Procura 003 Adquisición de Aceros Estructurales

Materiales de Fabricación I
Aceros Estructurales

Preámbulo

La compra de aceros es un tema que parece complicado, por lo que presento este artículo con el temor de que por lo denso, este blog pierda atracción o se desvirtúe como lugar de intercambio de experiencias, problemas y expectativas de Procurement (Procura o Logística).

Mi primer trabajo fue en mantenimiento minero y continué pasando por metal mecánica, procura y construcción, por lo que los temas de mis artículos tal vez estén sesgados hacia materiales, servicios y estándares de estos sectores, pero pretendo que estos artículos sean leídos por todo tipo de empresa o de usuarios (metal mecánica, mantenimiento, construcción, pesquería, energía, petróleo, agro-industria, servicios, etc.).

Aceros en General

A nivel industrial el producto más comercializado es el acero (si no se le adquiere directamente, lo haremos a través de contratistas o empresas que lo procesan para entregarlo como máquinas, equipos, estructuras o bienes).

Desde que don Enrique Bessemer patentó su horno en el siglo XIX, el uso del acero ha crecido de manera regular y constante, por lo que las siguientes mejoras y optimizaciones permitieron una gran variedad de calidades y clasificaciones, para otra gran variedad de usos y aplicaciones.

Si a la abundante cantidad de aceros al carbono que se pueden obtener (por su aplicación, están clasificados en estructurales, para maquinarias, para herramientas, para remaches y tornillos, para rieles, para cuchillas (tijeras, cizallas, cinceles, etc.), para matrices y punzones, para resortes y cuchillas de máquinas herramienta, para brocas, tarrajas, limas, etc.), y si consideramos también la gran variedad de elementos aleantes que se pueden usar para obtener características especiales (aceros inoxidables, de grano fino, para recipientes a presión, para trabajos a altas temperatura, para usos criogénicos, resistentes a la abrasión, resistentes al impacto, para uso automotriz, para uso naval, etc.), y los diferentes tipos de procesos de manufactura que se pueden aplicar (laminado en caliente, laminado en frio, fundido, forjado, templado, revenido, etc.), y para terminar, debemos saber que se presentan en distintos formatos y formas (planchas, ángulos, canales, vigas, barras, etc.). Esto nos explica de manera muy somera por qué el mundo de los aceros parece complicado.

Lo bueno de este ambiente tan técnico y especializado es que,  ante tan vasta cantidad de información, usos y aplicaciones, hay muchos gremios, asociaciones y organismos nacionales e internacionales que han organizado y clasificado la data relevante y han establecido normas y estándares que orientan la selección y permiten adquirir los materiales de manera confiable y segura (como ASTM, AISI, API, AISC, UNS, BSI, CSA, JIS, DIN, ASME, SAE, AMS, AFNOR, UNE, UNI, SS, etc.).

Con este artículo (centrado sólo en aceros estructurales) se quiere resaltar que la Procura de aceros debe conocer y usar las especificaciones técnicas vigentes porque nos ayudan a indicar expresamente las características o condiciones que deben ser establecidas en la Orden de Compra o Contrato. Sólo a manera de ejemplo, les presento algunas de las principales especificaciones ASTM para aceros estructurales (en otros artículos les presentaré la información requerida para otros tipos de acero):

Planchas y Perfiles de Aceros ASTM

Requerimientos Generales ASTM A6 Aceros Estructurales		Requerimientos Generales ASTM A20 Aceros para Recipientes a Presión		Requerimientos Generales ASTM A480 Aceros Inoxidables y Resistentes a Altas Tempreaturas
A36   Al Carbono A131 Para Embarcaciones A242 HSLA A283 Planchas de Bajo e Intermedio Esfuerzo de Tracción A514 Alto Esfuerzo de Fluencia, Q&T A572 HSLA al Nb-V A573 Planchas de Tenacidad Mejorada A633 Planchas HSLA Normalizadas A709 HSLA Q&T para Puentes A786 para Pisos A808 HSLA al C-Mn-Nb-V de Tenacidad Mejorada A871 HSLA Resistente a la Corrosión Atmosférica A992 Perfiles para Edificios		A202 Aleado al Cr Mn Si  A203 Aleado al Ni  A204 Aleado al Mo  A285 al C, Bajo e Intermedio Esfuerzo Tracción  A302 Aleado al Mn Mo y al Mn Mo Ni  A387 Aleado al Cr Mo  A455 Alta resistencia, al Mn  A515 al C, para Intermedia y Alta temperatura  A516 al C, para Moderada y Baja Temperatura  A517 Aleado, Alta Resistencia Q&T  A542 Aleado al Cr Mo, Q&T  A543 Aleado al Ni Cr Mo, Q&T  A612 al C, Alta Resistencia, para Moderada y Baja Temperatura Servicio  A734 Aleado y HSLA, Q&T  A737 HSLA  A782 Aleado al Mn Cr Mo Si Zr, Q&T		A167 Inoxidable, Alta Temperatura, al Ni A176 Inoxidable, Altas Temperatura, al Cr A240 Alta Temperatura, para Recipientes a Presión A264 Inoxidables al Cr Ni A666 Inoxidable Austenítico

Donde:   HSLA : High-Strength Low-Alloy – Alta Resistencia Baja Aleación

Q&T : Quenched and Tempered – Templado y Revenido

C : Carbono,   Mn : Manganeso,   Mo : Molibdeno,   Nb : Niobio / Columbio,   V : Vanadio

Aceros Estructurales

ASTM A36. Históricamente, éste ha sido el acero estructural más popular de todos, porque tiene la particularidad de que el fabricante ajusta la composición química en los distintos espesores establecidos, para fijar el valor del Esfuerzo de Fluencia mínimo en 36 ksi. Por esta razón la especificación no establece tipos, grados o clases de aceros A36, ni acabados o tratamientos especiales. Adicionalmente, su popularidad es la gran maquinabilidad que posee (taladrado, rolado, torneado, etc.) y la buena soldabilidad (con soldadura manual, semiautomática y automática).

En cuanto a lo que se refiere a Procura, en varias partes del texto de la norma se establece que las pruebas y ensayos adicionales o especiales (descritas en los “Requerimientos Suplementarios”) sólo serán efectuados si la Orden de Compra o Contrato lo establece expresamente. Algunos de estos párrafos a tener en cuenta son: 

1.2	Requerimientos Suplementarios … tales requerimientos aplican sólo cuando son especificados en la Orden de Compra.
1.4	… se recomienda que el Comprador considere especificar los Requerimientos Suplementarios.
3.1	… el material será conforme a uno de los estándares listados en la Tabla 1 si otra cosa no es especificado por el Comprador.

ASTM A992. El uso de este acero estructural se inició aproximadamente en 1998, y la norma corresponde a vigas de “ala ancha” (llamadas vigas W) y no incluye otro tipo de perfiles. Su consumo ha crecido en los últimos años por el desarrollo de edificios y puentes con requerimientos técnicos más exigentes y complicados, gracias a que son producidos con un Esfuerzo de Fluencia mínimo de 50 a 65 ksi (mucho mayor a las vigas de acero A36), pero conservando la soldabilidad y la ductilidad.

En la norma se establece que de requerirse pruebas y ensayos adicionales o especiales (descritas en los “Requerimientos Suplementarios”), sólo serán efectuados si la Orden de Compra o Contrato lo establece expresamente.

Aceros HSLA. Este es un grupo de aceros de Alta Resistencia y Baja Aleación (High Strength Low Alloy o HSLA) que fueron desarrollados para cubrir aplicaciones especiales, principalmente en estructuras móviles (como carros ferroviarios, tolvas de vehículos, torres de electrificación, recipientes portátiles, construcciones navales, silos de almacenamiento, carros mineros, etc.) donde el peso de la estructura resta eficiencia a la aplicación, y/o que trabajaran en ambientes con condiciones ambientales desfavorables. 

Como dato a tener en cuenta, la mayoría de aceros HSLA son productos patentados (hay más de 200 marcas que no están cubiertas por alguna especificación ASTM o algún otro organismo internacional). 

Entre los aceros estructurales HSLA que si están especificados por ASTM tenemos:

ASTM	Descripción
A242	Acero Estructural HSLA Este acero es resistente a la corrosión atmosférica (hasta 4 veces la del acero A36). Además de la aplicación en edificios, también se usa en containers de carga marítima, puertas metálicas, silos, cangilones, tanques cisternas y puentes. Comercialmente se parece a las planchas CorTen Tipo A y B.
A572	Acero HSLA al Columbio – Vanadio También se usa en equipos mineros, vigas, puentes, torres de alta tensión, silos, etc. Acero clasificado en cinco grados (de acuerdo al esfuerzo de fluencia mínimo garantizado): 42, 50, 55, 60 y 65).
A588	Acero Estructural HSLA de 50 ksi de Resistencia a la Fluencia a 4 pulg. de espesor Es muy resistente a la corrosión atmosférica, aun sin pintar (Wheathering Steel). Además del uso estructural (puentes y edificios), también se utiliza en coches ferroviarios de pasajeros. De acuerdo a la composición química, se establecen cuatro Grados (A, B, C y K).
A633	Planchas de Acero Estructural HSLA Normalizadas Por su alta tenacidad a bajas temperaturas (hasta -45 °C) y resistencia a la corrosión atmosférica, se recomienda para estructuras de plataformas petroleras marinas, postes y pilotes. De acuerdo a la composición química, se establecen cuatro Grados (A, C, D y E).
A656	Planchas de Acero Estructural HSLA Laminado en Caliente, con Formabilidad Mejorada Acero de alta resistencia, donde se requiere la disminución del peso y la mayor formabilidad. Se recomienda para chasis de camiones, vagones ferroviarios, equipos de izaje (como man lifts) y celosías de grúas. Se establecen cuatro Grados (50, 60, 70 y 80).
A678	Planchas de Acero Estructural HSLA Templadas y Revenidas Muy utilizado para estructuras de tanques esféricos de combustible, puentes y tuberías de presión de hidroeléctricas. De acuerdo a la composición química, se establecen cuatro Grados (A, B, C y D).
A709	Acero Estructural HSLA en Perfiles, Planchas y Barras, y Templadas y Revenidas para Puentes Acero para puentes, clasificado en 7 grados (36, 50, 50S, 50W, HPS 50W, HPS 70W, 100 y 100W).
A808	Acero Estructural HSLA al Carbono, Manganeso, Columbio, Vanadio, con Tenacidad Mejorada Acero de gran resistencia a la corrosión atmosférica, para estructuras en ambientes a bajas temperaturas (alta tenacidad) y para carros ferroviarios. De acuerdo a la composición química, se establecen cuatro Grados (A, B, C y D).
A871	Planchas de Acero Estructural HSLA con Resistencia a la Corrosión Atmosférica Acero recomendado para estructuras tubulares (torres de transmisión, postes, etc.). Se clasifica en dos Grados (60 y 65) de acuerdo al Límite de Fluencia mínimo, y cuatro tipos (I, II, III y IV) de acuerdo al tipo de tratamiento térmico.

 

Administración de Materiales (Materials Management)

Esta área de Procura es la responsable de (entre otras funciones, ver Procura 007) registrar los pedidos y establecer qué, cuánto y cuándo comprar. Para el proceso de adquisición, Administración de Materiales tiene la responsabilidad de verificar con el Usuario (Ingeniería, Operaciones, Mantenimiento, Proyectos, etc.) la correcta descripción de lo que se va a adquirir, y de ahí la importancia de que su personal tenga referencias confiables de las normas y especificaciones internacionales, y de las equivalencias que pueden existir entre organizaciones distintas para un mismo tipo de acero.

Para la adquisición de planchas y perfiles de acero, Administración de Materiales debe saber que las descripciones formales (las usadas para el proceso de compra desde la convocatoria, para la supervisión del QA/QC del Proveedor y para organizar el Tráfico & Logística) se encuentran establecidas en las especificaciones ASTM. Ver Procura 032.

Como toda la información ya está clasificada y organizada, todas las descripciones formales las encontramos (de manera general) en la Sección 4 de la Especificación General ASTM A6 (Ordering Information), que establece como detallarlas para ser adquiridas (es decir, establece el orden en el que la descripción debe ser emitida al Proveedor):

Especificación ASTM requerida	Como: A36, A131, A242, A992, etc.
Nombre del material	Plancha, Barra, Canal, Ángulo, etc.
Designación del formato	Formato, o Tamaño y espesor, o Diámetro
Grado, Clase y Tipo	Si aplica
Condición	Si no es As Rolled, ver Sección 6
Cantidad	En peso o número de piezas
Exclusiones	Para productos provenientes de bobinas
Tratamiento térmico	Ver sección 6.
Prueba de tamaño de grano	Para grano fino austenítico
Reporte de propiedades mecánicas	Según sección 14
Requerimientos de embalaje, marcado y carguío, para despacho
Requerimientos suplementarios	Si hubiera
Uso final	Si hubiera un uso específico, ver sección 18.1
Requerimientos especiales	Según sección 1.10
Condiciones de reparación por soldadura
Colores de marcado	Según sección 18.1.5

Al recibir el pedido del Usuario, Administración de Materiales debe asegurarse de recibir la requisición (la solicitud de materiales) junto con las especificaciones internas de la Organización (preparado por el Usuario). Ver Procura 076.

Compra (Purchasing)

Todas las Organizaciones tienen sus propios procedimientos, usos y costumbres sobre cómo comprar, y dependiendo del tamaño de la empresa (MyPE, mediana o gran empresa), el tipo de negocio (servicios, producción, consultoría, comercialización, etc.) y el sector en que se desarrolla (energía, petróleo, minería, manufactura, hotelería, educación, farmacéutico, pesquería, agricultura, turístico, transporte, etc.), es que cada una define de qué manera realiza sus adquisiciones, y establece sus procedimientos (escritos y estandarizados, o verbales y habituales), los formatos a utilizar para las convocatorias, la evaluación y la adjudicación (preestablecidos y validados por la Organización, o versátiles y dinámicos según la adquisición), y el tipo de confirmación de adquisición (Orden de Compra, Contrato, Confirmación de Pedido, Nota de Compra, Convenio de Compra, Acuerdo, etc.). Ver Procura 037 y Procura 047.

Ya sea que la Organización adquiera los aceros directamente (como en metal mecánica, mantenimiento, petróleo, minería, etc.), o a través de un Contratista (cómo en energía, industrias alimentarias, empresas textiles, transporte, hotelería y turismo, o laboratorios farmacéuticos), el Comprador debe organizar la convocatoria y saber (según lo que establezcan los Procedimientos de Compra): 

1.	Relación de Proveedores de la convocatoria. ¿Qué Proveedores o Contratistas serán invitados a cotizar?
2.	Lista de Materiales. Si se tiene claro qué pedir: ¿Conviene cotizar por peso o por cantidad de piezas?
3.	Adquisición Local o Importación. Aun si hubiese suficiente stock local: ¿Cuándo conviene la compra local y cuando la importación?
4.	Respecto a los documentos que debe entregar el Proveedor o Contratista ¿Qué ‘entregables’ debe proporcionar? ¿Quién verificará las pruebas y ensayos? ¿Qué pruebas y ensayos no están incluidos en el costo del material?
5.	Para el control de Tráfico y Logística: ¿Debe ser el mismo embalaje para compra local y para importación? ¿Cuándo uso la especificación ASTM A700 del embalaje y cuando no?
6.	Verificación Pre-Embarque: ¿Cuándo conviene la verificación pre-embarque en Origen?, ¿A quién la solicito?
7.	Recepción y Almacenamiento: ¿El área de recepción es suficiente? ¿Tengo los equipos necesarios para la descarga y manipulación?
8	Aceptación de Materiales: ¿Quién está autorizado para verificar los materiales recibidos? Si hubiesen Non Conformidades: ¿Quién procesa el rechazo formal de los materiales?

Supervisión de la Calidad del Proveedor (Supplier Quality Surveillance)

Es casi imposible reconocer a simple vista un acero al carbono de otro (por ejemplo, al tratar de diferenciar un acero estructural, de un acero para recipientes a presión), y aún más si el acero lo adquirimos procesado por un fabricante de estructuras o de equipos industriales. Por esta razón, usualmente es necesario que cualquier tipo de acero (en bruto o procesado) sea respaldado por reportes y certificados de las pruebas, ensayos y análisis efectuados a los productos.

La compra debe establecer que documentos deben respaldar y sustentar que lo que el Proveedor o Contratista está entregando, corresponde a lo que la Organización desea adquirir. En el ambiente de Proyectos, a estos documentos les llaman los ‘entregables’, que el Proveedor entrega en el Dossier de Calidad. El área de Procura encargada de verificar que el Proveedor o Contratista cumple con los requerimientos técnicos del pedido es Supervisión de la Calidad del Proveedor (ver Procura 005).

La supervisión de la Calidad del Proveedor por parte de la Organización no aplica para todas las adquisiciones, y para el caso de aceros, esta acción también dependerá de las condiciones y circunstancias técnicas y comerciales de la adquisición, y del análisis de riesgos y de reposición de materiales.

Observaciones y Comentarios

1.	Las Especificaciones Técnicas (ET) de la Organización para la compra directa de aceros debe considerar y tener en cuenta las equivalencias de los tipos de acero, según los diferentes organismos de estandarización (como la equivalencia del acero ASTM A36 en ASME, AISC, JIS, ISO o BSI).
2.	Las Especificaciones Técnicas (ET) de la Organización para la compra de aceros procesados (como en la adquisición de un sistema de fajas transportadoras, de un nuevo edificio industrial, a la adquisición de grúas puente o pórticos, un puente peatonal, vehicular o ferroviario, una nave de pesca o ‘bolichera’, un puente portátil Bailey, un tanque de almacenamiento, la tolva de un camión, etc.) debe considerar y tener en cuenta las especificaciones de los aceros requeridos, y entre otros (el programa de seguridad, ambientales, legales, etc.), agregar las especificaciones de: a.    Los procesos de fabricación homologados o aprobados para proceder (maquinado, soldadura, tratamientos térmicos, etc.), b.    Los tipos de recubrimientos y los métodos de aplicación, c.    Los métodos de ensayo y análisis requeridos.
3.	La mayoría de fabricantes manejan todas las designaciones de especificaciones internacionales (es decir, el mercado peruano maneja las designaciones ASTM, ASME, AISC, API, entre otras.
4.	En más de una vez se ha podido verificar que los materiales suministrados o los procesos de manufactura especificados, no corresponden con lo establecido en la Orden o el Contrato, gracias a la intervención de Supervisión de la Calidad del Proveedor, o simplemente verificando los ‘entregables’ acordados. En las adquisiciones de aceros (directa o a través de contratistas), es muy complicado (pero no imposible) identificar si un acero es el solicitado, y es necesario que el Comprador tenga presente que todos los Proveedores y Contratistas están tratando de ahorrar costos.

Resumen Aceros ASTM A6

Referencias

Las referencias internacionales son:

Acerinox

Steel Construction Manual 

U.S. Steel Corp. (USS) 

Gerdau 

ArcelorMittal 

ThyssenKrupp Steel AG 

JFE Steel Corp. 

En el Perú, los principales distribuidores e importadores son:

JN Aceros  706 1000

Discovery  ventas@discoverinox.com.pe

Polimetales  ventas@polimetales.com

Multimet  ventas@multimet.net

Maccinox  ventas@maccinox.com

Para terminar este artículo, invito a comentar y compartir experiencias o anécdotas a los amigos y colegas de Procura, como Marisa Paz y Michel Acuy de Ausenco; Carlos Arroyo, Manuel Rojas, Patrick Tweddle, Martín Carhuattocto, César Castillo, Elisa Caballero y Eduardo Arenas de Fluor, Nazia Gutiérrez y Luis Segundo de Chinalco, Jorge Sandoval y Nicolás De la Cruz R. de DRP, Julio Vilca de Milpo, Ruth Camavilca y Alfonso Uriarte de Bechtel, Eduardo Velásquez de Wood, Miguel Aguirre de Nexa, Jorge Oyague G. de Lumina, Rafahel Ruiz R. de CESEL, Javier Rojas de Pluspetrol, Crisman Chirinos de Enersur GDF, Jorge Martinez y Roberto Deza de Antamina, Alberto Velarde y Xenia P. Rodríguez de Cerro Verde, Ulises Proaño de SNC Lavalin, Víctor Huaraz (FAMESA), así como a Alfonso Pasapera, Victor Alvarado y Enrique Sáenz de ESAN; y por Ingeniería y Construcción, invito a los colegas de Antamina (José L. Zavala e Ignacio Calderon V.), Gold Fields (Ricardo Caycho), ECROMSA (Leonardo Tagle), Stracon (Edgar Cosco), M3 (Jimmy Oropeza), Buenaventura (Oscar Ruesta y Hugo Soto M.), SPCC (Gustavo Moreano), Antapaccay (Dercy Soto), Termodinámica (Jaime Segura) y COSAPI (Julio C. Cuadros).

Un saludo a todos!!!

Ing. Juan A. Valdivia Jáuregui