Failure analysis and repair of the telescopic beam belonging to the spreader of a reach stacker for port operations

• Fabio Andres Bermejo Altamar ^[1] ; Edgardo M. Buelvas Castro ^[1] ; Ricardo Andrés Mendoza Quiroga ^[1]
  1. [1] Universidad Antonio Nariño

     Universidad Antonio Nariño

     Colombia

     
• Localización: Scientia et Technica, ISSN 0122-1701, Vol. 25, Nº. 1, 2020, págs. 30-36
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis de falla y reparación de la viga telescópica perteneciente al spreader de un equipo móvil terrestre para operaciones portuarias
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• Resumen
  • español

    Los equipos apiladores de tierra que operan en los puertos del Caribe colombiano están sujetos a varias condiciones de trabajo críticas como son: ambiente corrosivo, exceso de horas de trabajo, sobrecarga y falta de mantenimiento predictivo. Este trabajo se enfoca en el análisis de fallas y la elaboración del procedimiento de reparación de soldadura de la viga telescópica perteneciente al separador de un apilador Reach que opera en un puerto caribe colombiano. Inicialmente se caracterizó la zona de falla; mediante un análisis metalográfico y un perfil de dureza para identificar el tipo de acero estructural del que está compuesta la viga, obteniendo un grado A514 C de 110KSI de resistencia a la tracción y 34HRC de dureza. El fabricante del equipo fue verificado y lo establecido por las pruebas de laboratorio fue corroborado. Después de identificar el material, se analizó el área de fractura donde se encontraron patrones de marcas de playa, típicos de una falla por fatiga que se extiende desde la circunferencia de los pasadores de separación hasta la superficie de la viga. La inclusión de los separadores en el diseño inicial genera concentradores de esfuerzos en la soldadura de los pasadores, lo que aumenta la zona de fatiga combinada con el exceso de carga con la que trabaja el equipo. Este hecho podría verificarse con un boletín técnico publicado por la marca del fabricante "Taylor", donde indica este tipo de falla para el haz telescópico de los apiladores Reach. Luego, se desarrolla un procedimiento de reparación de soldadura tipo FCAW de acuerdo con el código AWS D1.1, donde el electrodo que se utiliza, los cables que se aplicaran, el precalentamiento, las velocidades y condiciones recomendadas para llenar los materiales sobre grietas seleccionadas. Finalmente, se pudo concluir que la falla fue generada por fatiga y sobrecarga en la soldadura de los pasadores del separador de haz telescópico y su reparación se realiza de acuerdo con un procedimiento de soldadura del código AWS D1.1.

    El análisis de este tipo de casos permitirá a la compañía tomar medidas para minimizar la nueva ocurrencia de la falla, como revisiones periódicas en esa área después de las horas de trabajo recomendadas por el fabricante y la conciencia de los operadores del equipo con el manejo de cargas en el puerto

  • English

    Reach stackers land equipment operating in ports of the Colombian Caribbean, are subject to several critical working conditions such as; corrosive environment, excess working hours, overload and lack of predictive maintenance. This work focuses on the failure analysis and the elaboration of the welding repair procedure of the telescopic beam belonging to the spreader of a Reach stacker that operates in a Colombian Caribbean seaport.

    Initially the fault zone was characterized; by mean a metallographic analysis and a hardness profile to identify the type of structural steel of which the beam is composed, obtaining an A514 grade C of 110KSI of tensile strength and 34HRC of hardness. The equipment manufacturer was verified and the established by the laboratory tests was corroborated. After identifying the material, the fracture area was analyzed where patterns of beach markings were found, typical of a fatigue failure which extended from the circumference of separating pins to the surface of the beam. The inclusion of the separators in the initial design generates stress concentrators in the welding of the pins which increases the fatigue zone combined with the excess load with which the equipment works. This fact could be verified with a technical bulletin published by the manufacturer brand "Taylor" where it indicates this type of failure for the telescopic beam of the Reach stackers. Successively, an FCAW type welding repair procedure is developed in accordance with AWS code D1.1, where the electrode to be used, the cords to be applied, the preheating, and the speeds and conditions recommended for filling the materials are selected cracks. Finally it could be concluded that the fault was generated by fatigue and overload in the welding of the telescopic beam separator pins and its repair will be carried out according to a welding procedure of the AWS code D1.1. The analysis of these types of cases will allow the company to take actions to minimize the new occurrence of the failure such as periodic reviews in that area after the work hours recommended by the manufacturer and the awareness of the equipment operators with the handling of loads on the dock.