tubería de producción y se asienta en el fondo con el uso de empacaduras. La bomba es accionada por medio de las varillas que le transmiten el movimiento desde el equipo de bombeo, este consta de un balancín al cual se le transmite el movimiento de vaivén por medio de la biela y la manivela, y estas se accionan a través de una caja reductora movida por un motor. El balancín imparte un movimiento de sube y baja a la sarta de varillas de succión que mueve el pistón de la bomba, a cierta profundidad del fondo del pozo. La válvula fija permite que el petróleo entre al cilindro de la bomba. Por un lado en la carrera descendente de las varillas, la válvula fija se cierra y se abre la válvula viajera para que el petróleo pase de la bomba a la tubería. Sin embargo cuando asciende, la válvula viajera se cierra para mover hacia la superficie el petróleo que está en la tubería y la válvula fija permite que entre petróleo a la bomba. La repetición continúa del movimiento ascendente y descendente mantiene el flujo hacia la superficie, el motor que mueve a la caja reductora para incrementar el torque que luego será transferido al balancín puede ser de dos tipos: motor eléctrico o de combustión.
-
Ventajas del Sistema de Bombeo Mecánico de Petróleo
Fácil de operar y de hacer mantenimiento.
Puede bombear el pozo a una baja presión de entrada para obtenerla máxima producción.
12
Usualmente es la más eficiente forma de levantamiento artificial.
Se puede fácilmente intercambiar de unidades de superficie.
Se puede usar motores a gas como movedores primarios si la electricidad no está disponible.
Se puede usar la bomba con el control apagado para minimizar la carga del fluido, costos de electricidad y las fallas de varilla.
Puede ser monitoreada remotamente con un sistema de control de supervisión de bomba.
-
Desventajas del Sistema de Bombeo Mecánico de Petróleo
Es problemático en pozos con alta desviación.
No puede ser usada en pozos off shore por los grandes equipos de superficie y la limitada capacidad de producción es comparada con otros métodos.
No puede funcionar con excesiva producción de arena.
La eficiencia volumétrica cae drásticamente cuando se tiene gas libre.
-
En áreas urbanas obstruye una gran cantidad de espacio.
Tipos De Unidades De Bombeo
Convencional: Estas unidades de bombeo cumplen las especificaciones API en sus diseños y son los más utilizados para el levantamiento mecánico, porque sus costos de operación son relativamente bajos y su amplia adaptación a las condiciones de los pozos, (Norma API,2010). Estas unidades de bombeo se encuentran pivoteadas en el centro del Walking Beam.
Mark II: Al igual que las unidades de bombeo convencionales los modelos Mark o también llamados “Unitorque” son muy utilizados en la industria petrolera debido a que por su 13
geometría característica la cual se encuentra pivoteada al finalizar el Walking Beam, este permite transferir el mismo valor de torque en la carrera ascendente como en la carrera descendente.
De aire: Estas unidades de bombeo consisten en un sistema conectado a varios
componentes los cuales utilizan
principalmente la fuerza hidráulica para trasmitir energía a la bomba.
-
Componentes Existen diferentes tipos de unidades de bombeo en el cual muchos de
sus componentes son iguales, similares o diferentes pero cumplen la misma función para el cual fueron diseñados.
Figura 1. Unidades De Bombeo Convencional
14
Figura 2. Unidades De Bombeo Mark II
Figura 3. Unidades De Bombeo De Aire
15
-
Nomenclatura
Figura 4. Nomenclatura de las Unidades De Bombeo
-
Reductor La caja reductora es un componente primordial que forma parte de la
unidad de bombeo, este a su vez permite aumentar el torque y bajar las RPM a través de un tren de engranes de doble helicoidal, los reductores pueden ser de una sola reducción op de doble reducción dependiendo del diseño. El diseño de los engranes son regidos bajo las normas AGMA y
el
Instituto
Americano
de
Petróleo
determina el rating del reductor los cuales se encuentran estandarizados para la industria petrolera. El motor que mueve a la caja reductora Figura 5. Reductor
puede
ser
eléctrico
o
de
combustión dependiendo la accesibilidad de uno u otro en el lugar de operación.
16
Los reductores que fabrica en LUFKIN DE VENEZUELA S.A. son de doble reducción en los cuales se pueden observar los siguientes componentes:
Piñón de Alta
Eje de Alta Piñón Intermedio
Corona Intermedia Eje Intermedio
Output Shaft Buje Case
Corona de Baja
Figura 6. Componentes de un reductor
-
Engranes Los engranes son elementos mecánicos diseñados para para transmitir
potencia de un componente a otro, están formados por dos ruedas dentadas los cuales describen un perfil envolvente o de involuta permitiendo transmitir eficientemente la potencia con pérdidas comprendidas entre el del 2% de la potencia transmitida. (Shigley & Mischke, 2011)
Existen diversos tipos de engranes para distintas funciones en la industria, algunos de ellos son los mostrados en la siguiente figura.
17
Figura 7. Tipos de engranes
-
Engranes helicoidal doble hélice Los engranes también llamados “Herringbone Gear” son engranes
helicoidales dobles. Son una combinación de hélice a derecha e izquierda. El empuje axial que absorben los apoyos o cojinetes de los engranes helicoidales es una desventaja de ellos y esta se elimina por la reacción del empuje igual y opuesto de los dientes de un engrane helicoidal doble. Un miembro del juego de engranes de helicoidales dobles debe ser apto para absorber la carga axial de tal forma que impida cargas excesivas en el diente provocadas por la disparidad de las dos mitades del engrane. (Méndez, 2011)
18
-
Cojinete De Contacto Deslizante Son elementos de máquina construidos en forma de casquillos o buje de
un metal o aleación diferente a la del árbol o eje, seleccionado de tal manera que presente un coeficiente de rozamiento lo más bajo posible. En algunos casos es posible agregar un lubricante, de forma tal que el elemento móvil se desplace sobre una película de dicho material, evitándose así que las superficies entren en contacto. (Jordan, 2004).
-
Cojinete De Contacto Rodante Los términos cojinete de contacto rodante, cojinete antifricción y cojinete
de rodamiento se emplean para describir la clase de cojinete en la cual se transfiere la carga principal mediante elementos que experimentan contacto rodante en vez de contacto deslizante. En un cojinete de rodamiento, la fricción inicial aproximadamente duplica la fricción de operación, pero aun es despreciable en comparación con la fricción inicial de un cojinete de manguito. La carga, la velocidad y la viscosidad de operación del lubricante afectan las características de fricción de un cojinete de rodamiento. Probablemente no sea adecuado describir un cojinete de rodamiento como “antifricción”, pero este término se utiliza a menudo en la industria. (Shigley & Mischke, 2011)
-
Flechas y Eje Una flecha es un elemento rotatorio, por lo general de sección
transversal circular, que se emplea para transmitir potencia o movimiento. Ella constituye el eje de rotación u oscilación de elementos como engranes, poleas, volantes de inercia, manivelas, catarinas y miembros similares y, además, controla la geometría de su movimiento. Un eje es un elemento no giratorio que no transmite par de torsión que se utiliza para soportar ruedas rotatorias, poleas y elementos parecidos. Un eje no giratorio puede diseñarse con facilidad y analizarse como una viga estática, pero no justifica la atención especial que se le da a los ejes giratorios que están sometidos a carga por fatiga.
19
. El diseño de una flecha completa tiene mucha interdependencia con el de los componentes. El diseño de la propia máquina dictará que ciertos engranes, poleas, cojinetes y otros elementos se tendrán que analizar, al menos parcialmente, y determinar en forma tentativa su tamaño y espaciamiento. (Shigley & Mischke, 2011)
-
Cuña o key Las cuñas son elementos mecánicos que se emplean para permitir la
transmisión del par de torsión del eje al elemento soportado por el eje, para el posicionamiento axial y para la trasferencia de par de torsión o empuje, o ambos. Las cuñas o key son a su vez elementos de seguridad diseñados para deformarse antes que los elementos más voluminosos y costosos como los ejes y los elementos acoplados al mismo, de la manera que no estos elementos más importantes no sufran daño alguno y se pueda reemplazar la cuña menos costosa. (Shigley & Mischke, 2011)
-
Undercutting o Socavado El perfil de los dientes de los engranajes de evolvente está compuesto
por dos curvas fundamentales, una es una evolvente y la otra es una trocoide. En los engranajes, estas curvas pueden ser tangentes o cortarse entre sí. La porción de evolvente conforma el perfil de trabajo y la trocoide el de transición entre la evolvente y la raíz del diente. Cuando ambas curvas son tangentes se tiene un diente sin socavado y cuando se cortan se dice que el diente está socavado. El socavado en los dientes está motivado por la interferencia de la herramienta generadora durante la elaboración del engrane. Esta interferencia socava o elimina la parte inferior del perfil de evolvente. El socavado tiene como aspectos negativos la reducción de la longitud del perfil de evolvente, disminuyendo la razón de contacto, y además disminuye la sección crítica para los esfuerzos de flexión. La interferencia de maquinado o socavado en la base del diente depende de varios factores como el tipo y parámetros de la herramienta de 20
elaboración, el número de dientes del engrane que se elabora y el coeficiente de corrección. (Lemos & Delgado 2007).
-
AGMA La Asociación Americana Fabricantes de Engranes es una asociación
voluntaria de empresas, consultores y académicos con un interés directo en el diseño, la fabricación, la aplicación de los engranajes, acoplamientos y sistemas de transmisión de potencia y equipos relacionados. Fundada en 1916, AGMA es una organización impulsada por la realización de los programas y la prestación de servicios a la industria de engranajes y sus clientes. AGMA está acreditada por la American National Standards Institute para escribir todos los estándares de engranajes en Estados Unidos. (AGMA, www.agma.org )
-
API Instituto Americano de Petróleo, rige los lineamientos para todo lo
referente a las actividades del sector petrolero en América, (Norma API, 2010).
-
ASME Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos, es una sociedad la
cual posee como visión ser una organización de excelencia, para la promoción del arte, ciencia y práctica de la Ingeniería Mecánica en el mundo entero, (Norma ASME, 2010).
-
ASTM Sociedad Americana para las Pruebas de Materiales, es una de las
organizaciones voluntarias más grandes del desarrollo de los estándares y de fuente confiable en el mundo para los estándares técnicos de los materiales, los productos, los sistemas, y los servicios. Se conoce por su alta importancia técnica de calidad y del mercado, que los estándares internacionales de ASTM tienen un papel importante en la infraestructura de la información de las guías de diseño, fabricación y comercio en la economía global, (Norma ASTM, 2010). 21
IV.- Breve Descripción de la Empresa LUFKIN DE VENEZUELA S.A. es una empresa establecida en el área de la metalmecánica; con más de 2 décadas de experiencia en la fabricación de recipientes a presión bajo la norma ASME/NIBC, tanques, bombas reciprocantes, intercambiadores de calor bajo las normas ASME/NIBC/TEMA, balancines petroleros entre otros equipos que son utilizados en la industria de gas, petróleo, energía, alimentos y otros sectores. LUFKIN cuenta con una serie de máquinas - herramientas convencionales así como controles numéricos con las cuales prestan servicios de manera precisa y eficiente. Actualmente se encuentra ubicada en el Km. 15 ½ Vía Perijá, Edificio Lufkin de Venezuela, Sector Los Cortijos. San Francisco, Estado Zulia, Venezuela. -
Reseña histórica
LUFKIN DE VENEZUELA S.A., fue fundada en el año 1.981, en sociedad con capital venezolano así como norteamericano representado actualmente con un 81% perteneciente al grupo empresarial Moschella, S.A. del cual un 19% de participación es del consorcio internacional LUFKIN INDUSTRIES, INC. La empresa es diversificada, privada y está ubicada en Maracaibo, Venezuela. Sus oficinas como también su planta industrial se encuentran ubicadas en el complejo industrial LUFKIN, Km. 15 de la carretera a Perijá, Municipio San Francisco Edo. Zulia. El Complejo está integrado por LUFKIN DE VENEZUELA S.A., conjuntamente con las Empresas, Venezolana de Fundición LUFKIN S.A. y AMESA – Wood Group S.A. Durante varios años, LUFKIN DE VENEZUELA S.A., se ha convertido en el mayor suplidor de unidades de bombeos (Balancines), bombas reciprocantes y fabricación de elementos de acero en Venezuela, tales como recipientes a presión e intercambiadores de calor de la industria petrolera. Para alcanzar esta meta, LUFKIN DE VENEZUELA S.A., ha alcanzado los certificados de las normas COVENIN ISO 9001:2008, estampe “U” de ASME (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos), estampe “R” de 22
la National Board (Código de Inspección de la National Board) para recipientes a presión, intercambiadores, Calificación de INTEVEP (PDVSA) y certificación de autoridad para el uso del monograma API en la especificación 11E para diseño y construcción de unidades de bombeos (balancines).
-
Misión
Esta entre sus prioridades satisfacer con criterio de calidad las necesidades y expectativas en el área metalmecánica del sector Petrolero, Petroquímico e Industrial, a través de la aplicación de tecnología moderna y mediante el uso de recursos humanos altamente calificados, con el fin de contribuir al desarrollo de la industria venezolana elevando su nivel de competitividad en el mercado nacional e internacional.
-
Visión
LUFKIN DE VENZUELA S.A. se perfila como una empresa líder en el sector metalmecánico, específicamente en la producción de unidades de bombeo mecánicas de petróleo (Balancines), bombas reciprocantes y fabricación de equipos bajo el Código ASME de muy alta calidad. Se ve a sí misma como una empresa que cuenta con personas muy capacitadas, motivadas al logro con un gran sentido de ética y honestidad, poseedora de excelentes equipos y alta tecnología. Siempre será una empresa consciente de las necesidades de su país y contribuirá a través de su acción productiva, a mejorar la calidad de vida del ser humano. Su rentabilidad garantizara el incremento de la economía regional y nacional. Su relación con clientes y proveedores será abierta y de acuerdo a los enfoques de calidad total para satisfacer sus necesidades y cumplir con todos sus requerimientos.
23
-
-
Valores Organizacionales
Profesionalidad.
Sentido de pertenencia a la organización.
Responsabilidad ante el trabajo.
Amor al trabajo.
Cooperación entre los miembros.
Solidaridad humana.
Honradez.
Ética profesional.
Seguridad.
Actividad Económica
LUFKIN DE VENEZUELA S.A. es una empresa establecida en el área de la metalmecánica; Posee una infraestructura y capacidad instalada para la fabricación de equipos que son utilizados en la industria de gas, petróleo, energía, alimentos y otros sectores. LUFKIN DE VENEZUELA S.A. cuenta con una serie de máquinas - herramientas convencionales así como controles numéricos con las cuales prestan servicios de manera precisa y eficiente. Los equipos fabricados se dividen en dos grupos: Productos Estándar
Balancines petroleros desde 7.600 hasta 42.700 lb y carreras desde 42 hasta 240 pulg.
Bombas reciprocantes series 2600 y 1700.
Productos No Estándar
Recipientes a presión bajo la norma ASME/NIBC
Tanques
intercambiadores de calor bajo las normas ASME/NIBC/TEMA.
Otros. 24
Algunos de los servicios prestados son los siguientes:
Mecanizado Tornos CNC
Reparaciones de equipos
Mecanizado con Fresadoras CNC
Rolado de láminas
CAD (SolidWorks & AutoCAD).
Cortes de láminas con Oxicorte CNC
Rectificados
Cortes de láminas con Oxicorte CNC
Mecanizado Pesado
Planos
Tallado de dientes de engranajes
Diseño Mecánico y térmico
Soldadura de tuberías
Fabricación de estructuras metálicas
-
Proceso Productivo
El proceso productivo de la empresa LUFKIN DE VENEZUELA S.A. es llevado bajo ciertos lineamientos establecidos, los cuales dependen del tipo de producto que se va a realizar (Estándar o No Estándar) o el servicio que se desea prestar (Mecanizado, Soldadura, Planos, Ensamble, Reparaciones de equipos, Ensayos no destructivos entre otros).
1
Planificación del diseño y desarrollo
Lufkin de Venezuela establece los lineamientos para la planificación del diseño y desarrollo de productos estándar y no estándar, los lineamientos incluyen las etapas a seguir, responsabilidades, autoridad e interfaces para asegurar una comunicación efectiva. Aunado a lo expuesto, la información brindada por los elementos de entrada (ver punto 2), si se determina que es requerido un nuevo diseño, se debe realizar la planificación especifica del diseño y desarrollo (en Project o Excel), según lo establecido en el plan del diseño y desarrollo, pero definiendo las actividades a realizar para cada etapa, tiempos estimados de realización, documentación de salida, etc. 25
2
Elementos de entrada del diseño y desarrollo
Los elementos de entrada deben ser identificados y revisados para su adecuación, integridad y ausencia de conflictos. Los requisitos de los elementos de entrada del diseño y desarrollo son comunicados al dpto. de ingeniería a través de correo electrónico o por la comunicación directa desde el dpto. de ventas, este también debe proporcionar acceso a la orden de compra del cliente. Asimismo, ambos departamentos deben revisar la información de los elementos de entrada de diseño y desarrollo para comprobar que es adecuada y mantener una comunicación interna para notificar cambios (si son requeridos). Los elementos de entrada deben incluir los requisitos funcionales y técnicos, según corresponda:
Requisitos especificados por el cliente (los cuales no están limitados a los criterios de tamaño, presiones de prueba y operación, material, condiciones ambientales).
Requisitos
provenientes
de
fuentes
externas
como
procedimientos, especificaciones del cliente; especificación del producto API Q1, ASME, especificaciones de referencia y estándares. El diseño de balancines (Reductor y Estructura) debe cumplir con los requisitos descritos en la norma API 11E. Los requisitos de los elementos de entrada son registrados en los siguientes formatos:
Producto estándar: Formato ING-07 “Lista de revisión de elementos de entrada (Productos estándar)”.
Producto no estándar: Formato ING-01 “Lista de revisión de elementos de entrada (Producto no estándar /Producto ASME)”.
En el mismo formato se debe definir si se requiere diseño o no según los requisitos establecidos por el cliente y los elementos de entrada disponible. Si se requiere diseño, se debe cumplir con todas las etapas de diseño y desarrollo, por ejemplo los productos ASME. En el caso de no requerir diseño, 26
se procede a la elaboración, aprobación y reproducción de planos, por ejemplo las reparaciones, servicios o fabricación de piezas según muestra.
3
Elementos de salida del diseño y desarrollo Las salidas del diseño y desarrollo deberán documentarse para permitir
la verificación respecto a los requisitos de entrada. Las salidas son cálculos, planos y requisiciones de materiales tanto para los productos estándar como no estándar. Las salidas deberán:
Cumplir con los requisitos de entrada para el diseño y desarrollo (comparación de los elementos de entrada contra los elementos de salida para asegurar que estos cumplan con los requerimientos del cliente, lo cual se deja documentado en el Formato ING-17 “Verificación del diseño y desarrollo (VD)”.
Cumplir los requerimientos de diseño y ser revisados antes de su liberación.
Identificar las características del diseño que sean cruciales para la seguridad y el funcionamiento apropiado del producto.
Proporcionar la información apropiada para las actividades de compras, producción y servicio.
Identificación de los componentes críticos a través del formato ING- 03 “Componente Crítico”
4
Revisión del diseño y desarrollo
En las actividades definidas en la etapa de planificación, se establece la revisión
de
los
cálculos,
dibujos
de
ingeniería,
especificaciones
y
requerimientos de materiales, antes de su aprobación para:
Evaluar la adecuación y eficacia de los resultados de las fases de
diseño
y
desarrollo
para
cumplir
especificados en los elementos de entrada; y 27
los
requisitos
Para identificar cualquier problema y proponer las acciones necesarias antes de su revisión final.
El personal de ingeniería son los responsables de dicha revisión, dejando evidencia de los resultados y de cualquier acción necesaria para mejorar el diseño del producto.
5
Verificación del diseño, Desarrollo y Revisión Final
La Verificación del Diseño y desarrollo queda documentada en el formato ING-17 “Verificación del diseño y desarrollo (VD)”, de acuerdo a lo establecido en la norma API Q1 o lo establecido en los requerimientos de los elementos de entrada. La verificación puede incluir actividades tales como (no limitativo)
Simulación computacional: calculo por método de elementos finitos a componentes críticos en el diseño del equipo, que el cliente o el gerente de ingeniería dictamine que son críticos para el funcionamiento del equipo.
El desarrollo de cálculos alternativos, los cuales pueden ser manuales utilizando teorías de diseño diferentes, o la elaboración de cálculos mecánicos cumplan con todos los límites establecidos en la especificación API 11E.
La comparación del diseño nuevo con diseños similares ya probados.
Estudio de movimiento utilizando un ensamblaje de un modelo en
3D
para
perforaciones.
verificar Asimismo
la
alineación garantizar
de que
elementos no
y
existan
interferencias entre los componentes.
Por otra parte, la Revisión Final determina los elementos críticos del diseño los cuales deben ser evaluados por un individuo distinto a quien desarrollo la documentación del diseño. La revisión final del diseño debe ser
28
firmada y documentada en el formulario ING-16 “Revisión final diseño y desarrollo”.
6
Validación del diseño, desarrollo y aprobación
La validación del diseño y desarrollo se realizará de acuerdo con lo planificado, para asegurarse de que el producto resultante es capaz de satisfacer los requisitos especificados en los elementos de entrada, esta debe completarse antes de la entrega del producto, cuando sea posible. El diseño completo será aprobado después de la validación por una persona distinta a la que ha desarrollado el diseño deberá aprobar el diseño final. La validación es documentada en el formato ING-18 “Validación del diseño y desarrollo (VAD)” y puede incluir actividades tales como (no limitativo): Pruebas de funcionamiento en taller.
Producto estándar: Para los balancines, específicamente en el Reductor se realiza una prueba de funcionamiento, como se especifica
en
la
instrucción
SGC-INT-12
“Prueba
de
funcionamiento de cajas reductoras”. Los resultados de la prueba son registrados en el formato FYR-38 “Reporte de prueba de funcionamiento para cajas reductoras”, y para las bombas reciprocantes se realiza una prueba de funcionamiento, como se especifica en la instrucción FYR-INT-07 “Ensamble de Bomba reciprocante”. Los resultados de la prueba son registrados en el formato
FYR-37
“Prueba
de
funcionamiento
en
bombas
reciprocantes”, los cuales deben ser anexados al registro ING-18 “Validación del diseño y desarrollo (VAD)”.
Producto no estándar: Se realizara las pruebas de funcionamiento o pruebas hidrostáticas aquellos equipos que el cliente o el gerente de ingeniería dictamine que sean necesarios realizar. Por otra parte, para los productos ASME, la validación es realizada a través de la prueba hidrostática utilizando el procedimiento ASME
29
LP-003, y registrando en el formato FYR-17 “Reporte de prueba de presión”.
Prueba de funcionamiento en campo.
Producto estándar: Para los balancines, específicamente en el Reductor y Estructura, se realiza una inspección en campo que debe ser realizada una vez que balancín completo sea instalado en sitio, llegando a mutuo acuerdo con el cliente. Esta inspección es realizada utilizando el formato ING-19 “Evaluación del funcionamiento en campo de la Unidad” con información suministrada por el cliente, quien debe aprobar este registro. puede tomarse
evidencia fotográficas para garantizar el
funcionamiento de la unidad. Debido a similitudes en la geometría y niveles permisibles de esfuerzos entre las estructuras, e incluso, en algunos casos, conformados por los mismos componentes, no es necesario probar todas las estructuras para validar el diseño de las mismas. El criterio utilizado consiste en agrupar estructuras similares y con la misma capacidad de carga, probar la más crítica y demostrar que las otras estructuras pertenecientes a la misma familia cumplen o exceden las condiciones de prueba. Para determinar si el diseño de una estructura puede validarse mediante la prueba de otra, debe garantizarse que sus componentes manejen menores niveles de esfuerzos; todo esto requiere un análisis para su demostración y debe ser documentado. Esto solo aplica para los productos estándar, específicamente balancines, cumpliendo con lo establecido en la norma API 11E. La aprobación certifica que todo el diseño es funcional y es apto para ser utilizado, la cual debe ser aprobada por el Gerente de Ingeniería y el Gerente del Sistema de Gestión de la Calidad. La aprobación del diseño debe ser firmada y documentada en el formulario ING-20 “Aprobación del diseño y desarrollo”.
30
-
Materia Prima Utilizada
LUFKIN DE VENEZUELA S.A al ser una empresa establecida en el área de la metalmecánica y el diseño de equipos para distintas áreas de la industria, utiliza una gran variedad de materia prima en diversas presentaciones como las mostradas a continuación.
LISTA DE MATERIALES ESPECIFICACIÓN DEL MATERIAL
TIPO DEL MATERIAL
AISI 1018
Barras de acero
AISI 1020
Barras de acero, Tubo mecánico
AISI 1045
Barras de acero
AISI 4140
Barras de acero
AISI 4145
Barras de acero
AISI 4145H
Barras de acero
ASTM B-584 GRADO C93200
Barra y Bocina de bronce
ASTM B-427 GRADO C90700
Barra y Bocina de bronce
ASTM B-584 GRADO C93200
Barra y Bocina de bronce
ASTM A-48 CLASE 25 B
Piezas Fundidas
ASTM A-48 CLASE 30 B
Piezas Fundidas
ASTM A-216 GRADO WCB
Piezas Fundidas
ASTM A-536 GRADO 80-55-06
Piezas Fundidas
ASTM A-536 GRADO 100-70-03
Piezas Fundidas
ASTM A-36
Láminas
ASTM A-516 GRADO 70
Láminas
ASTM A-307 Grado 2
Tornillería
ASTM SA-325 Grado 5
Tornillería
SA-193-B7
Tornillería
SA-194-2H
Tornillería
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Nota: Los aceros al carbono a ser utilizados en temperaturas menores de -20ºF y/o -29ºC y mayores 600 ºF y/o 315ºC deberán ser consultados con el Departamento de Ingeniería.
-
Productos Obtenidos
Los equipos fabricados actualmente por LUFKIN DE VENEZUELA S.A son los siguientes y se dividen en dos grupos:
Productos Estándar
Unidades de Bombeo Mecánicas desde 7.600 hasta 42.700 lb y carreras desde 42 hasta 240 pulg.
Bombas reciprocantes series 2600 y 1700.
Productos No Estándar
Recipientes a presión bajo la norma ASME/NIBC
Tanques
intercambiadores de calor bajo las normas ASME/NIBC/TEMA.
32
-
Estructura Organizativa
Figura 8. Estructura Organizativa 33
Figura 9. 34
Estructura Organizativa - Gerencia de Operación
-
Ubicación de las Pasantía dentro de la Empresa
Las pasantías se llevaron a cabo en el Departamento de Ingeniería de la empresa LUFKIN DE VENZUELA S.A. A continuación se muestra en el siguiente diagrama la estructura del departamento y a su vez la ubicación dentro del mismo.
GERENTE DE OPERACIONES
GERENTE DE INGENIERÍA
INGENIERO DE PROYECTOS
SUPERVISOR DE SALA TÉCNICA
PROYECTISTA
JESÚS FUENMAYOR
PASANTE
Figura 10. Ubicación de las Pasantía dentro de la Empresa
35
-
Funciones del Departamento
Planificar, organizar, dirigir y controlar las actividades de diseño de los equipos.
Determinar las inspecciones y ensayos de los materiales y procesos de manufactura.
Asegurar la selección, retención, formación y desarrollo del personal a su cargo, dentro de las políticas y normas de Lufkin de Venezuela, S.A., de tal manera que se garanticen niveles de eficiencia y productividad.
Asegurar la permanente actualización de la información necesaria para el proceso de fabricación (planos, cálculos, especificaciones), de acuerdo a las especificaciones técnicas requeridas por el cliente.
Garantizar la inclusión de los elementos técnicos de fabricación exigidos por el cliente, en los procesos de fabricación.
Garantizar la calidad del producto mediante el soporte técnico a las demás áreas de la empresa.
Dar todo el apoyo requerido para la elaboración y presentación de ofertas a la Gerencia de Mercadeo y Ventas.
Prestar apoyo a la Gerencia de Operaciones en la generación de soluciones a nivel de diseño e ingeniería para los posibles problemas que se presente en el producto o en el proceso de manufactura.
Dirigir, supervisar y coordinar las actividades generadas en el área de ingeniería, a fin de garantizar el cumplimiento de los procesos internos de la gerencia y el logro de los objetivos de calidad establecidos.
Elaborar y actualizarlos procedimientos, instrucciones de trabajo y formatos asociadas
con su proceso.
Participar en la generación de mejoras del proceso.
Establecer indicadores de su gestión a fin de determinar las oportunidades de mejoras y aplicar las acciones correctivas.
36
Realizar el seguimiento de las acciones correctivas, preventivas y de mejoras derivadas de las auditorías de calidad.
Participar en reuniones periódicas de planificación, en las que participan Gerentes y Jefes involucrados en los procesos de manufactura, a fin de revisar los programas de producción y determinar las acciones a tomar.
Participar en la Revisión por la Dirección del Sistema de Gestión de la Calidad de LUFKIN de Venezuela S.A.
Garantizar el cumplimiento de las normas y procedimientos del Sistema de Gestión de la Calidad, Seguridad Industrial, Ambiente e Higiene Ocupacional.
Cumplir cualquier otra labor inherente o conexa delegada por la persona a quien le reporta.
VI.
Justificación de la Práctica Profesional Las pasantías constituyen el puente de enlace entre la universidad y la
industria. Dentro de esta práctica se aplican la gran mayoría de los conocimientos adquiridos durante los estudios universitarios; sin embargo, esos conocimientos no son suficientes para desenvolverse en el campo laboral. Es por ello que la realización de dicha práctica es tan necesaria, para así, además de aplicar conocimientos previos, adquirir nuevos en pro de la integridad profesional y obtener experiencia a la hora de llegar al campo laboral. Las pasantías son también de suma importancia para las empresas que participan en este proceso, debido a que pueden llevar a cabo proyectos, trabajos e inclusos tesis de grado; viéndose beneficiadas por los aportes en materia de conocimientos y aptitudes implementados por los pasantes para llevar a cabo estas actividades. Así mismo las pasantías es un periodo de captación de futuros trabajadores en el cual las empresas pueden ver si el pasante posee el perfil necesario para ocupar una vacante. Es por ello y debido a la cantidad de compromisos, trabajos y actividades programadas por el Departamento De Ingeniería, surge la necesidad de solicitar un pasante en esta área con la finalidad de prestar apoyo técnico para el cumplimiento 37
de sus actividades, especialmente en la recertificación con el Instituto Americano De Petróleo API en la especificación 11E. V.
Objetivos
-
Objetivo General
Evaluación ingenieril de la unidad de bombeo C-160D-173-74 bajo la especificación API 11E para la certificación con el Instituto Americano De Petróleo. -
Objetivos Especifico
Estudiar la especificación API 11E.
Identificar los requerimientos de certificación exigidos por el Instituto Americano De Petróleo.
Analizar los elementos de la unidad de bombeo bajo los criterios de la especificación API 11E.
Evaluar que la unidad de bombeo cumple satisfactoriamente todos los criterios de diseño y operación del Instituto Americano De Petróleo.
VI.
Metodología Utilizada
Una vez planteados los objetivos del proyecto se debe contar con una metodología de investigación que sirva de ayuda para alcanzar los objetivos específicos propuestos y así cumplir finalmente con el objetivo general planteado. Se define que esta investigación es de tipo aplicada. Para Murillo (2008), la investigación aplicada recibe el nombre de “investigación práctica o empírica”, que se caracteriza porque busca la aplicación o utilización de los conocimientos adquiridos, a la vez que se adquieren otros, después de implementar y sistematizar la práctica basada en investigación. El uso del conocimiento y los resultados de investigación que da como resultado una forma rigurosa, organizada y sistemática de conocer la realidad. Con el fin de ofrecer un referente comprensible de la expresión “investigación aplicada”, se exponen algunas de las ideas de Padrón (2006) al respecto, para quien 38
la expresión se propagó durante el siglo XX para hacer referencia, en general, a aquel tipo de estudios científicos orientados a resolver problemas de la vida cotidiana o a controlar situaciones prácticas, haciendo dos distinciones:
La que incluye cualquier esfuerzo sistemático y socializado por resolver problemas o intervenir situaciones. En ese sentido, se concibe como investigación aplicada tanto la innovación técnica, artesanal e industrial como la propiamente científica.
La que sólo considera los estudios que explotan teorías científicas previamente validadas, para la solución de problemas prácticos y el control de situaciones de la vida cotidiana.
Siendo la segunda distinción la que ha caracterizado el estudio para cumplir con los objetivos planteados, este mismo fue realizado en diversas etapas que comprenden: 1. Búsqueda de información referente a las Unidades de Bombeo. Se procedió a revisar los Datasheet, Planos, Databook y análisis previos con la finalidad de comprender el funcionamiento del equipo.
2. Estudio de la especificación API 11E. Posteriormente se estudió a profundidad la especificación con la finalidad de Identificación de los requerimientos de diseño y operación exigidos por la especificación para la recertificación con el Instituto Americano De Petróleo.
3. Análisis y aplicación de los conocimientos nuevos y los adquiridos en pregrado. En esta etapa se analizaron los componentes establecidos por API de manera dinámica y mecánica bajo las ecuaciones determinadas en la especificación API 11E y las adquiridas en transcurso de la carrera, con la finalidad de determinar el comportamiento de los mismos elementos bajo las cargas de operación a la cual se encuentran y satisfacer a su vez los requerimientos de diseño y operación exigidos. Gran mayoría de los componentes de las Unidades de Bombeo se encuentran estandarizados o clasificados 39
por rango de operación como son los reductores, estos mismos son diseñados para entregar cierta cantidad de torque a la unidad de bombeo, clasificando de esta manera a los Balancines por el torque máximo transmitido por el reductor.
Figura 11. Tamaño y Rating de los reductores
4. Creación de un paquete de diseño ingenieril. Finalmente se elaboro un Databook de la Unidad de Bombeo C-160D-173-74 con los cálculos y resultados obtenidos de los análisis previos los cuales fueron presentados como soporte a la auditoria del Departamento de Ingeniería con el Instituto Americano De Petróleo.
40
VII.
Actividades Realizadas
Durante el periodo de práctica profesional se realizaron una serie de actividades para el cumplimento de los objetivos planteados en el proyecto, las cuales fueron descritas anteriormente en la sección correspondiente a la metodología utilizada. Las actividades realizadas fueron bajo el cumplimiento con la normativa de ingreso de la empresa LUFKIN DE VENEZUELA S.A. Las actividades realizadas se especifican a continuación:
Trámites Administrativos
Inducción de Recursos Humanos RRHH
Inducción de nuevos ingresos en materia de Seguridad Industrial, Ambiente e Higiene Ocupacional SIAHO
Inducción del Sistema De Gestión De La Calidad SGC
Inducción y Recorrido por los centros de mecanizados.
Diseño de engranes de dientes rectos
Cálculos ingenieriles
Realización cronogramas de actividades para la obtención de resultados satisfactorios en la auditoria del Instituto Americano De Petróleo
Estudio de la norma API 11-E Specification for Pumping Units
Diseño y Modelado del engranes en software CAD SolidWorks
Revisión y corrección de planos
Simulaciones de elemento finito en SolidWorks
Asistencia en el diseño de un sistema de alabes para un rodillo deshumidificador de sal
Análisis del reductor 228D bajo la norma API 11-E
Análisis del reductor 160D bajo la norma API 11-E
Análisis del reductor 114D bajo la norma API 11-E
Cálculos de resistencia a la picadura en los engranes
Cálculos de resistencia a la flexión en los engranes
Cálculos de resistencia al torque estático en los engranes
Análisis de los ejes de la caja reductora 228D 41
Análisis de los ejes de la caja reductora 160D
Análisis de los ejes de la caja reductora 114D
Revisión y comparación de la norma API 11-E edición 18 año 2008, respecto a la edición 19 año 2014
Análisis de esfuerzo de las chavetas en
reductores 228D, 160D,
114D
Análisis de esfuerzo en el Walking Beam bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units
Determinación de las máximas fuerzas sobre los componentes estructurales, realizando un análisis estático sobre la posición del crank cada 15 grados
Auditoria del departamento de ingeniería por parte del Instituto Americano de Petróleo (API) para la recertificación de LUZKIN DE VENEZUELA en la norma API 11-E Specification for Pumping Units
Estudio del fenómeno Undercutting (Socavamiento) en los engranes
42
VIII.
Cronograma de Actividades Realizadas
Día
Lunes
Martes
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Semana 1 Fecha Actividades realizadas
15-Jun
16-Jun
Charlas de inducción RRHH SIAHO Departamento de calidad Diseño de un sistema de engranes cilíndricos de dientes rectos (Corona - Piñón). Elaboración de una tabla de los parámetros geométricos del sistema de engranes en función del Módulo, De, di.
Miércoles
17-Jun Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
11-E
Inducción y Recorrido por los centros de mecanizados. Simulaciones de elemento finito en un eje de baja para un reductor 160D SolidWorks Jueves
Viernes
18-Jun
19-Jun
Realización de un cronograma de actividades para la obtención de resultados satisfactorios en la auditoria por parte de API 22/07 Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
11-E
Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
11-E
TUTOR INDUSTRIAL Ing. Jesús Lam Gerente de Ingeniería 43
Día
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Semana 2 Fecha Actividades realizadas Rediseño de un sistema de engranes cilíndricos de dientes rectos (Corona - Piñón) en base a la herramientas de corte (Modulo 9).
Lunes
22-Jun
Diseño y Modelado de los engranes SolidWorks. Revisión y corrección de planos. Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
11-E
Día de permiso para la firma de la carta de aceptación.
Martes
23-Jun
Miércoles
24-Jun
Jueves
25-Jun
Firma y sello FUNDEI para el “Registro de control y ubicación de pasantes para efectos de la póliza de seguro contra accidentes personales, según convenio firmado entre empresas y FUNDEI” Día feriado Batalla de Carabobo. Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
11-E
Rediseño de un sistema de engranes cilíndricos de dientes rectos (Corona - Piñón) en base a la herramientas de corte (Modulo 16). Día de permiso para la firma de la carta de aceptación.
Viernes
26-Jun
Firma y sello FUNDEI para el “Registro de control y ubicación de pasantes para efectos de la póliza de seguro contra accidentes personales, según convenio firmado entre empresas y FUNDEI”
TUTOR INDUSTRIAL Ing. Jesús Lam Gerente de Ingeniería 44
Día
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Semana 3 Fecha Actividades realizadas Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
Lunes
29-Jun
Asistencia en el diseño de un sistema de alabes para un rodillo deshumidificador de sal. Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
30-Jun
11-E
11-E
Rediseño de un sistema de engranes cilíndricos de dientes rectos (Corona - Piñón) en base a la herramientas de corte (Modulo 10).
01-Jul
Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
11-E
02-Jul
Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
11-E
03-Jul
Estudio de la norma API Specification for Pumping Units.
11-E
TUTOR INDUSTRIAL Ing. Jesús Lam Gerente de Ingeniería
45
Día
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Semana 4 Fecha Actividades realizadas Análisis del reductor 228D bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
Lunes
06-Jul
Elementos analizados : ( Piñón de alta y Corona intermedia ) Resistencia a la picadura. Resistencia a la flexión. Resistencia al Torque estático. Análisis de la caja reductora 228D bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
Martes
07-Jul
Elementos analizados : ( Piñón de alta y Corona intermedia ) Resistencia a la picadura. Resistencia a la flexión. Resistencia al Torque estático. Análisis del reductor 228D bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
Miércoles
Jueves
Viernes
08-Jul
Elementos analizados : ( Piñón intermedio y Corona de Baja ) Resistencia a la picadura. Resistencia a la flexión. Resistencia al Torque estático.
09-Jul
Análisis del reductor 160D bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
10-Jul
Análisis del reductor 114D bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
TUTOR INDUSTRIAL Ing. Jesús Lam Gerente de Ingeniería
46
Día
Lunes
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Semana 5 Fecha Actividades realizadas
13-Jul
Realización de una hoja de cálculo para el análisis de los engranes en los reductores 228D, 160D, 114D. Resistencia a la picadura. Resistencia a la flexión. Resistencia al Torque estático.
14-Jul
Análisis de los ejes del reductora 228D. Eje de alta. Eje intermedio. Eje de baja.
15-Jul
Análisis de los ejes del reductora 228D. Eje de alta. Eje intermedio. Eje de baja.
16-Jul
Análisis de los ejes del reductora 160D. Eje de alta. Eje intermedio. Eje de baja.
17-Jul
Análisis de los ejes del reductora 114D. Eje de alta. Eje intermedio. Eje de baja. Revisión y comparación de la norma API 11-E edición 18 año 2008, respecto a la edición 19 año 2014 más actual.
TUTOR INDUSTRIAL Ing. Jesús Lam Gerente de Ingeniería 47
Día
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Semana 6 Fecha Actividades realizadas Análisis de esfuerzo de las chavetas en reductores 228D, 160D, 114D bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
Lunes
20-Jul
Esfuerzo cortante Esfuerzo a compresión
Análisis de esfuerzo en el Walking Beam bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
Martes
21-Jul
Determinación de las máximas fuerzas sobre los componentes estructurales, realizando un análisis estático sobre la posición del crank cada 15 grados para la unidad C160. Selección de rodamientos para un reductor 160D bajo la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
Miércoles
Jueves
Viernes
22-Jul
Auditoria del departamento de ingeniería por parte del Instituto Americano de Petróleo (API) para la recertificación de LUZKIN DE VENEZUELA S.A, en la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
23-Jul
Auditoria del departamento de ingeniería por parte del Instituto Americano de Petróleo (API) para la recertificación de LUZKIN DE VENEZUELA S.A, en la norma API 11-E Specification for Pumping Units.
24-Jul
Día feriad Natalicio del Libertador “Simón Bolívar”.
TUTOR INDUSTRIAL Ing. Jesús Lam Gerente de Ingeniería 48
Día
Lunes
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Semana 7 Fecha Actividades realizadas
27-Jul
Estudio del fenómeno Undercutting (Socavamiento) en los engranes. Búsqueda de información. Revisión de manuales LUFKIN. Lectura de artículos y libros. Estudio del fenómeno Undercutting (Socavamiento) en los engranes. Búsqueda de información. Revisión de manuales LUFKIN. Lectura de artículos y libros.
Martes
28-Jul
Inducción y recorrido por todas las instalaciones de la empresa. Centro de mecanizado Estructura Ensamble Sandblasting Mantenimiento Engranaje Almacén
TUTOR INDUSTRIAL Ing. Jesús Lam Gerente de Ingeniería
49
IX.
Resultados y su Discusión
Las actividades realizadas durante la práctica profesional fueron de gran ayuda para el Departamento de Ingeniería en la auditoria con el Instituto Americano de Petróleo para la obtención de la recertificación en la especificación API 11E. Todas y cada una de las actividades realizadas para ayuda y soporte del Departamento de Ingeniería arrojaron resultados satisfactorios, de esta manera se cumplieron los objetivos planteados en este proyecto de investigación, además se profundizaron y complementaron los análisis anteriormente realizados por el Departamento de Ingeniería de manera que para futuras auditoria internas o con el Instituto Americano de Petróleo el mismo posea toda la información correspondiente para cumplir y satisfacer todos los requerimientos exigidos. Los componentes de la unidades de bombeo estudiados poseen un buen comportamiento mecánico bajo las condiciones de operación para las cuales fueron diseñados de esta manera cumplieron los requisitos establecidos por la especificación 11E. Los resultados producto de las actividades realizadas permitieron que el Departamento de Ingeniería no tuviese observaciones negativas o no conformidades en la auditoria. Desde el punto de vista académico la práctica profesional fue de gran aprendizaje al estar en contacto con distintas normas internacionales las cuales aportaron nuevos conocimientos, ver los procesos de fabricación de las unidades de bombeo y más importante aún observar llevar a cabo toda la teoría estudiada en transcurso de la carrera.
50
X.
Conclusiones
La práctica profesional permitió obtener una perspectiva de las exigencias en aptitudes y actitudes que un profesional debe tener en el desempeño de sus funciones como a su vez poseer una mejor visión y perspectiva real sobre las condiciones del mercado laboral. Durante el lapso o periodo de pasantías se promovieron y afianzaron valores, la ética de trabajo, el trabajo en equipo, el estar bajo presión, habilidades y aptitudes que garantizan el éxito individual o de cualquier organización. Exitosamente se cumplieron todos los objetivos planteados en la investigación como a su vez el alcance de los análisis y las actividades establecidas por el tutor industrial dentro de la empresa, dándose por cumplido el requerimiento por parte de la universidad de las pasantías industriales. LUFKIN DE VENEZUELA S.A fue una experiencia profesional positiva para mí el cual estoy altamente agradecido con la empresa por permitir mi desempeño como pasante, por formar parte del Departamento de Ingeniería y servir como apoyo en la auditoria del Instituto Americano de Petróleo, siendo un espacio donde pude aplicar los conocimientos adquiridos durante la carrera universitaria y donde pude adquirir nuevos conocimientos y experiencia laboral, que me preparan para retos más grande el día de mañana.
51
XI.
Recomendaciones
-
Para la Universidad del Zulia
Establecer vínculos cada vez más fuertes y solidos con las empresas del área industrial con la finalidad de establecer proyectos, actividades, visitas programadas, charlas inductivas, proyectos de grado durante en desarrollo de la carrera profesional, de esta manera las relaciones entre la Universidad del Zulia y las empresas beneficiaran a los estudiantes y futuros pasantes permitiendo llegar con más conocimientos de los entornos de trabajo, las aptitudes y actitudes necesarias, así como también con una pequeña experiencia y mejor preparados al momento de iniciar dicha práctica profesional evitando que el primer contacto entre los estudiantes y la industria sea al momento de estar por finalizar la carrera y hacer cumplir este requerimiento de las pasantías. -
LUFKIN DE VENEZUELA S.A
Se debe seguir haciendo los estudios pertinentes en las unidades de bombeo con la finalidad de poseer toda la información ingenieril que sirven de respaldo y soporte para cumplir con los requerimientos de los entes internacionales.
Desarrollar proyectos de grado que permitan analizar a profundidad las unidades de bombeo con la finalidad de mejorar sus desempeños.
Realizar un proceso de optimización en los elementos de las unidades de bombeo para escatimar en costo, horas de fabricación y materia prima invertida.
Continuar con el proceso de receptividad hacia los pasantes.
Visitar las casas de estudio para dar a conocer la empresa, sus productos y el proceso de fabricación de los mismos, para de esta manera crear un vínculo con los estudiantes que serán futuros
trabajadores.
52
XII.
Bibliografía
Joseph E. Shigley & Chjarles R. Mischke, Diseño En Ingenieria Mecánica, sextas edición.
Vargas
Cordero,
Zoila
Rosa,
(2009),
LA
INVESTIGACIÓN
APLICADACIENTÍFICA, vol. 33.
LUFKIN DE VENEZUELA S.A, [página Web] www.lufkin.com.ve
OMAR JORDAN M. (2009), DISENO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS II.
American
Gear
Manufacturers
Asociations
[página
Web]
www.agma.org
E. Mirabet Lemos & L. Martínez Delgado (2007), Ingeniería Mecánica 3, Vol. 8.
American Petroleum Institute. (2009). API
11-E Specification for
Pumping Units, Eighteenth Edition.
American Petroleum Institute. (2014). API 11-E Specification for Pumping Units, Nineteenth Edition.
53
Anexos
54
55
56
LUFKIN DE VENEZUELA S.A
LUFKIN DE VENEZUELA S.A
Área De Mecanizado
57
Área De Mecanizado
Área De Mecanizado
Área De Almacén
58
Centros de Mecanizado
Área De estructura y Ensamble
Reductores 160D
59
Reductor 160D
Centro de mecanizado Daewoo
Tornos CNC Puma
60
Hourse Head o Cabeza de caballo
Corona de Baja e Intermedia
Ensamble eje intermedio (Piñón y Corona Intermedia)
61
Componente de los Pitman
Postes Maestros
Pitman
62