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ESPECIFICACION TECNICA “FABRICACION Y MONTAJE DE LINEAS L INEAS EN DUAL LAMINATE
PP-FRP” CODELCO CHILE – DIVISION CHUQUICAMATA
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22/01/2016 22/01/2016
REV
FECHA
ESPECIFICACION TECNICA DESCRIPCION REVISIONES
Análisis de Costos
Gerente General
ELABORADO
APROBADO
APROBACIONES
Chillán Nº 2318 2318 - Independencia, Santiago, Chile Fono: (+56 2) 27 56 41 00
[email protected] www.invenio.cl M AS D E5 0 A
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O SE NT RE GA ND O S OL UC IO NE SD E E XC EL EN CI A
INTRODUCCIÓN
Nuestro cliente CODELCO CHILE – DIVISION CHUQUICAMATA por medio del Sr. Manuel Barraza, ha solicitado solici tado a nuestra empresa Invenio S.A. una oferta por:
1.1
Fabricación, suministro suministro y montaje de Líneas en Dual Dual Lamínate PP-FRP con resina vinilester.
Objetivo
El objetivo de esta especificación es detallar el método de fabricación de las líneas en Dual Laminate PP-FRP en Planta Invenio. Se efectuarán de acuerdo a los estándares definidos por Codelco Chuquicamata de manera de controlar el método y riesgos asociados a cada etapa, dando cumplimiento a los estándares de calidad, en concordancia con las certificaciones certificaci ones ISO y OHSAS de nuestra empresa.
1.2
Antecedentes
Los antecedentes utilizados utiliz ados para la realización realizac ión de esta metodología son:
1.3
Levantamientos en terreno.
Alcance del proyecto
Lo presente en esta especificación, se aplicara obligatoriamente y en forma permanente a todo el personal de Invenio, entregando la descripción general de los trabajos y los procedimientos involucrados en el proceso. Es necesario considerar considerar para para la realización de los trabajos:
Personal altamente Calificado y de experiencia en fabricacion y mantenimiento de Plantas de Acido (Maestros (Maestros laminadores laminadores FRP y soldadores soldadores termoplásticos termoplásticos calificados calificados por una una entidad competente) Materias primas primas adecuadas adecuadas para las condiciones operacionales operacionales especificadas. especificadas. Control de calidad en planta Invenio y terreno para materias primas, fabricacion, soldaduras, vendajes y todo lo que es del alcance de este suministro.
Para cumplir con las exigencias requeridas, Invenio S.A. cuenta con mano de obra especializada y calificada califi cada con gran experiencia en la realización realizaci ón de trabajos en Plantas de Limpieza de Gases vinculados a la Minería.
EMPRESA CERTIFICADA BAJO NORMAS ISO 9001:2008 – OHSAS 18001:2007 18001:2007
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O SE NT RE GA ND O S OL UC IO NE SD E E XC EL EN CI A
E S P E CI F I C A CI O N ES T É C N I CA S
2.1
Descripcion general de metodología de trabajo
La fabricacion de equipos se realizara según nuestro sistema de gestión de calidad interno, certificado según ISO 9001:2008 – OHSAS 18001:2007 Los procedimientos que aplican en este proyecto y que se adjuntan a esta propuesta, son:
Nombre Procedimiento Doble Lamina (Dual Laminate) Instructivo soldadura manual por aire caliente Instructivo FRP por método de laminación Hand Lay Up Procedimiento Vendajes
Código PR IT IT PR
-
PROD PROD PROD PROD
-
0014 0003 0002 0015
Las secuencias de laminado consideradas para la oferta en la fabricación de Líneas a normas aplicables. Una vez adjudicado el proyecto, se emitirá memoria de cálculo final para la c orrecta emisión de planos y desarrollo de fabricación de las líneas.
2.2
Procedimiento Doble Lamina / Dual Laminate 2.2.1 Fabricación de matrices
Recepción de planos y fabricar de acuerdo a estos (si aplica). La configuración de la matriz para laminación manual, depende exclusivamente de la geometría y complejidad del producto, de acuerdo a lo solicitado por el cliente. La configuración de los moldes para Filament, son cilíndricos, en distintos diámetros de acuerdo a lo solicitado por el cliente. Terminada la matriz, verificar que las dimensiones estén de acuerdo a planos. Revisar el estado de la superficie de la matriz. La matriz se usa como sustrato para la conformación del termoplástico. En el caso de las tuberías, piping o fittings monolíticos no es necesaria la construcción de matriz.
2.2.2 Barrera Química (Liner Termoplástico)
El material del liner de la barrera química, es determinado por las condiciones de operación entregadas por el cliente. En este caso el termoplástico considerado para el proyecto es Polipropileno SDR33.
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Una vez armada la pieza, comenzar proceso de soldadura que será realizado de acuerdo al instructivo de soldadura manual por aire caliente (ver anexo IT-PROD-0003)
2.2.3 Barrera Estructural (FRP) 2.2.3.1 Formulación de la resina
La cantidad de resina a utilizar y preparar, depende del tamaño y forma de la pieza a fabricar. La proporción de catalizador y acelerante a usar con una determinada resina, es función de la temperatura ambiente, tipo de resina y tiempo requerido para realizar la aplicación. Para esto, considerar las recomendaciones del proveedor.
Los rangos recomendados son:
PRODUCTO Catalizador Acelerante BYK
PROPORCIÓN 1 al 3% en peso, por cada 1000 g. de resina 0.1 a 0.5% en peso, por cada 1000 g. de resina 2% máximo por cada 1000 g. de resina
2.2.4 Condiciones ambientales para la aplicación del laminado
Debe realizarse estando la superficie sobre el punto de rocío. Para una correcta laminación, la humedad ambiente debe ser menor al 80%. La temperatura debe estar entre 5°C y 40°C para su correcta polimerización.
2.2.5 Barrera Estructural aplicada por laminación manual
Efectuar por capas de acuerdo a la estructura especificada por Ingeniería, indicando espesor y secuencia de laminación. Laminar con brochas o rodillos de chiporro impregnados con resina y comprimir con rodillos metálicos para así lograr una buena homogeneización y eliminar las burbujas de aire que queden atrapadas entre las capas. El espesor del laminado es definido por la cantidad de capas de fibra de vidrio que éste tenga. o Si el espesor es muy grueso realizar en etapas, para evitar que el calor producido por la cura o gelado de la resina provoque altas temperaturas. o No es recomendable laminar más de 6 mm de espesor por vez. Entre cada etapa y gelado del laminado, lijar toda la superficie, eliminando o protuberancias, o bien rellenar las parte bajas. o Dejar la pieza libre de residuos y polvo, para continuar laminando la etapa siguiente.
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2.2.6 Barrera Estructural aplicada por filament winding
El programa de enrollado es entregado por ingeniería, indicando cantidad de hebras y el ancho total de fabricación, para llegar al espesor calculado. La etapa de enrollado se realizar por personal calificado y capacitado de Invenio S.A. Tener especial cuidado en calcular la materia prima antes del enrollado, ya que la máquina no se debe quedar sin filamento o resina durante el enrollado. Previo al enrollado, lijar la superficie para eliminar deformaciones, protuberancias de traslapos de fibras, etc. Aplicar un MAT mojado con la misma resina del enrollado previo a éste, lo que ayudará a eliminar burbujas. Durante el enrollado pasar una goma (pala) para extraer el exceso de resina en los filamentos (roving). El enrollado no se debe aplicar en capas mayores a 7 mm de espesor. Si la pieza requiere más de 7 mm de espesor, dividir en las etapas necesarias para llegar al espesor requerido. Detener el enrollado dejando gelar y enfriar cada etapa según corresponda. Además, aplicar un MAT antes de continuar con el enrollado, para dar adherencia y ayuda a eliminar burbujas. Todo laminado se realiza estando la superficie sobre el punto de rocío, para que esta superficie no presente humedad.
2.2.7 Armado
Trazar los ejes antes de desmoldar la pieza, teniendo la precaución que el molde esté a nivel antes de trazar los ejes y los cortes de longitud. Una vez cortado según lo especificado por ingeniería, colocar en la posición requerida (horizontal o vertical) Verificar nuevamente su nivelación y proceder al trazado, y corte del producto según planos. Terminado este proceso, proceder al biselado de la unión y a la aplicación de soldadura de acuerdo al instructivo (ver anexo IT-PROD-0003) Aplicar nuevamente una secuencia de laminado (de acuerdo a procedimiento vendajes, ver PRPROD-15) a las uniones soldadas y se hará de acuerdo a lo indicado por ingeniería. Este proceso es aplicado con la misma calidad de materiales y tipo que fueron fabricadas las diferentes piezas para el armado. Toda la instalación de flanges, insertos u otra pieza adicional, será bajo las normas aplicadas por INVENIO S.A. o las solicitadas por el cliente.
2.2.8 Terminación interior (si aplica)
La barrera química o liner, es soldada interiormente en todas las uniones, de acuerdo a instructivo de soldadura. (ver anexo IT-PROD-0003).
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2.2.9 Terminación exterior o Gel Coat
Para esta aplicación, el producto tiene que esta lijado, limpio y libre de defectos. Al gel-coat se agrega un aditivo parafínico, para evitar el contacto de la resina con el oxígeno y así lograr una buena polimerización. Aplicar con brocha para superficies pequeñas y con rodillo de chiporro para superficies mayores Dejar una capa homogénea que cubra toda el área a pintar sin dejar que se produzcan transparencias. Verificar que no hayan partículas extrañas (pelo, pelusas, etc.) y si las hay extraerlas del producto.
2.2.10 Inspección del laminado
La superficie interna o cara terminada tiene que estar libre de rayas, grietas o cuarteaduras. Revisar que la terminación sea suave y con un promedio de burbujas de aire de acuerdo al nivel de inspección acordado con el cliente (una pequeña ondulación es admisible siempre que la superficie sea suave y esté libre de burbujas). Asegurar que la superficie exterior no tenga fibras expuestas o proyecciones agudas. Eliminar todas las aristas vivas. El laminado terminado tiene que estar libre de inclusiones, manchas, burbujas de aire, granos y deslaminaciones.
2.2.11 Ensayos aplicables al control de calidad Los criterios de inspección y ensayos serán entregados por Invenio S.A. de acuerdo a su sistema de control de calidad. Inspección dimensional según normas NBS; RTP-1; ASTM D3299; D4097 (si aplica) Inspección visual, según normas ASTM D2563; RTP-1 (si aplica) Test de acetona, según norma RTP-1 (si aplica) Test de dureza Barcol, según norma ASTM D2583 (si aplica) Medición de espesores, según norma ASTM D4166 (si aplica) Spark Test, según norma NACE (si aplica)
Descripción de defectos y causas Rebarba o astilla Grieta Grieta de superficie Craquelado o cuarteamiento Borde deslaminado Deslaminación interna
Pequeño trozo partido fuera del borde de la superficie. Una gran separación del laminado en visible oposición a la superficie que se extiende a través del espesor. Grieta existente en la superficie del laminado. Fina grietas sobre la superficie del laminado. Separación de las capas de material en el borde del laminado. Separación interna de capas de material laminado.
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Manchas secas Cuerpos extraños (metálicos)
Superficie donde el refuerzo no ha sido impregnado con resina. Partículas metálicas incluidas en el laminado y que no pertenecen a la composición. Cuerpos extraños (no metálicos) Partículas no metálicas de elementos incluido en el laminado y no pertenecen a su composición. Fractura Ruptura de la superficie del laminado con una total penetración. Burbuja de aire Aire atrapado sobre y entre los paños de refuerzo, generalmente esférico. Poros-ampollas Ampollas en la superficie de un laminado. Quemaduras Muestra evidente de descomposición térmica a través de una decoloración, distorsión o destrucción de la superficie del laminado. Ojos de pescado Pequeño globo macizo unido y bordeado completamente por material y es evidente en un material traslúcido. Falta de llenado Un área, usualmente en el borde del laminado, donde el refuerzo no ha sido bien humectado con resina. Piel de naranja Superficie irregular similar a la piel de naranja Granos (Pimple) Elevaciones cónicas, pequeñas y afiladas sobre la superficie del laminado. Socavaciones o perforaciones Pequeños cráteres superficiales regulares o irregulares, con ancho (pinhole) aproximadamente del mismo orden de magnitud que el espesor. Porosidad Presencia de numerosas socavaciones visibles Pregelado Una no intencionada capa extra de resina curada sobre la superficie del laminado (esta condición no incluye al gelcoat). Bolsa de resina Un aparente exceso de acumulación de resina, en una pequeña área dentro del laminado. Borde rico en resina Material de reforzamiento insuficiente en el borde del laminado moldeado. Marcas de encogimiento Depresión en la superficie del laminado al ser retirado del molde Lavado Área donde el refuerzo ha sido removido inadvertidamente durante el cierre del molde resultando en zonas ricas en resina. Poro subterráneo Poro alargado en la superficie o cubierto con una delgada capa de (wormhole) resina curada. Arruga Uno o más pliegues del refuerzo. Ralladuras Rayas o líneas de pequeña profundidad sobre el gel-coat de la cara terminada.
2.3
Instructivo Soldadura manual por aire caliente. 2.3.1 Condiciones del lugar de trabajo El lugar de trabajo donde se va a soldar, deberá protegerse de las condiciones atmosféricas adversas, manteniendo los siguientes rangos:
Humedad < 80% Temperaturas mayores a 5° C Temperaturas menores a 40° C No deben existir en el lugar de trabajo corriente de aire. No debe existir niebla, lluvia, ni humedad.
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2.3.2 Preparación de la superficie a soldar
Limpiar el material base con papel absorbente y alcohol isopropílico. Biselar y preparar las uniones de acuerdo a figura N°1
Figura N°1
Alinear las dos piezas a unir, dejando una distancia según lo indicado en figura N°1. Comprobar que las superficies a unir no estén sometidas a esfuerzo durante la soldadura. Posterior a esto se debe pinchar con la boquilla de contacto, completamente la zona a soldar, para evitar desalineación de las partes.
2.3.3 Preparación del equipo para soldar
Regular la temperatura del equipo, alcanzando la temperatura seteada en el controlador de la máquina, de acuerdo al material termoplástico a soldar, según lo indicado en la figura N° 2.
Temperatura en flujo de gas Velocidad soldadura Velocidad soldadura con la boquilla °C (L/min) con boquilla rápida boquilla circular (abanico) POLIPROPILENO 280-320 60-70 40 – 60 cm/min máx. 10 cm/min Material
Esperar cinco minutos a lo menos antes de comenzar a soldar. Se debe efectuar una prueba en un trozo de material idéntico al que se está trabajando, para asegurar que la temperatura del aire caliente es la correcta.
2.3.4 Ejecución
Verificar las superficies a unir antes de comenzar la soldadura. Eliminar con un raspador, todo el material sobrante que haya quedado durante el proceso de pinchado de las piezas a soldar. Calcular y dimensionar el aporte de soldadura necesario para efectuar la unión con un solo cordón, evitando uniones posteriores que puedan ocasionar filtraciones.
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Gas Aire
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Soldar y colocar el material de aporte de acuerdo a la figura N° 3 y N° 4
Figura N° 3
Figura N° 4
Dejar enfriar entre la aplicación de cada cordón de soldadura. Limpiar con el raspador metálico, entre cordones.
2.3.5 Inspección de la soldadura
Inspección de la soldadura de acuerdo a formularios internos.
Prueba de estanqueidad con Spark Tester. o
o
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La soldadura a verificar debe tener una superficie conductora bajo ella. Se utiliza una superficie metálica o un recubrimiento conductor que puede ser cinta autoadhesiva de aluminio, velo conductor grafitado o resina grafitada. Al colocar el electrodo sobre una soldadura con defectos, la maquina emite un haz de luz y se ve una corona de descarga azul alrededor de este. Cualquier defecto tal como poros o delgados orificios, se detectará por la aparición de chispas brillantes desde el electrodo y la desaparición de la corona de descarga.
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El voltaje de testeo para PP, PVDF, ECTFE, FEP y PFA es de 5 KV por mm de espesor del material. Siendo el máximo test de voltaje determinado por el mínimo espesor. Este ensayo se debe realizar a lo menos 8 horas después de realizada la soldadura. El inicio y término de la distancia inspeccionada, se debe marcar o identificar de manera de evitar traslapes de realización del test. Si el test evidencia fugas, la soldadura en esta área debe ser reparada y vuelta a inspeccionar.
2.4
Instructivo FRP por método de laminación HAND LAY UP. 2.4.1 Formulación de la resina
La cantidad de resina a utilizar y preparar, va a depender del tamaño y forma de la pieza a fabricar. La proporción de catalizador y acelerante a usar con una determinada resina, es función de la temperatura ambiente, tipo de resina y tiempo requerido para realizar la aplicación. Para esto, considerar las recomendaciones del proveedor.
Los rangos recomendados son:
PRODUCTO CATALIZADOR ACELERANTE BYK
PROPORCION 1 al 3% en peso, por cada 1000 g. de resina 0.1 a 0.5% en peso, por cada 1000 g. de resina 2% máximo por cada 1000 g. de resina
2.4.2 Condiciones ambientales para la aplicación del laminado
Para una correcta laminación la humedad ambiente debe ser menor al 80%. La temperatura debe estar entre 5°C y 40°C para su correcta polimerización.
2.4.3 Barrera Estructural
Se efectúa por capas de acuerdo a la estructura especificada por Ingeniería, indicando espesor y secuencia de laminación. Laminar con brochas o rodillos de chiporro impregnados con resina y comprimir con rodillos metálicos para así lograr una buena homogeneización y eliminar las burbujas de aire que queden atrapadas entre las capas. El espesor del laminado es definido por la cantidad de capas de fibra de vidrio que éste tenga.
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Si el espesor es muy grueso debe ser realizado en etapas, para evitar que el calor producido por la cura o gelado de la resina provoque altas temperaturas. No es recomendable laminar más de 6 mm de espesor por vez. Entre cada etapa y gelado del laminado, deberá lijarse toda la superficie, eliminando protuberancias, o bien rellenando las parte bajas. Dejar la pieza libre de residuos y polvo, para continuar laminando la etapa siguiente.
2.4.4 Gel Coat
Para esta aplicación, el producto debe estar lijado, limpio y libre de defectos. Al gel-coat se le debe agregar un aditivo parafínico, para evitar el contacto de la resina con el oxígeno y así lograr una buena polimerización. Aplicar con brocha para superficies pequeñas y con rodillo de chiporro para superficies mayores Dejar una capa homogénea que cubra toda el área a pintar sin dejar que se produzcan transparencias. Verificar que no hayan partículas extrañas (pelo, pelusas, etc.) y si las hay extraerlas del producto.
2.4.5 Inspección del laminado
La superficie interna o cara terminada debe estar libre de rayas, grietas o cuarteaduras. Revisar que la terminación sea suave y con un promedio de burbujas de aire de acuerdo al nivel de inspección acordado con el cliente (una pequeña ondulación es admisible siempre que la superficie sea suave y esté libre de burbujas). Asegurar que la superficie exterior no tenga fibras expuestas o proyecciones agudas. Eliminar todas las aristas vivas. El laminado terminado deberá estar libre de inclusiones, manchas, burbujas de aire, granos y deslaminaciones.
2.5
Procedimiento de Vendajes en FRP en terreno 2.5.1 Preparación de aplicación de vendaje
Para preparar el ducto, se debe efectuar biselado en los extremos y lijado mecánico a la zona a realizar el vendaje, dejando el sector apto para la unión. El sector a vendar debe estar limpio, libre de polvos, agentes contaminantes y su superficie no debe ser mayor al refuerzo de FRP.
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2.5.2 Aplicación de vendajes en FRP La aplicación de los vendajes en FRP, incluyendo barrera química y barrera estructural, se hará de acuerdo a norma DIN 16966 Part 8.
2.5.3 Formulación de la resina
La cantidad de resina a utilizar y preparar, va a depender del tamaño y forma de la pieza a fabricar. La proporción de catalizador y acelerante a usar con una determinada resina, es función de la temperatura ambiente, tipo de resina y tiempo requerido para realizar la aplicación. Para esto, considerar las recomendaciones del proveedor.
2.5.4 Condiciones ambientales para la aplicación del laminado
Para una correcta laminación la humedad ambiente debe ser menor al 80%. La temperatura debe estar entre 5°C y 40°C para su correcta polimerización. De ser necesario, se debe realizar un encarpado y crear un microclima, el cual deberá ser aportado por el cliente.
2.5.5 Barrera Estructural en FRP
Se efectúa por capas de acuerdo a la estructura especificada, indicando secuencia de laminado. Laminar con brochas o rodillos de chiporro impregnados con resina y comprimir con rodillos metálicos para así lograr una buena homogeneización y eliminar las burbujas de aire que queden atrapadas entre las capas. El espesor del laminado es definido por la cantidad de capas de fibra de vidrio que éste tenga. En el caso de vendajes para ductos, la barrera química debe ser 1,5 veces el espesor del ducto. (si aplica) o
o o
o
Si el espesor es muy grueso debe ser realizado en etapas, para evitar que el calor producido por la cura o gelado de la resina provoque altas temperaturas. No es recomendable laminar más de 6 mm de espesor por vez. Entre cada etapa y gelado del laminado, deberá lijarse toda la superficie, eliminando protuberancias, o bien rellenando las parte bajas. Dejar la pieza libre de residuos y polvo, para continuar laminando la etapa siguiente.
2.5.6 Gel-Coat
Para esta aplicación, el producto debe estar lijado, limpio y libre de defectos.
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Al gel-coat se le debe agregar un aditivo parafínico, para evitar el contacto de la resina con el oxígeno y así lograr una buena polimerización. Aplicar con brocha para superficies pequeñas y con rodillo de chiporro para superficies mayores Dejar una capa homogénea que cubra toda el área a pintar sin dejar que se produzcan transparencias. Verificar que no hayan partículas extrañas (pelo, pelusas, etc.) y si las hay, extraerlas del producto. La terminación exterior debe ser pigmentada color RAL 7035 con inhibidor UV.
2.5.7 Materias Primas Para la Barrera Química
Termoplástico Este material es determinado por especificaciones técnicas, de acuerdo a las condiciones de operación del producto o a lo solicitado por el cliente. En el caso de este proyecto el termoplástico utilizado será Polipropileno SDR33.
Para la Barrera Estructural
2.6
Resina MAT 450 WR-600 Roving 2200 o 2400
Invenio utiliza en todos sus productos Resina Vinilester Fieltro multidireccional de 450 g/m2 Tejido bidireccional de 600 g/m2 Hilado fibra de vidrio 2200 o 2400 g/km. (si aplica)
TOP COAT final terminación.
Capa de resina con aditivo parafínico de
superficie como
Recurso Humano
El recurso humano que se empleará para realizar los trabajos involucrados en el proyecto serán los adecuados en cuanto a cantidad, competencia y experiencia como para efectuar los trabajos encargados a entera satisfacción de nuestros clientes. Todo nuestro personal será inducido para realizar los trabajos, interiorizarse de ellos y a medida del avance poder aportar con nuevos métodos con el fin de innovar y realizar el proceso de mantenimiento en forma cada vez más eficiente logrando la excelencia para alcanzar la máxima optimización del recurso humano. En esta situación y otras a considerar se contarán con supervisión capaz de hacer gestión a vista y analizar fallas y problemas para la identificación de proyectos de mejoramiento. Durante el proceso de ejecución de la obra se efectuará un control de avance de cada operación lo que resultará en la entrega de una evaluación de resultado. Todo lo anterior tiene como
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objetivo disminuir los tiempos de trabajo asegurando una mayor disponibilidad de la mano de obra asignada al proyecto
2.7
Seguridad
Conscientes de la importancia de la seguridad en la ejecución de los trabajos, INVENIO capacita permanentemente a sus trabajadores para desarrollar sus labores con los más altos estándares de seguridad. Además, INVENIO reafirma y renueva este compromiso con el mejoramiento continuo de su sistema de gestión de salud y seguridad ocupacional, certificado bajo la norma OHSAS 18001.
2.8
Dossier
Al finalizar el proyecto, nuestro cliente recibirá un dossier con la documentación de respaldo de los trabajos realizados. Este contiene la siguiente información:
2.9
Programación de los trabajos Memorias de cálculo para la fabricación de Spool Emisión de planos de fabricacion Invenio, los cuales deben ser aprobados por cliente. Especificaciones técnicas Plan de aseguramiento de Calidad (PAC) Plan de Inspección de Ensayos (PIE) Procedimientos de trabajo Registros de control de calidad realizados Certificado de calidad o de origen de las materias primas Certificado de liberación producto conforme
Anexos
Anexo N°1 – Ejemplos Certificación de maestros laminadores y soldadores termoplásticos calificados. Anexo N°2 – Certificación ISO Anexo N°3 – Certificación OHSAS
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