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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universidad Central de Venezuela Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica Departamento de Producción y Tecnología Producción I Profesor: Didier, Bermúdez Alumno: Estudio de la Planta de Fabricación de Tubos sin costura para Perforaciones de Pozos Petroleros (FTPUCVP1) Capítulo I

Author: manuelsalazarmolina

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Produccion I

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Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la EducacinUniversidad Central de VenezuelaFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera MecnicaDepartamento de Produccin y TecnologaProduccin I

Estudio de la Planta de Fabricacin de Tubos sin costura para Perforaciones de Pozos Petroleros (FTPUCVP1) Captulo I

Profesor:Didier, BermdezAlumno:Manuel Alejandro Salazar Molina CI: 22.652.221

22 de febrero del 2015INTRODUCCINEl siguiente informe se realiz con la finalidad de cuantificar y determinar en qu etapas (Operador, Grupo, Lnea de Produccin o Planta), del proceso de fabricacin de tubos S135 para la perforacin de pozos petroleros, se produce la mayor cantidad de variabilidad, error relativo de la media de las etapas con respecto al valor terico (el valor terico vendra siendo el peso del tubo S135 que el cliente ve en las tablas del fabricante), y la probabilidad de que el acabado superficial del producto final cumpla con las especificaciones del comprador. Dichos tubos sern utilizados en la recuperacin progresiva de 140 pozos cuya alternativa inmediata consisti en cambiar y reacondicionar los aparejos de produccin fluyente son de 4 pulgadas y 3 pulgadas con 3 mandriles y a una profundidad de 3500 metros. Paralelamente se van a ir perforando los nuevos 40 pozos que requerirn la misma configuracin de los aparejos. La siguiente pregunta puede surgirle al lector:Porque es importante realizar este estudio?Dicho estudio es importarte por la siguiente dos razones:1) Permite observar la calidad del producto final que es llevado al mercado en trminos de: peso de la tubera y el acabado superficial.2) Si dicha calidad es insuficiente para el cliente, este estudio permite localizar que etapa (Operador, Grupo, Lnea de Produccin o Planta) del proceso productivo es la que influye ms en el problema. Es decir, gracias a los elementos estadsticos se puede determinar que etapa presenta la mayor variabilidad en el peso de sus tubos, o cual presenta el mayor error respecto a la media.Es importante sealar que la fabricacin de tubos sin costura para la perforacin de pozos petroleros no es un proceso productivo que se lleva a cabo en dos o tres simples pasos. Dicho proceso (macro) conlleva muchos sub-procesos (micros) entre los cuales se puede sealar: la obtencin de la materia prima, el calentamiento en el horno, la remocin de la escoria, el sangrado del horno, el proceso de colada continua, el corte de las columnas para la produccin de los tochos, el descamado, otro calentamiento previo al proceso de laminacin, una perforacin para generar el tubo y una post-laminacin para reducir las imperfecciones. Y otra pregunta puede aparecer en la mente del lector:Por qu es importante sealar estos sub-procesos?Y la respuesta seria, porque hay una gran cantidad de pasos antes de generar el producto final el cual es el tubo de perforacin, y un gran cantidad de procesos me puede inducir una gran variabilidad en el producto final. Aun y cuando los procesos productivos sean controlados, por computadora o por un personal competente, para que mantengan unas caractersticas especiales, que sern las que representaran la empresa a futuro, estos siempre van a tener una variabilidad. Es fsicamente imposible reducir la variabilidad de un proceso productivo a cero (ya que hay variables dentro y fuera del proceso que no puedo controlar), sin embargo, con la ayuda de los elementos estadsticos se puede cuantificar la variabilidad, y con unos determinado lmites de control, se puede reducir la misma. Por eso, en este informe se utilizaron unas herramientas matemticas de ese tipo que permitieron cuantificar la inestabilidad en distintas etapas del proceso. Determinar cunto varan los valores reales, de peso y acabado superficial, que se estn elaborando con respecto a la tabla de valores que se le otorga al cliente (tabla que este utiliza para realizar sus clculos y diseos) es de suma importancia para la empresa, debido a que si no cumplo con las expectativas que el comprador tena sobre el producto que se le est ofreciendo, este no comprar el lote producido, y por ende , la empresa o la junta directiva de tendrn perdidas y ya no ser un negocio rentable. Este estudio se efectu para las siguientes etapas: Operador 1, Grupo 1, Lnea de Produccin1 y Planta. Se tom un nmero determinado de tubos por cada etapa del proceso en cuatro perodos de tiempo, que representan los cuatro turnos en que la planta FTPUCVP1 est trabajando. Se escoge un tiempo especfico en el estudio con la finalidad de acotar el problema y facilitar el estudio del mismo.

INVESTIGACINProceso de fabricacin de tubos sin costurasTubos sin costuras, Aceroestirado o sin soldadura: La tubera es un lingote cilndrico que se calienta en un horno antes de laextrusin. En la extrusin se hace pasar por un dado cilndrico y posteriormente se hace el agujero mediante un penetrador. La tubera sin costura es la mejor para la contencin de la presin gracias a su homogeneidad en todas sus direcciones. Adems, es la forma ms comn de fabricacin y por tanto la ms comercial.

1. Procesos de fabricacin de las barras de acero

1.1 Obtencin de materia prima

El proceso de produccin de tubos de acero sin costura en la planta de Tenaris hace de dos insumos primarios: chatarra (denominacin que se le da al acero usado) seleccionada y mineral de hierro.El mineral de hierro pasa por un proceso de Reduccin Directa para desoxidar el mineral produciendo "hierro esponja".

Obtencin del hierro esponja

El proceso de reduccin directa consiste en triturar la mena de hierro y pasarla por un reactor con los agentes reductores, con lo que algunos elementos no convenientes para la fusin del hierro son eliminados. El producto del sistema de reduccin directa es el hierro esponja, que son pellets de mineral de hierro que pueden ser utilizados directamente para la produccin de hierro con caractersticas controladas.

1.2 Cargar el horno

Dentro de este proceso, lo primero que se hace es transportar la chatarra metlica dentro del horno, a travs de una cesta. Mientras tanto, el hierro esponja se carga a travs de una banda transportadora, a un horno de arco elctrico junto con la chatarra seleccionada (aproximadamente 65% hierro esponja y 35% chatarra).

Una vez introducida la chatarra en el horno y los agentes reactivos y escorificantes se desplaza la bveda hasta cerrar el horno y se bajan los electrodos hasta la distancia apropiada, hacindose saltar el arco hasta fundir completamente los materiales cargados. El proceso se repite hasta completar la capacidad del horno, constituyendo este acero una colada. Durante el proceso de fusin en el horno, se alcanzan temperaturas de alrededor de los 1650C y, se consume una potencia elctrica de aproximadamente 65 MVA.

En el horno se realizar un primer ajuste de la composicin qumica por medio de la adicin de ferroaleaciones que contienen los elementos necesarios (cromo, niquel, molibdeno, vanadio, titanio, etc.).

1.3 Proceso de sangrado

Una vez que se separa la escoria, se vierten unas 80 toneladas de acero fundido (lquido) a una cuchara donde se le agregan ferro-aleaciones para conseguir la composicin qumica especificada por el cliente. Se vierte en la cuchara por medio del proceso de sangrado, el cual consiste en retirar a golpes un tapn de arcilla del orificio del hierro cercano al fondo del horno y dejar que el metal fundido fluya por un canal cubierto de arcilla caiga a un deposito metlico forrado del ladrillo, es este caso una cuchara, aunque tambin podra ser una vagoneta capaz de contener hasta 100 toneladas de metal. Cualquier escoria o sobrante que salga del horno junto con el metal se elimina antes de llegar al recipiente.

1.4 Horno de afino

El acero obtenido se vaca en una cuchara de colada, revestida de material refractario, que hace la funcin de cuba de un horno de afino en el que termina de ajustarse la composicin del acero y de drsele la temperatura adecuada para la siguiente fase en el proceso de fabricacin.

El control del proceso

Durante el proceso se toma varias muestras del bao y de las escorias para comprobar la marcha del afino y poder ir ajustando la composicin del acero. Para ello se utilizan tcnicas instrumentales de anlisis (espectmetros) que permiten obtener resultados en un corto espacio de tiempo, haciendo posible un control a tiempo real y la adopcin de las correcciones precisas de forma casi instantnea, logrndose as la composicin qumica deseada.Los dos elementos que ms pueden influir en las caractersticas y propiedades del acero obtenido, el carbono y el azufre, se controlan de forma adicional mediante un aparato de combustin LECO. Pero adems de la composicin del bao y de la escoria, se controla de forma rigurosa la temperatura del bao, pues es la que determina las condiciones y la velocidad a la que se producen las distintas reacciones qumicas durante el afino.

1.5 Colada contina

Una vez que se traslada la cuchara, el acero lquido es pasado por una mquina de colada continua en donde se transforma en barras de acero con dimetros que van desde los 148mm hasta los 310mm. Estas barras son acondicionadas y preparadas para ser enviadas a los laminadores.

La colada continua es un procedimiento siderrgico en el que el acero se vierte directamente en un molde de fondo desplazable, cuya seccin transversal tiene la forma geomtrica del semi-producto que se desea fabricar.

La artesa receptora tiene un orificio de fondo, por el que distribuye el acero lquido en varias lneas de colada, cada una de las cuales disponen de su lingotera o molde, generalmente de cobre y paredes huecas para permitir su refrigeracin con agua, que sirve para dar forma al producto. Durante el proceso la lingotera se mueve alternativamente hacia arriba y hacia abajo, con el fin de despegar la costra slida que se va formando durante el enfriamiento.

2. Proceso de fabricacin de tubos de acero sin costura

2.1 Cortadora

Una vez que las barras ingresan al laminador, son cortadas en trozos de menor longitud llamados "tochos" para luego ser introducidos en el horno giratorio donde sern calentados hasta alcanzar una temperatura de 1250C.

2.2 El horno giratorio

Al ingresar al horno el tocho se ubica en direccin radial sobre un piso giratorio de material refractario, denominado solera, y comienza su recorrido a lo largo de un tnel circular, durante el cual es sometido a la radiacin que se origina en las llamas de los quemadores a gas, agrupados en varias zonas de control. En cada una de estas zonas hay instaladas termocuplas, las cuales permiten medir la temperatura a la que se encuentra la zona.

Esta temperatura se compara con una preestablecida o temperatura impostada. Un sistema de control regula los caudales de aire y gas que llegan a los quemadores de esa zona, aumentndolos o disminuyndolos

conjuntamente, de manera tal que la temperatura medida se mantenga lo ms cercana posible a la impostada. Es decir que el control del horno consiste en el ajuste de los valores impostados para todas las temperaturas de zona y de la velocidad de avance de la solera. Ajustar esta velocidad implica ajustar el tiempo de ciclo, es decir, el tiempo que transcurre entre dos egresos sucesivos de piezas del horno.

2.3 Desescamado

Es un proceso que suele constar de dos fases, una para desprender mecnicamente lacascarilla de laminacin la segunda para retirar la cascarilla suelta de la superficie metlica. A continuacin la superficie de metal expuesta es normalmente decapada para retirar la capa de metal situada inmediatamente debajo de la cascarilla, pero esta fase del proceso debera ser considerada independientemente.

2.4 Proceso de perforacin

Al salir del horno giratorio, los tochos son perforados en el laminador perforador, quedando un semielaborado llamado "Forado".

Para perforar las barras de acero cilndricas en el proceso de fabricacin de tubos de acero sin costura se emplea la tcnica de la compresin rotativa. En sta, la barra es sometida a la presin de dos cilindros bi-cnicos que al rotar le imprimen un movimiento de rotacin alrededor de su eje.

De esta forma, se produce un esfuerzo de compresin de la barra en el plano que contiene a su eje de simetra y a las generatrices de contacto con los cilindros, y de traccin en un plano perpendicular al anterior y que tambin contiene al eje de la barra.

Por lo tanto, como consecuencia de la rotacin de la barra, el material cercano a su eje sufre alternativamente esfuerzos de traccin y compresin que lo fatigan y provocan la formacin de una fisura central. Una lanza provista de una punta de acero especial es ensartada en la barra a travs de esta fisura, generando el perforado. La fisura se abre y se conforma el dimetro interno mediante la punta de perforacin de forma ojival.

2.5 Laminador contino

Luego del proceso de perforacin se pasa por el laminador continuo para reducir espesor y estirarlo, obteniendo otro semielaborado llamado "esbozado". La laminacin es un proceso en el que se hace pasar al semi-producto entre dos rodillos o cilindros, que giran a la misma velocidad y en sentidos contrarios, reduciendo su seccin transversal gracias a la presin ejercida por stos. En este proceso se aprovecha la ductilidad del acero, es decir, su capacidad de deformarse, tanto mayor cuanto mayor es su temperatura.

2. 6 Horno de barras mviles

A esta altura del proceso, el esbozado perdi temperatura, por lo que se vuelve a pasar por un horma que lo calienta hasta una temperatura aproximada de 900C. Generalmente estos hornos son de gas y en ellos se distingues tres zonas: de precalentamiento, de calentamiento y de homogeneizacin.

2.7 Desescamado

Se vuelve a quitar el xido superficialque se les forma durante elrecalentamiento al acero.

2.8 Laminador reductor estirador (LRE)

El esbozado entra en el LRE donde se reduce el dimetro y se alarga su cuerpo. El producto que se obtiene se le llama semielaborado. El ltimo paso de laminacin es el laminador reductor estirador, en el cual se alcanzan las dimensiones finales de dimetro y espesor del tubo. Para lograr que reducir el dimetro y la longitud deseada, se hace a travs de un sistema compuesto por una PC y dos PLCs que controlan el paso de los tubos de acero en caliente por el laminador, controlando velocidades y corrientes de los motores en tiempo real, almacenando dichas variables y representndolas en grficos tridimensionales en funcin del tiempo y del espacio.

Ya por ltimo se enfra el semielaborado es enfriado por conveccin natural y se corta en tramos de acuerdo a la medida requerida con una sierra de haces.

3. Proceso de trefilado en fro de los tubos de acero sin costura

Lo primero que se hace es preparar qumicamente la superficie de los tubos para forma una capa lubricante que reduce la friccin y hace posible la deformacin en frio. Luego se hace el apuntado, en donde se reduce el dimetro en uno de los extremos del tubo para permitir su posterior enhebrado en una matriz de trefilado. Dentro del trefilado en fro se modifica el dimetro y espesor del tubo llevndolo a las dimensiones requeridas por el cliente.

Se lleva luego a lo que es el tratamiento trmico, que consiste en calentar el material para darle las propiedades mecnicas requeridas, tales como dureza o traccin. El siguiente proceso es el de enderezado, pues como el tubo ha sufrido distorsiones debidas a los procesos anteriores, en este proceso se endereza.Los tubos son inspeccionados por control no destructivo (CND) en donde se controla las diversas caractersticas del tubo, tales como dimetro externo, existencia de fisuras y caractersticas del acero. Por ltimo, se corta el tubo a la longitud solicitada por el cliente y se inspeccionan las tolerancias especificadas.

Ya una vez inspeccionados, los tubos son roscados para ser despachados al cliente final.

Precio de los tubos sin costura a nivel internacional

US $ 3000/Tonelada

Ejemplo de una planta que fabrique tubos sin costura con aplicaciones petroleras

1. SIDOR y CVG:Capacidad instalada para producir: unas 60.000 toneladas anuales. Sin embargo, para sus etapas iniciales, se prev que produzca un promedio de 1.600 toneladas mensuales.

CLCULOS

A. Clculo de tubos requeridos para el proyecto:Tubos de 3,5 pulgTubos de 4,5 pulgTubos por pozoCantidad de tubos para el proyecto

5831337166780

Tabla 1.- Clculo de la cantidad de tubos para el proyecto

B. Clculo de costo total

Peso de Tubos de 3,5 pulg (kg)Peso de Tubos de 4,5 pulg (kg)Peso total (Tn)Costo internacional de la tonelada ($)Costo total del proyecto (MM$)

205,484267,05417191,07532300051,57322596

Tabla 2.- Clculo del costo total del proyecto

C. Clculo del tiempo de fabricacin de los tubos:Se tomar como ejemplo a las empresas SIDOR y CVG en las cuales se prev que se produzca, en sus etapas iniciales, 1.600 toneladas cada treinta das.SIDOR y CVG

Produccin en toneladas mensuales (30 das)Tiempo estimado para producir la cantidad requerida de tubos (hrs)

160042,75

Tabla 3.- Clculo del tiempo estimado para producir los tubos

D. Definicin del experimento diseado:El experimento diseado fue el siguiente: Por operador: Se tomaron la cantidad de ochos tubos. Dichos productos fueron debidamente pesados y pasados por una mquina que determin si su acabado superficial cumpla o no con las especificaciones de la planta. La data fue recopilada posteriormente y estudiada mediante un diagrama de puntos, y una estadstica descriptiva que permiti obtener la media y la desviacin estndar del proceso. Dicha media fue posteriormente comparada con el valor terico del peso de la tubera que se encuentra en las tablas para el tubo S135 y con dicho valor se calcul un error relativo. Finalmente se cont el nmero de tubos que no cumpli con el acabado superficial y se sac cual es la probabilidad de que los tubos no cumplan con el acabado superficial. El operador a estudiar fue el nmero uno, del grupo nmero uno, de la lnea de produccin nmero uno, de la planta que operaba en el turno de 7:00 am 8:00 am. Se escogi ese periodo de tiempo para acotar el problema.

Por grupo: Se recopilaron los cuatro operadores, que operaban en sus turnos respectivos, y con ellos se obtuvo la data de cuantos tubos produjeron, con qu pesos finales fueron elaborados, y si el acabado superficial cumpla o no con las exigencias. La data anteriormente mencionada fue analizada mediante un histograma, un diagrama de tallo y una estadstica descriptiva que permiti obtener la media y la desviacin estndar del proceso de produccin de ese grupo. como en la etapa anterior, se tom el valor de la media obtenido y con eso se determin el error relativo respecto al valor terico. En esta etapa tambin se calcul la desviacin estndar y la probabilidad de que los tubos no cumplieran con el acabado superficial. El grupo a estudiar fue el nmero uno de la lnea de produccin nmero uno, de la planta.

Por lnea de produccin: Se extrajo los tubos producidos de los 3 grupos que conforman la lnea de produccin uno, se agruparon, y se orden la produccin, nuevamente, por turnos de operacin. Se recogi la data referente al peso y acabado superficial de los tubos, y por medio de las misma herramientas matemticas utilizadas en el anlisis del grupo se puedo cuantificar la media, la desviacin estndar, y la probabilidad de que el acabado superficial no cumpliera con las exigencias requeridas. Con la media y el valor terico se pudo cuantificar el error relativo. La lnea a estudiar fue la lnea de produccin nmero uno de la planta.

Por planta: similar a las dos etapas anteriores, se recopilo la data de produccin de las dos lneas de produccin, se organizaron por turnos de operacin y dicha data fue analizada por las mismas herramientas y grficos que en la etapa de grupo y de lneas de produccin. Se cuantific la media, el error relativo, la desviacin estndar, y la probabilidad de que la produccin completa no cumpliera con el acabado superficial deseado.CAPITULO I

Por operador (Operador uno):

Operador O1G1L1Turno 7:00 a 8:00

TuboKgA.S

1266,580

2268,420

3267,990

4271,010

5266,681

6268,090

7269,400

8267,150

Tabla 4.- Data recopilada del operador nmero, del grupo nmero uno, uno de la lnea de produccin nmero uno

Grfico 1.- Diagrama de punto de los pesos (Kg) de los tubos de la produccin del operador nmero, del grupo nmero uno, uno de la lnea de produccin nmero unoEstadstica Descriptiva del O1G1L1

Media268,165

Error tpico0,525564323

Mediana268,04

Moda#N/A

Desviacin estndar1,486520386

Varianza de la muestra2,209742857

Curtosis0,722843365

Coeficiente de asimetra0,963717401

Rango4,43

Mnimo266,58

Mximo271,01

Suma2145,32

Cuenta8

Nivel de confianza (95,0%)1,242762143

Tabla 5.- Tabla de la estadstica descriptiva de la data recopilada de la produccin del operador nmero, del grupo nmero uno, de la lnea de produccin nmero uno

Valor promedio (Kg)Valor terico (Kg)Error relativo (%)Probabilidad de A.S (%)

268,165267,0540,4160207312,5

Tabla 6.- Tabla Error Relativo y Probabilidad del no cumplimiento del acabado superficial.

Por grupo (Grupo uno):Grupo 1 Turno 7:00 a 8:00 Turno 8:00 a 9:00 Turno 9:00 a 10:00 Turno 10:00 a 11:00

Op1Op2Op3Op4

TubosKgA.SKgA.SKgA.SKgA.S

1266,580267,621268,090266,30

2268,420267,150267,430265,360

3267,990266,960266,020266,210

4271,010266,110265,930265,080

5266,681266,550269,50268,460

6268,090268,560265,270268,370

7269,400269,030269,220267,240

8267,150269,030

Tabla 7.- Data recopilada del grupo nmero uno, uno de la lnea de produccin nmero uno

TalloHojasFrecuencia

26 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 29

27 1 1

Diagrama 1.- Diagrama de Tallo y Hoja del grupo nmero uno, uno de la lnea de produccin nmero uno

ClaseFrecuencia% acumulado

26400,00%

26500,00%

266413,33%

267840,00%

268660,00%

269680,00%

270596,67%

271096,67%

2721100,00%

Tabla 8.- Tabla de Frecuencia del grupo nmero uno, uno de la lnea de produccin nmero uno

Grfico 2.- Histograma del peso (Kg) de los tubos producidos en el grupo nmero uno, uno de la lnea de produccin nmero uno. Histograma realizado por el estudiante Manuel Salazar el 28 de noviembre del 2014Estadstica Descriptiva del Grupo 1

Media267,4936667

Error tpico0,263266607

Mediana267,335

Moda268,09

Desviacin estndar1,441970594

Varianza de la muestra2,079279195

Curtosis-0,331194173

Coeficiente de asimetra0,30017373

Rango5,93

Mnimo265,08

Mximo271,01

Suma8024,81

Cuenta30

Nivel de confianza (95,0%)0,538440669

Tabla 9.- Tabla de la estadstica descriptiva de la data recopilada de la produccin del grupo nmero uno, de la lnea de produccin nmero uno

Valor promedio (Kg)Valor terico (Kg)Error relativo (%)Probabilidad de A.S (%)

267,4936667267,0540,1646358666,666666667

Tabla 10.- Tabla Error Relativo y Probabilidad del no cumplimiento del acabado superficial.

Por lnea de produccin (Lnea uno):

Lnea 1Turno 7:00 a 8:00Turno 8:00 a 9:00Turno 9:00 a 10:00Turno 10:00 a 11:00

TuboKgA.SKgA.SKgA.SKgA.S

1266,580267,621268,090266,30

2268,420267,150267,430265,360

3267,990266,960266,020266,210

4271,010266,110265,930265,080

5266,681266,550269,50268,460

6268,090268,560265,270268,370

7269,40269,030269,220267,240

8267,150266,30269,030267,990

9266,870268,840267,90266,580

10267,90267,620265,240267,830

11272,131266,490268,460265,640

12269,590268,650265,230266,110

13267,340267,430268,650266,40

14267,150265,361267,051267,520

15267,341268,370267,340266,210

16266,580269,580267,340266,680

17266,680266,020267,430267,91

18271,750266,580269,780268,370

19267,241265,460267,520264,611

20266,770265,971269,030266,30

21266,110264,051266,40267,810

22267,710266,870267,620

23268,840266,020

Tabla 11.- Data recopilada de la lnea de produccin nmero uno

TalloHojasFrecuencia

26 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 9 9 86

27 1 1 2 3

Diagrama 2.- Diagrama de Tallo y Hoja de la lnea de produccin nmero uno

ClaseFrecuencia% acumulado

26400,00%

26522,25%

2661013,48%

2672642,70%

2682671,91%

2691386,52%

270996,63%

271096,63%

272298,88%

2731100,00%

Tabla 12.- Tabla de Frecuencia de la lnea de produccin nmero uno

Grfico 3.- Histograma del peso (Kg) de los tubos producidos en la lnea de produccin nmero uno. Histograma realizado por el estudiante Manuel Salazar el 28 de noviembre del 2014.

Estadstica Descriptiva de la lnea de produccin uno

Media267,3635955

Error tpico0,156184005

Mediana267,34

Moda266,58

Desviacin estndar1,473436959

Varianza de la muestra2,171016471

Curtosis1,029597459

Coeficiente de asimetra0,651408507

Rango8,08

Mnimo264,05

Mximo272,13

Suma23795,36

Cuenta89

Nivel de confianza (95,0%)0,310382891

Tabla 13.- Tabla de la estadstica descriptiva de la data recopilada de la produccin de la lnea de produccin nmero uno

Valor promedio (Kg)Valor terico (Kg)Error relativo (%)Probabilidad de A.S (%)

267,34267,0540,10709444512,3595

Tabla 14.- Tabla Error Relativo y Probabilidad del no cumplimiento del acabado superficial.

Por Planta (FTUCVP1):Lnea 1 Turno 7:00 a 8:00 Turno 8:00 a 9:00 Turno 9:00 a 10:00 Turno 10:00 a 11:00

TuboKgA.SKgA.SKgA.SKgA.S

1266,580267,621268,090266,30

2268,420267,150267,430265,360

3267,990266,960266,020266,210

4271,010266,110265,930265,080

5266,681266,550269,50268,460

6268,090268,560265,270268,370

7269,40269,030269,220267,240

8267,150266,30269,030267,990

9266,870268,840267,90266,580

10267,90267,620265,240267,830

11272,131266,490268,460265,640

12269,590268,650265,230266,110

13267,340267,430268,650266,40

14267,150265,361267,051267,520

15267,341268,370267,340266,210

16266,580269,580267,340266,680

17266,680266,020267,430267,91

18271,750266,580269,780268,370

19267,241265,460267,520264,611

20266,770265,971269,030266,30

21266,110264,051266,40267,810

22267,710264,230266,870267,620

23268,840265,830266,020268,930

24269,120267,810270,530268,460

25266,680268,280265,930267,050

26269,031268,560265,640265,890

27266,40268,840267,710267,710

28266,41269,970265,640267,240

29267,521267,710266,580268,561

30269,51269,220266,210266,490

31270,630265,990268,650268,240

32265,550269,310266,210268,090

33268,180268,180269,870266,770

34265,010269,40267,520269,310

35264,380267,990269,870268,750

36265,1712711267,810265,170

37266,30265,360267,620265,550

38266,770269,690266,680265,080

39266,490265,740267,050266,960

40267,240269,120266,870268,091

41266,490265,460269,780267,050

42267,240267,90266,960265,350

43269,590266,871265,10265,270

44265,40265,740268,180265,550

45265,930265,830266,481269,970

46265,830266,580266,960

47267,580267,810268,930

48268,750267,90266,770

49265,870268,280269,691

50265,460268,750265,740

51267,051268,930

52268,281266,870

53267,240

Tabla 15.- Data recopilada de la planta FTPUCVP1

TalloHojasFrecuencia

264 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9194

270 0 1 1 1 26

Diagrama 3.- Diagrama de Tallo y Hoja de la lnea de la planta FTPUCVP1.

ClaseFrecuencia% acumulado

26400,00%

26522,25%

2661013,48%

2672642,70%

2682671,91%

2691386,52%

270996,63%

271096,63%

272298,88%

2731100,00%

Tabla 16.- Tabla de Frecuencia de la lnea de produccin de la planta FTPUCVP1

Grfico 4.- Histograma del peso (Kg) de los tubos producidos en la planta FTPUCVP1. Histograma realizado por el estudiante Manuel Salazar el 28 de noviembre del 2014.

Estadstica Descriptiva de la planta FTPUCVP1

Media267,3605

Error tpico0,106737756

Mediana267,24

Moda266,58

Desviacin estndar1,509499817

Varianza de la muestra2,278589698

Curtosis-0,098693278

Coeficiente de asimetra0,392457336

Rango8,08

Mnimo264,05

Mximo272,13

Suma53472,1

Cuenta200

Nivel de confianza (95,0%)0,210482216

Tabla 17.- Tabla de la estadstica descriptiva de la data recopilada de la produccin la planta FTPUCVP1Valor promedio (Kg)Valor terico (Kg)Error relativo (%)Probabilidad de A.S (%)

267,3605267,0540,11477079512

Tabla 18.- Tabla Error Relativo y Probabilidad del no cumplimiento del acabado superficial.

CONCLUSIN

Entre los resultados obtenidos se puede sealar lo siguiente: La etapa que presenta el mayor error, es el operador uno. Es importante resaltar que esta tambin posee la segunda mayor desviacin estndar. La etapa que presenta la mayor desviacin estndar, es la planta. Pero la planta es la que posee el segundo error relativo ms bajo.Se concluye que la etapa a la cual se le tiene que prestar mayor atencin, con la finalidad de mejorar la calidad del producto presentado es la del operador uno.Es importante destacar el comentario de que no solo se debe estudiar la media de una produccin, sino tambin la desviacin estndar, ya que puede poseer una media muy cercana al valor terico que yo deseo, pro una gran desviacin estndar (lo que quiere decir que los valores varan demasiado con respecto a la media), lo cual o es anda favorable.Este estudio no nos permite saber con exactitud porque est ocurriendo esta variabilidad, o que procesos especifico de la produccin es el que hace mayor contribucin esta variabilidad. Si supiramos dicha informacin seria an ms fcil atacar al problema para disminuirla. Sin embargo, con la data que se recopilo, es posible establecer unos determinados lmites de control. Dichos lmites de control me permite controlar la variabilidad y llevar al proceso productivo a una produccin ptima y deseada (que aun poseer variabilidad, pero dentro de unos lmites que son derivados estadsticamente). El esquema seria el siguiente: Proceso Productivo tiene un problema: El informe me permite determinar en que etapa del proceso se est generando el problema (operador, grupo, lnea o planta) Establezco unos lmites de control que me permitirn modificar la produccin de tubos En la etapa donde se identific el problema se modificara los procesos de pertinente (sangrado del horno, laminacin, remocin de escoria, etc) para llevar a la produccin dentro de esos lmites de control previamente establecidos Por ltimo, se recopila nueva data para verificar si el proceso se comporta de manera adecuada: Si cumplen, el proceso se llev a los valores deseados Si no cumple, se empieza nuevamente desde la identificacin del problema.Anlisis final:Se realiz un estudio enumerativo de peso y acabado superficial, dicho estudio permitir inferir cmo ser el peso y el acabado superficial de los tubos a partir de una muestra. Si se observa la media y la desviacin estndar del operador uno, grupo uno, lnea de produccin uno y de la planta podremos observar que no varan mucho:La media se encuentra entre 267,36 Kg y 268,16 Kg; y la desviacin estndar se encuentra entre 1,44 y 1,509. Esto quiere decir que la produccin de tubos se est llevando de manera adecuada ya que cada una de las etapas de la planta est operando correctamente. Sin embargo cabe resaltar que si un operador, grupo o lnea de produccin falla se pueden llevar acabo las siguientes acciones: Se puede sacar la etapa, de la produccin, y de esta manera mi produccin total no se ver afectada. Esto se realiza con la finalidad de cumplir con las especificaciones del cliente y para efectos del fabricante esta es la mejor. Se pueden aplicar mtodos correctivos para esa etapa en partculas, ejemplo: Revisar los equipos, observar al personal, etcSe concluye que la empresa si puede cumplir con el pedido de los tubos.Resultado final de la produccin de este lote (etiqueta que se le ser presentada a los clientes): Caractersticas de la produccin del 28-11-2014 de la FTPUCVP1

Peso de los tubos (Kg)267,3605

Desviacin estndar1,509499817

Error (%)0,114770795

Probabilidad de que se cumpla el acabado superficial (%)12

. Tabla 19.- Resultado Final

CAPITULO IILa siguiente tabla presenta un resumen del anlisis realizado a una poblacin de 200 tubos para determinar el grado con que satisfacen ciertos requerimientos de fabricacin.

PRODUCCION LP1+LP2Cumple con el peso en Kg/m

sino

Cumple con el acabado superficialsi1706176

no20424

19010200

SeanA: el evento donde el tubo cumple con los requerimientos del peso en kg. 265 < Kg < 270

B: el evento donde el tubo cumple con los requerimientos del acabado superficial

Determine el nmero de tubos en los siguientes eventos

A190A'10B176B'24

(A U B)196(A B )170,000(A' U B)180(A B' )20

(A' B )6(A' B' )4,000(A' U B')30(A U B')194

Determine las siguientes probabilidades

P(A)=0,95P(A')=0,05P(B) =0,88P(B')=0,12

P (A U B) =0,98P (A B ) =0,850P (A' U B) =0,9P (A B' ) =0,1

P(A|B) =0,965909P(A|B') =0,833P(B|A') =0,6P(A'|B) =0,034091

1. Si se toma un tubo al azar, Cul es la probabilidad de que cumpla con los requerimientos de acabado superficial? R=88% ; 0,882. Cul es la probabilidad de que un tubo cumpla con los requisitos de acabado o con el peso en kg/m? R=98% ; 0,983. Cul es la probabilidad de que un tubo cumpla con los requisitos de acabado o que no cumpla con los de peso en kg/m.? R=90% ; 0,94. Cul es la probabilidad de que un tubo cumpla con los requisitos de acabado y peso? R=85% ; 0,855. Si se sabe que el tubo cumple con el peso, cul es la probabilidad de que cumpla con el acabado superficial? R= 89,4736% ; 0,8947366. Si se sabe que el tubo no cumple con el peso, cul es la probabilidad de que cumpla con el acabado superficial? R=60% ; 0,6

Adicionalmente, los tubos han sido clasificados de acuerdo a la lnea de produccin donde fueron fabricados

LP1Cumple con el peso en kg

sino

Cumple con el acabado superficialsi76278

no8311

84589

LP2Cumple con el peso en kg

sino

Cumple con el acabado superficialsi94498

no12113

1065111

1. Si se toma un tubo al azar, cul es la probabilidad de que cumpla con los requerimientos de acabado o con los de peso, o que haya sido fabricada en la LP 1? R=99,5% ; 0,9952. Si se toma un tubo al azar, cul es la probabilidad de que cumpla con los requerimientos de acabado o no cumpla los de peso, o que haya sido fabricada en la LP 2? R=96% ; 0,96Un estudio histrico determina que durante la prueba de calidad, el porcentaje de falla de los tubos vara de acuerdo a la lnea de produccin (LP) donde se ensambla, de tal modo que del total de tubos que fallan, el 4% proviene de la LP1, el 6% proviene de la LP2. Adems, el 60% de la produccin se realiza en la LP11. Cul es la probabilidad de que una bomba falle durante la prueba de calidad? R=4,8%; 0,0482. Si una bomba falla durante la prueba, cul es la probabilidad que haya sido fabricada en la LP2? R=50% ; 0,5

CAPITULO IIILa siguiente tabla de datos corresponde a los resultados de la produccin durante un da en una fbrica de tubos sin costura. Para inspeccionar la calidad, considerando como parmetro el peso en Kg, cada 20 minutos se recogen una muestra de 4 tubos. Los valores que aparecen en la tabla corresponden a 24 muestras de 4 tubos c-u.TiempoOp 1Op 2Op 3Op 4

(hrs)KgKgKgKg

07:20266,58267,62268,09266,3

07:40268,42267,15267,43265,36

08:00267,99266,96266,02266,21

08:20271,01266,11265,93265,08

08:40266,68266,3269,5268,46

09:00268,09266,55265,27268,37

09:20269,4268,56269,22267,24

09:40266,87268,84267,9267,99

10:00267,9269,03265,24266,58

10:20272,13267,62268,46267,83

10:40269,59266,49265,23265,64

11:00267,34269,58268,65266,11

11:20267,15268,65267,05266,4

11:40267,34268,37267,34267,52

12:00266,68267,43267,34266,21

12:20271,75266,58267,43266,68

12:40267,24266,02269,78267,9

13:00266,77265,36267,52268,37

13:20266,11265,46269,03264,61

13:40267,71265,97266,4266,3

14:00268,84264,05266,87267,81

14:20269,12264,23270,53268,93

14:40266,68265,83265,93268,46

15:00269,03267,81265,64267,05

Tabla 1. Muestreo de la fbrica Capitulo III

1. Pregunta uno: Calcule los lmites de control donde se espera encontrar la mayora de las mediciones considerando que la media del proceso es 267,36 y la desviacin estndar es 0,5

n_x (Kg) (Kg) (Kg)K

40,250,5267,363

Tabla 2 Data del proceso del Captulo III

LSC (Kg)LC (Kg)LIC (Kg)

268,11267,36266,61

Tabla 3. Tabla de Lmites de Control del Captulo III

2. Pregunta dos: Realice la carta de control para el operador 2 y concluya sobre el proceso

Grfica 1 Carta de control del operador 2Conclusin: El proceso est fuera de control ya que 18 puntos se salen de los lmites superiores e inferiores de control, incumpliendo de esta manera, la regla nmero uno de la Western Electric. Seis puntos sobrepasan el lmite superior de control (LSC), y doce puntos estn por debajo del lmite inferior de control (LIC)3. Pregunta nmero 3: Construya las cartas,, R, y, S de este proceso.

Carta de control :UCLLCL

269,085373267,377083265,668793

Tabla 4. Tabla de Lmites de Control de la carta de Control del Captulo III

Grfica 2 Carta de control de del proceso de fabricacin de tubos

Carta de control R: UCLR*LCL

5,347486672,343333330

Tabla 5. Tabla de Lmites de Control de la carta de Control del Captulo III

Grfica 3 Carta de control de del proceso de fabricacin de tubos

Carta de Control S

UCLS*LCL

3,316907061,463637360

Tabla 6. Tabla de Lmites de Control de la carta de Control del Captulo III

Grfica 4 Carta de control de del proceso de fabricacin de tubos4. Pregunta nmero cuatro: Explique la condicin de control en la que se encuentra el proceso.

Desde el punto de vista de la media, el proceso se encuentra en control segn las reglas establecidas por la Western Electric. En esta carta de control se aprecia como el proceso oscila con bastante variabilidad con respecto a la lnea de tendencia central. De todos los comportamientos que se pueden apreciar de esta carta de control, el ms destacable pude ser el de los puntos que van desde el 16 hasta el punto 19, que representan una tendencia decreciente sostenida, para luego subir en el punto e 20. Finalmente se concluye que el comportamiento es cclico con respecto a la tendencia central, por lo que puede significar fatiga del operador, entrega de materia prima o calentamiento. Desde el punto de vista del rango, se puede apreciar que todo el proceso est dentro de los lmites de control. Otro punto a destacar vendra siendo el gran incremento, o tendencia creciente que se puede apreciar desde los puntos 20 hasta el 22, ya que la pendiente es muy pronunciada. Desde el punto de vista de la desviacin, se concluye que el sistema se encuentra en control ya que cumple con las reglas establecidas por al Western Electric. Cabe destacar dos tendencias decrecientes que son observadas en esta carta de control. Una de las tendencias decrecientes va desde el punto 4 hasta el ocho, para luego subir abruptamente en el punto 8, y volver a decrecer con una tendencia apreciable desde el punto 10, hasta el punto 14.

5. Pregunta nmero 5: Estime la desviacin estndar del proceso mediante las cartas de control 1,58866532

CAPITULO IVDe acuerdo con el del departamento de calidad, se ha observado que al menos un 30% de los tubos fabricados exceden el peso mximo requerido por el cliente. Se tom una muestra aleatoria de 24 tubos con algunas de las caractersticas para realizar un anlisis de regresin lineal que permita identificar cul de las variables es la que est afectando directamente esta condicin (causa asignable). Emita conclusiones sobre los resultados

1. Relacin entre Dimetro (mm) y Peso (Kg)

Existe una relacin lineal entre el Dimetro y el Peso de los Tubos?P=0,427. La relacin no es estadsticamente significativa El modelo explica el 2,89% de las variaciones en Dimetro La correlacin es de 0,17

2. Relacin entre Longitud de tubos (mm) y Peso (Kg)

Existe una relacin lineal entre la Longitud del Tubo y el Peso de los Tubos?P=0,649. La relacin no es estadsticamente significativa El modelo explica el 0,96% de las variaciones la Longitud del Tubo La correlacin es de 0,1

3. Relacin entre Longitud de Acoples (mm) y Peso (Kg)

Existe una relacin lineal entre la Longitud de los Acoples y el Peso de los Tubos?P0,001. La relacin si es estadsticamente significativa El modelo explica el 95,50% de las variaciones la Longitud de los Acoples La correlacin es de positiva e igual a 0,98 (Casi perfecta).Esta correlacin implica que si la longitud del acole tiene a aumenta, entonces el peso del tubo tambin tendera a crecer. Estos resultaos si tiene sentido fsico ya que a una mayor longitud del acople, el acople ser ms pesado y este a ser aadido a la estructura virgen del tubo, el conjunto adquirir un mayor peso.

Conclusiones: a) Segn el programa utilizado para la ejecucin de los clculos, Minitab, el tamao de la muestra no es lo suficientemente grande para proveer una estimacin muy precisa de la fuerza de la relacin. las mediciones de las fuerzas de la relacin, como R cuadrado y R cuadrado ajustado, pueden variar mucho. Para obtener una estimacin ms precisa, se deben utilizar muestras ms grandes.b) Se seala que la longitud de los acoples, al ser un factor muy importante en el peso de los tubos, es un elemento caracterstico y sumamente importante en los aspectos de calidad del producto deseados, que ene ste caso son los tubos de perforaron de pozos petroleros.c) Al ser la longitud de los acoples la variable que ms influye en el peso de los tubos, se debe decir que se debe tener une especial cuidado con esta variable dentro del proceso productivo de los tubos de perforacin de pozo petroleros. Como un 30% de la poblacin de tubos fabricados son rechazados debido a que no cumplen con las expectativas del clientes, como media para mejorar el proceso colectivos seria tomar en cuenta la aplicacin de medidas correctivas en la longitud de los acoples. Como al relacin entre la variable y el peso de los tubos es creciente, si aumenta la longitud de los tubos, es porque la longitud de la acople est por encima de los deseado. si el peso del tubo es bajo, eso quiere decir la longitud del acople es baja

Valor de la varianza

Intervalo de Confianza (Asumiendo un intervalo de confianza del 95%)

a) B1

b) B0

c) xi Uy/x Uy/x sup Uy/x inf

147267,5423267,8518437267,2327563

150268,835269,1445437268,5254563

144266,2496266,5591437265,9400563

152269,6968270,0063437269,3872563

144266,2496266,5591437265,9400563

140264,526264,8355437264,2164563

145266,6805266,9900437266,3709563

152269,6968270,0063437269,3872563

143265,8187266,1282437265,5091563

145266,6805266,9900437266,3709563

143265,8187266,1282437265,5091563

146267,1114267,4209437266,8018563

151269,2659269,5754437268,9563563

146267,1114267,4209437266,8018563

151269,2659269,5754437268,9563563

152269,6968270,0063437269,3872563

148267,9732268,2827437267,6636563

149268,4041268,7136437268,0945563

146267,1114267,4209437266,8018563

143265,8187266,1282437265,5091563

145266,6805266,9900437266,3709563

142265,3878265,6973437265,0782563

147267,5423267,8518437267,2327563

149268,4041268,7136437268,0945563

Grfica 1 Intervalos de confianza para la media Captulo IV

Intervalo de prediccin (obtenido mediante Minitab)

BIBLIOGRAFA

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