ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

PROYECTO DE INGENIERIA DE OPERACIONES

TEMA: Análisis de Factibilidad para empresa de servicios de soldadura en tuberías

para transporte de crudo y derivados basado en un estudio de mercado y procesos

que deberá realizar según la norma API

REALIZADO POR:

AYALA LLIVE DIANA LETICIA

SALINAS EDGAR

CARRASCO PAUL

ZAGAL JAIME

RROFESOR:

Ing. Espinoza Diego

ENTREGA DE LA PRIMERA PARTE NOVIEMBRE 2014

1. TEMAAnálisis de Factibilidad para empresa de servicios de soldadura en tuberías para transporte de crudo y derivados basado en un estudio de mercado y procesos que deberá realizar según la norma API.

2. JUSTIFICACIÓN

En el mundo del petróleo los oleoductos son los medios de excelencia para el transporte de petróleo y derivados, estos oleoductos están compuestos por una serie de tuberías unidad mediante soldadura, Ecuador al ser un país petrolero tiene un sistema de oleoductos, los mismos que requieren reparación, mantenimiento y soldadura de nuevos oleoductos, además ya que el proceso de soldadura requiere de conocimiento y tecnología de punta se deja en manos de empresas calificadas para realizar dicho trabajo.

3. OBJETIVO GENERAL

Analizar la factibilidad de montar una empresa de servicios de soldadura para tuberías de transporte de petróleo y derivados en Ecuador.

4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Identificar los procesos de soldadura utilizados para tuberías de petróleo y derivados

según norma API. Realizar el estudio de mercado Realizar el estudio técnico Realizar el estudio financiero Realizar la evacuación financiera

5. MARCO TEÓRICO

5.1 Soldadura en Oleoductos y Gasoductos Norma API 1104

5.1.1 Generalidades

Alcance

Este estándar cubre las soldaduras por arco y gas de uniones a tope, filete y socket de tuberías

de acero al carbono y de baja aleación utilizadas en la compresión, bombeo y transporte de

petróleo crudo, productos del petróleo, gases combustibles, dióxido de carbono y nitrógeno, y,

donde sea aplicable, cubre soldaduras en sistemas de distribución. Es aplicable tanto para

construcciones nuevas como aquellas que se encuentran en servicio. La soldadura puede ser

hecha por SMAW, SAW, GTAW, GMAW, FCAW, soldadura por arco plasma, soldadura

oxiacetilénica o soldadura por chisporroteo o una combinación de estos procesos usando una

técnica de soldadura manual, semi automática, automática o combinación de estas técnicas.

Las soldaduras pueden ser producidas en posición o mediante rotación, o a través de Este

estándar también cubre los procedimientos para ensayos de radiografía, partículas

magnéticas, líquidos penetrantes y ultrasonido así como los estándares de aceptación para ser

aplicados a la producción de soldaduras ensayadas destructivamente o inspeccionadas por los

métodos de radiografía, partículas magnéticas, líquidos penetrantes, ultrasonido e inspección

visual.

Los valores especificados en unidades inch-pound (pulgadas- libras) o unidades SI son para ser

usados separadamente en el estándar. Cada sistema es para ser usado independientemente

uno del otro, sin combinar valores en ningún caso.

Otros procesos que aquellos descritos arriba serán considerados para incluirlos en este

estándar. Las personas que deseen tener otros procesos incluidos deben presentar, como

mínimo, la siguiente información para la consideración del comité:

a. Una descripción del proceso de soldadura.

b. Una proposición de las variables esenciales.

c. Un WPS (welding procedure specification). Una especificación del procedimiento de

soldadura.

d. Métodos de inspección de soldadura.

e. Tipos de imperfecciones de soldadura y sus límites de aceptación propuestos.

f. Procedimientos de reparación.

Se entiende que todo trabajo realizado de acuerdo con este estándar debe reunir o exceder los

requerimientos de este estándar

5.1.2 Definiciones y términos

Los términos de soldadura usados en este estándar son definidos en AWS A3.0, con las

adiciones y modificaciones mostradas más adelante

5.1.2.1 Definiciones

Soldadura automática (automatic welding): Soldadura por arco con equipamiento que

permite la operación total de soldadura sin manipulación del arco o electrodo o personal que

lo guíe o lleve y sin un requerimiento de habilidad manual por parte del operador de

soldadura.

Compañía (company): La compañía propietaria o la agencia de ingenieros encargada de la

construcción. La compañía puede actuar a través de un inspector u otro representante

autorizado.

Contratista (contractor): Incluye el contratista primario y cualquier subcontratista del trabajo

cubierto por este estándar.

Defecto (defect): Una imperfección de suficiente magnitud para ser rechazada de acuerdo a

las estipulaciones de este estándar.

Imperfección (imperfection): Una discontinuidad o irregularidad que es detectable por

métodos descritos en este estándar.

Indicación (indication): Evidencia obtenida por un ensayo no destructivo.

Concavidad interna (internal concavity): Un depósito que ha sido fundido adecuadamente y

que ha penetrado completamente el espesor de la tubería a lo largo de ambos lados del bisel

pero cuyo centro esta más abajo de la superficie interior de la pared de la tubería. La magnitud

de la concavidad es la distancia perpendicular entre una extensión axial de la superficie de la

pared de la tubería y el punto mas bajo de la superficie del cordón soldado.

Soldadura en Posición (position welding): Soldadura en la cual el tubo o ensamble está sujeta

estacionariamente.

Soldador Calificado (qualified welder): Un soldador que ha demostrado tener la habilidad de

producir soldaduras que cumplan los requerimientos de las secciones 5 o 6.

Procedimiento de Soldadura Calificado (qualified welding procedure): Un método detallado

probado y analizado por el cual soldaduras sanas con apropiadas propiedades mecánicas

pueden ser producidas.

Radiólogo (radiographer): Persona que realiza las operaciones de radiografiado.

Reparación (repair): Cualquier labor de soldadura que se realiza en una unión soldada

terminada para corregir una falla en la soldadura que ha sido descubierta por inspección visual

o END (ensayos no destructivos) y que se encuentra fuera de los límites de aceptación

establecidos por este estándar.

Soldadura Rotada (roll welding): Soldadura en la cual la tubería o ensamble es rotado

mientras el metal de soldadura es depositado en o cerca de la zona superior central de la

tubería.

Cordón de raíz (root bead): El primer cordón que junta inicialmente dos secciones de tubería,

una sección de tubería a una conexión o dos conexiones.

Soldadura Semiautomática: Soldadura de arco con equipamiento que controla únicamente la

alimentación del metal de aporte. El avance de la soldadura es controlado manualmente.

Debe (Shall): Término que indica un requerimiento mandatorio, el término debería (should)

indica una recomendación práctica.

Soldadura (Weld): La unión soldada completa de dos secciones de tubería, una sección de

tubería a una conexión (fitting) o dos conexiones.

Soldador (welder): Persona que realiza la soldadura.

5.1.3. Especificaciones

5.1.3.1 Equipamiento

Los equipos de soldadura de gas o de arco deben ser de un tamaño y tipo adecuados para el

trabajo y deben ser mantenido en condiciones que aseguren soldaduras aceptables,

continuidad de operación y seguridad del personal. El equipo de soldadura por arco debe ser

operado dentro de los rangos de voltaje y amperaje mostrados en el procedimiento de

soldadura calificado. El equipo de soldadura por gas debe ser operado con las características

de flama y tamaño de tips mostrados en el procedimiento de soldadura calificado. Los equipos

que no consigan estos requerimientos deben ser reparados o reemplazados.

5.1.3.2 Materiales

Tuberías Y Conexiones

Este estándar es aplicable a las soldaduras de tuberías y conexiones que conforman las

siguientes especificaciones:

a. API Specification 5L

b. Especificaciones ASTM aplicables.

Este estándar también se aplica para materiales con composición química y propiedades

mecánicas que cumplen con una de las especificaciones listadas en los ítems a y b, aún cuando

los materiales no estén manufacturados en concordancia con la especificación.

5.1.3.3 Metal de Aporte

Tipo y Tamaño

Todo metal de aporte debe estar en conformidad con alguna una de las siguientes

especificaciones.

a. AWS A5.1

b. AWS A5.2

c. AWS A5.5

d. AWS A5.17

e. AWS A5.18

f. AWS A5.20

g. AWS A5.28

h. AWS A5.29

Metales de aporte que no cumplan las especificaciones arriba mencionadas pueden ser usados

siempre que los procedimientos de soldadura que involucren su uso sean calificados.

Almacenamiento y Manipulación de Metales de Aporte y Fundentes

Metales de aporte y fundentes deben ser almacenados y manipulados para evitar daño a estos

y a los envases en los cuales ellos son colocados. Los metales de aporte y fundentes en envases

abiertos deben ser protegidos del deterioro y los metales de aporte recubiertos deben ser

Protegidos de excesivos cambios de humedad. Metales de aporte y fundentes que muestren

signos de daño o deterioro no deben ser usados.

5.1.3.4 Gases de Protección

Tipos

Las atmósferas para la protección del arco son de muchos tipos y pueden consistir de gases

inertes, gases activos o una mezcla de gases inertes y activos. La pureza y sequedad de estas

atmósferas tienen gran influencia en la soldadura y debería ser de valores adecuados para el

proceso y el material a ser soldado. La atmósfera protectora a ser usada debe ser calificada

para el material y el proceso de soldadura.

Almacenaje y Manipulación

Los gases de protección deben ser mantenidos en los recipientes en los cuales ellos son

suministrados y los recipientes deben ser almacenados fuera de temperaturas extremas. Los

gases no deben ser mezclados en campo (field-intermixed) en sus recipientes. Gases de pureza

cuestionable y aquellos en recipientes que muestren signos de daño no deben ser usados.

6. ESTUDIO DE MERCADO

El mercado de soldadura de tuberías, es muy amplio en el Ecuador y esto podemos decirlo ya

que el país es un país petrolero; en la industria petrolera podemos encontrar un amplio nicho

de mercado.

Además podemos decir que en los últimos años se están dando nuevos proyectos en el país

como es el caso de las esferas de gas en Monteverde, y el proyecto de la refinería del pacifico,

ya que estos proyectos usan tuberías para transportar los productos entonces sabemos que las

normas internacionales dicen que las tuberías deben ser soldadas.

6.1 Proyectos en el País

El mandatario afirmó que el gobierno empezó este año la construcción de 8 proyectos

hidroeléctricos, uno eólico y otro térmico, con una inversión de al menos USD 5 mil millones.

”…esto nos permitirá salir de la economía extractivista” aseveró el jefe de Estado.

“Convertiremos al Ecuador en una potencia exportadora de energía renovable, responsable

con el medio ambiente” declaró Correa.

Solo en 2012, la inversión del Gobierno Central ascendió a 6.287 millones de dólares, cifra

también récord en la historia nacional. Los recursos asignados a las empresas públicas y a los

gobiernos autónomos descentralizados se emplearon en la ejecución de importantes obras de

desarrollo social.

El subsecretario explicó que el monto de inversión tiene como fuente al sistema de

administración financiera, que es el instrumento por el cual todas las entidades públicas

ejecutan los recursos que se les asignan. “Esto corresponde a lo que se llama Estado Central,

que es una clasificación presupuestaria e institucional que comprende a la función ejecutiva,

legislativa, judicial, de control y participación y a la función electoral”.

Un estudio de la Senplades revela que si el país mantenía el mismo nivel de inversión

pública aplicado antes de 2007, la tasa de crecimiento del PIB habría sido apenas del 2,6%, en

lugar del 8% alcanzado en 2011.

6.1.1 Sectores beneficiados en 2012

Con la inversión pública, el Gobierno ha impulsado un sinnúmero de proyectos importantes,

como la construcción de centrales hidroeléctricas, de la refinería del Pacífico, obras viales, e

infraestructuras en los servicios de salud y educación, entre otras. En 2012, la mayor inversión

pública fue para el sector de desarrollo social y talento humano, con el 37%; producción y

sectores estratégicos el 35%, seguridad y justicia alcanzó el 24%; y patrimonio y política

económica el 4%.

Aráuz indicó que la inversión pública es la acumulación de capitales y capacidades de la

producción ecuatoriana, que permite enfrentar la situación actual del mundo y los problemas

socioeconómicos que tiene el país. Además, la inversión ha dado lugar a la dinamización y

sostenimiento de la economía en el corto plazo, la construcción de obras, la generación de

mayores plazas de trabajo y que la población mantenga un ritmo de consumo estable.

También benefició a las empresas privadas nacionales y estimuló la inversión extranjera

directa.

6.1.2 Los próximos 19 años

Según datos d Petroproducción entre 1997 y 2012 habremos producido 2.1 millardos de crudo,

que sumados a los del periodo 1972-1996 de 2.3 millardos, dan un total de 4.4 millardos de

barriles de petróleo. Luego del 2012 la producción petrolera ecuatoriana declinara

aceleradamente. Esto determinara el que se llegue al fin de los próximos 25 años en el 2023,

posiblemente como importador neto de hidrocarburos.

6.1.3 Proyectos Estratégicos 2014-2017

Ecuador ofrece al mundo oportunidades de inversión en las áreas de Sectores Estratégicos por

más de 28 000 millones de dólares, a través de distintas modalidades. Las áreas en las que

Ecuador tiene mayor oferta para los inversionistas son: sector eléctrico, con aproximadamente

11.8 mil millones de dólares; manejo de recursos hídricos, con 2. 026 mil millones de dólares; 9

800 millones de dólares en el área de recursos naturales no renovables (petróleo, gas,

minería); 500 millones de dólares en proyectos ambientales y de telecomunicaciones y más

de 3 500 millones de dólares en industrias básicas.

6.1.4 Proyectos Petroleros Ecuador

6.2 Determinación de márgenes de precio.

Para la determinación de márgenes de precio, se empleará el método del costo más margen el

cual simplifica la determinación del precio. Facilita el cálculo de cualquier rebaja o ajuste en el

precio y permite llevar los precios similares entre los competidores cuando todos ellos lo

aplican.

El procedimiento a seguir será el siguiente:

PV= CTU1−M100

Donde PV es el precio de venta

CTU costo Total Unitario

M margen sobre el precio de venta

Este procedimiento, seguido especialmente en el comercio minorista, se basa en calcular el

coste unitario de producción y sumar un porcentaje de beneficios. El coste unitario puede ser

el coste total de producción y entonces el margen va dirigido a obtener beneficios, o bien se

toma, caso de las actividades de distribución, el coste variable de producción o adquisición y el

margen cubre los costes fijos, gastos de administración, comerciales, financieros y el beneficio.

6.3 PROVEEDORES

6.4 Histórico de la demanda

Evolución de la inversión publica

La inversión pública en el 2011 crece en relación al año anterior:

El Plan Anual de Inversión (inicial) es US$ 593,49 millones mayor en 2011.

Lo que implica un crecimiento del 14%.

La inversión total inicial del PGE es US$ 353,4 millones superior en el 2011.

Lo que implica un crecimiento del 5 %.

6.4.1 Evolución del Plan Anual de Inversión y el Servicio de Deuda

7. ESTUDIO TÉCNICO

7.1 Ubicación y Localización

La empresa se ubicara en la av. La Perla y Maldonado en el Sector industrial del sur ubicado en

Guamani.

7.2. Especificación del procedimiento

7.2.1 Proceso

El proceso especificado o combinación de procesos usados debe ser identificado. Se debe

especificar el uso de un proceso de soldadura manual, semiautomática o automática o una

combinación de estos.

7.2.2 Materiales de Tubería y Accesorios (Fitting)

Los materiales para los cuales el procedimiento es aplicado deben ser identificados. Materiales

para tubos según la especificación API 5L, así como materiales que conforman las

especificaciones ASTM aceptadas, pueden ser agrupados, con tal que los ensayos de

calificación sean hechos con el material que presente el mayor de los esfuerzos de fluencia

mínimos especificados en el grupo.

7.2.3 Diámetros y Espesores de Pared

Los rangos de diámetro exterior y espesores de pared sobre los cuales el procedimiento es

aplicable deben ser identificados

7.2.4 Diseño de Junta

La especificación debe incluir un esquema o esquemas de las juntas que muestren los ángulos

de bisel, el tamaño del talón (root face), y la abertura de raíz o el espacio entre miembros

contiguos. La forma y tamaño del filete soldado debe ser mostrado. Si una chapa de respaldo

(backup) es usada, el tipo debe ser designado.

7.2.5 Metales de Aporte y Número de Cordones

Los tamaños y números de clasificación de los metales de aporte, el mínimo número y

secuencia de cordones deben ser designados.

7.2.6 Características Eléctricas

La corriente y polaridad deben ser designadas así como el rango de voltaje y amperaje para

cada electrodo, varilla o alambre.

7.2.7 Características de la llama

La especificación debe designar si la llama es neutra, carburante u oxidante. Se debe

especificar el tamaño del orificio del tip de la antorcha para cada medida de varilla o alambre.

7.2.8 Posición

La especificación debe designar si la tubería esta fija o si es girada.

7.2.9 Dirección de Soldadura

La especificación debe designar si la soldadura es realizada en dirección ascendente o

descendente.

7.2.10 Tiempo entre Pases

El máximo tiempo entre la culminación del cordón de raíz y el inicio del segundo cordón, así

como el máximo tiempo entre la culminación del segundo cordón y el inicio de otros cordones

debe ser designado.

7.2.11 Tipo y Remoción de Dispositivos de Alineación (Lineup Clamp)

La especificación debe indicar si el dispositivo de alineación es interno o externo o si no son

requeridos. Si son usados, se debe indicar el mínimo porcentaje del cordón de raíz que debe

ser completado antes de retirar el dispositivo.

7.2.12 Limpieza y/o Esmerilado (Grinding)

La especificación debe indicar si se usarán herramientas de potencia (eléctricas, neumáticas,

etc.), manuales o ambas para los procesos de limpieza y esmerilado.

7.2.13 WPS según norma API (anexo 1)

7.3 Proceso de adecuación de la zona de trabajo

actividad Tiempo total (días)

contratación 2

Adecuación de la zona de trabajo 20

Pedido de maquinaria 3

Cotización de materia prima 2

Pedido de materia prima 3

Notificación de trabajo a los soldadores 4

Recepción e instalación de la maquinaria 30

Recepción de materia prima 15

7.3.1 cronograma de actividades (anexo 2)

7.3.2 diagrama de redes de proceso de adecuación de la zona de trabajo (anexo 3)

7.4 proceso de soldadura

actividad Tiempo (horas)

Corte de la tubería 0.5

Preparación de bisel 1

Ubicación de las juntas de la tubería 1

Soldadura de la tubería 3

Aplicación de END 2

7.4.1 cronograma de actividades (anexo 2)

7.4.2 diagrama de redes de proceso de adecuación de la zona de trabajo (anexo 3)

8. ESTUDIO FINANCIERO

Calculo del Punto de Equilibrio

Lo que deseamos soldar por año es 55.000 pulgadas1, ya que el costo de cada pulgada tiene un valor de 30 USD.

xv=55000 pulgadas /año

pv=30USD / pulgada

I T=x v∗pv=55000∗30=1 ´ 650000USD

CT=122199.67USD

CVU=77353.074584

=16.88

x peq=CF

pv−CVU= 44846.630−16.88

=3418

1 Constructora Báez

0500

10001500

20002500

30003500

40004500

50000

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

Punto de Equilibrio

Costo TotalIngresoCostos FijosCostos Variables

Unidades [pulg]

Dine

ro

PROYECTO PRESUPUESTO EGRESOS

MES 1 Costo TotalCosto del servicio 122.199,67 Costo FijoRemuneraciones personal operativo

55.516,14 44.846,60

IESS 4.029,76Costo Variable

Beneficios sociales 2.842,17 77.353,07Servicios Alquiler Camioneta 3.000,00 Transporte otros 3.500,00 Combustible 200,00 Telefonía 66,00 Internet 25,00 Equipo de seguridad 1.500,00 Recarga Botella de Oxigeno 585,00 Recarga Botella de Acetileno 380,00 Electro 7018 2.900,00 Equipos de Computo Laptop 900,00 Cámara 150,00 Impresora A3 500,00 Materiales varios trabajo 2.000,00 Caja chica 400,00 Útiles de Oficina 200,00

Total costo del servicio 78.694,0

7

Gastos administrativos Remun. Personal administrativo 1.049,73 IESS 215,19 Beneficios sociales 155,25 Servicios Arriendo oficina 250,00 Teléfono 60,00 Luz 20,00 Agua 10,00 Útiles de oficina 100,00 Papelería 200,00 Equipo de oficina Archivadores 150,00 Equipos de computo PC 1.200,00 Impresora Laser 250,00 Total gastos administrativos 3.660,17 Maquinaria y Equipo

1 Moto soldadora Miller Big Blues 400 X

18.933,60

4 Moto soldadoras Miller CST-28015.226,7

1 3 equipos oxicorte 5.685,12

Total Maquinaria39.845,4

3

Anexo 1

Anexo 2

TABLA DE ACTIVIDADES PROGRAMADAS

Anexo 3

TABLA DE DIAGRAMA DE GANTT