Procura 050 Adquisición de Sujeciones

Procura 050

Adquisición de Sujeciones (Fasteners)

 

Preámbulo

Continuando con el reconocimiento de las precauciones que el personal de Procurement (Procura o Logística) debe tener presente para adquirir productos básicos industriales y elementos de máquinas, en este artículo les menciono someramente la información disponible sobre sujeciones (fasteners, más conocidos como remaches, tornillos, pernos, tuercas, arandelas y roldanas), según las descripciones y designaciones de ASTM y ANSI, tratando de resaltar cómo esta información debe ser utilizada para hacer adquisiciones industriales.

Introducción

Hablar de sujeciones (fasteners) es meterse en un ‘mundo’ industrial muy grande y evolucionado, del que afirman que las primeras referencias datan de la época del antiguo Egipto, pero que, con mayor certeza, se sabe que existen registros de haberse utilizado en la antigua Grecia (430 a 460 A.C.). Su uso y producción se desarrolló de manera artesanal hasta que la Revolución Industrial masificó la producción, pero con las características y dimensiones que cada fabricante consideraba conveniente a su criterio.


Fue en 1841 cuando don Joseph Whitworth sugirió un estándar para pasos de rosca universal para cualquier tornillo de máquina (que luego se convirtió en la British Standard Whitworth o BSW), lo que fue aceptado por Inglaterra y Europa, pero no por Estados Unidos (USA). Viendo los resultados de Europa, en 1864 el Instituto Franklin intentó estandarizar las roscas de tornillo para USA (estableciendo la rosca Sellers), en un proceso que continuó revisándose y que luego fue encargado a ANSI. Finalmente, en 1948 se concilió la estandarización con Inglaterra y Canadá. El desarrollo continúa aún, conforme aparecen nuevos requerimientos, aplicaciones y materiales. 

 

Técnicamente, hablar de sujeciones es hablar de elementos que han estado presente en una vasta variedad de artefactos, máquinas y estructuras y hoy se continúan usando en una gran cantidad de máquinas y estructuras (si lo analizan, están en las computadoras más modernas que puedan encontrar ahora mismo, en cualquier satélite espacial que esté circundando la tierra y en el edificio más alto del mundo que estén construyendo).

Hay sujeciones de todos los materiales (el material típico es el acero, pero hay sujeciones de madera, cobre, bronce, latón, aluminio, plásticos, acero inoxidable, níquel, etc.), para varias aplicaciones (para unión de partes de máquinas, de sistemas de tuberías, para uso estructural, para anclaje de máquinas y estructuras, para automóviles, para carpintería, etc.), según los sistemas de unidades vigentes (métrico e imperial), que se diseñan y producen para varios tipos de carga (tracción, compresión, torsión, corte, etc.), con Clases de Roscas estandarizadas (para establecer la tolerancia de la fabricación), así como de varios tipos de Acabados (zincados, templados, laminados, maquinados, forjados, etc.) y Series (estándar y especial), y según la aplicación, en una variedad de tipos de Cabezas (hexagonales, cuadradas, redondas, planas, cilíndricas, sin cabeza o “espárragos”, etc.) y Longitudes de rosca. 

Por mi formación, las referencias que más uso son las de ASTM, ANSI, ASME y SAE, las que establecen reglas y recomendaciones sobre elementos de sujeción para:
  a. Los Materiales.
  b. Las Dimensiones y características.
  c. Las Pruebas y Ensayos aplicables.
pero es más que evidente que otros organismos técnicos internacionales también establecen especificaciones y recomendaciones, entre los que destacan ISO, BS y DIN.

En Perú, las especificaciones son emitidas por INACAL (Instituto Nacional de Calidad), que normalmente son revisiones adoptadas de ASTM, ANSI, ASME e ISO, pero para este tema, no hay mucha información disponible. 

 

Administración de Materiales

Además de controlar stocks (para saber cuánto pedir) y la frecuencia de las reposiciones (para saber cuándo pedir), está área tiene la responsabilidad de verificar que las descripciones y designaciones sean correctas y apropiadas (para saber qué pedir), y evitar que los Proveedores reciban información que les cause confusión y se induzca a realizar malas adquisiciones (ver Procura 007). 

Para las descripciones correctas de elementos de sujeción, no es necesario inventar la pólvora y sólo hay que tener presente las especificaciones de los organismos internacionales, que deben ser indicadas por los Usuarios en las Especificaciones Técnicas de la Organización (las que el Usuario debe adjuntar con la Requisición) y que respaldarán el pedido y la recepción (ver Procura 032). 

Para el caso de los elementos de sujeción, la información completa proporcionada por el Usuario se debe basar en especificaciones según la Nota 1 (de los materiales), Nota 2 (de las características geométricas y tolerancias) y la Nota 3 (las pruebas y ensayos) listadas al final de este artículo.

 

Compras (Purchasing)

La modalidad de la adquisición de productos básicos industriales como pernos y tuercas usualmente depende de varias condiciones de la Organización (el Plan de Producción y/o el Plan de Compras, cuando los hay), así como del tamaño de la Organización y la solidez financiera que tenga, el rubro al que se dedique (servicios, producción, consultoría, construcción, etc.) y las políticas y procedimientos de compras y contratación de la Organización.

Todo esto más el tamaño o volumen de la adquisición y la frecuencia de reposición (según lo determine Administración de Materiales), determinan:
  a. El perfil de los Proveedores a invitar (pequeño, mediano
     o grande; productor o comercializador), y
  b. El tipo de Convocatoria (RFQ, RFP o RFD,
     ver Procura 037). 

En teoría, los procesos que mejor se acomodan para la adquisición de sujeciones son:
 1. Contratos de Consignación.
     Para medianas o grandes empresas; la convocatoria
     debe indicar la expectativa de la Organización (precios
     especiales, vigencia del contrato, plazos de reposición,
     lugar de almacenamiento del material consignado,
     formas de liquidación y pagos, etc.
 2. Órdenes de Compra
     Para PyMEs y MyPEs, deberán adquirir los commodities
     mediante varias Órdenes de Compra durante el año,
     una por cada trabajo u obra que obtenga, hasta que
     tengan solidez financiera y se hagan de un buen
     historial crediticio, que les permita poco a poco hacer
     compras en mejores condiciones comerciales.
 3. Órdenes de Compra “Abiertas”.
     En estas, el Proveedor no entrega el material en
     consignación, pero garantiza precios especiales y
     plazos de entrega cortos, durante la vigencia acordada
     (semestral, anual, etc.), con la opción de renovar de
     manera ágil la vigencia y de revisar los precios en
      función a fórmulas polinómicas (o cualquier otro
     método de cálculo de variación de precios).

 

Observaciones y Comentarios

1.	Las referencias indicadas en las Notas 1, 2 y 3 (ver abajo) no son las únicas disponibles para estandarizar los materiales de la Organización. Otras normas reconocidas son DIN, UNE y BS. Las Normas Técnicas Peruanas (NTP) están disponibles en INACAL. Para muestra, algunas de las NTP que aplican son: NTP 350.070 Propiedades Mecánicas de Elementos de Fijación. Tuercas hexagonales Tipo 1 Clases A y B. 1ª Edición NTP 350.071 Propiedades Mecánicas de Elementos de Fijación. Tuercas hexagonales Tipo 2 Clases A y B. 1ª Edición NTP 350.072 Propiedades Mecánicas de Elementos de Fijación. Tuercas. 1ª Edición NTP 350.077 Elementos Mecánicos de Fijación. Tolerancias para tornillos, pernos y tuercas con diámetro de rosca de 1,6 mm hasta 150 mm, clases A, B y C. 1ª Edición
2.	Dependiendo del tamaño de la compra, puede ser requerido el servicio de Supervisión de la Calidad del Proveedor (Supplier Quality Surveillance), y desde la Solicitud de Cotización se debe informar al Proveedor que la Organización desea verificar y atestiguar las pruebas y ensayos que se hayan establecido. Esto no debería aplicar para todos los productos a adquirir, pero es recomendable hacerlo para la fabricación de sujeciones especiales (como pernos de anclaje o fabricaciones a medida).
3.	Hay muchas empresas que producen y comercializan elementos de sujeción de producción en serie (ver Referencias). Para elementos de sujeción especiales, estos deben ser solicitados a talleres de metal mecánica que dispongan de los equipos apropiados.
4.	La certificación de los materiales y de las pruebas y ensayos acordados debe quedar establecida en la Orden de Compra o Contrato, indicando las condiciones de rechazo y/o las sanciones a aplicar. Si la Organización no adquiere los elementos de sujeción directamente sino a través de un Contratista de Obra (es decir, a través de un servicio de mantenimiento o de construcción de una obra), igualmente tiene el derecho a exigir la certificación que el Proveedor de las sujeciones le haya entregado al Contratista que nos proporciona el servicio.
5.	La adquisición industrial de sujeciones puede parecer un tema menor o de poca importancia (y lo es para aplicaciones domésticas o de bajas exigencias técnicas), pero sólo con el fin de atraer la atención, imaginen que no se le haya dado importancia a la adquisición de los pernos que sujetan los componentes del ascensor del edificio en que viven, de las llantas y del motor del auto que conducen, o los de la carrocería del bus que lleva todos los días a sus hijos a la escuela. Ahora imaginen cómo afectaría una mala adquisición de sujeciones a nivel industrial (es decir, en calderos, compresores, turbinas, puentes, molinos, vías férreas, torres de alta tensión, fajas transportadoras, etc.). Usualmente una máquina, estructura u obra no va a fallar por la alta calidad del material con que fue construida, sino por la garantía de que los elementos de sujeción fueron adquiridos de acuerdo a las exigencias técnicas del conjunto de piezas a unir.

 

Referencias

La bibliografía sobre sujeciones es abundante e internet tiene varias sites con información interesante de fabricantes y comercializadores, pero algunas referencias que pueden ser consultados para reconocer designaciones formales son:

1.	Handbook of Bolts and Bolted Joins John H. Bickford & Sayed Nassar
2.	ANSI   General Fasteners Standard   Fastener Standards for Screws, Bolts, and Studs   Fastener Standards for Nuts   Fastener Standards for Rivets   Fastener Material Standards   Standards for Fastener Test Methods
3.	ASME
4.	ISO  Reference standards   Fasteners with metric external thread   Fasteners with metric internal thread   Fasteners with non-metric thread   Surface coatings
5.	ASTM

 

Respecto a Proveedores locales, las principales referencias son:

6.	MODEPSA
7.	FEJUCY
8.	IMDICO
9.	TR Industrial
10.	ACRIMSA
11.	Industrias ELICAR
12.	Industria de Pernos y Tuercas CORONA
13.	Ferriper
14.	Pernos y Tuercas
15.	IMDIPSA
16.	TORNISA
17.	Aceros Import

 

Para terminar, invito a los amigos y colegas de Procurement a comentar o contar su experiencia sobre alguna convocatoria que hayan realizado o sobre cómo les fue con el programa de entregas, como Michel Acuy de Barrick; Martín Carhuattocto P., Marisa Paz, Dina Valentín L., Cesar Grandes G., Mercedes Tello V., Patrick Tweddle, Percy Osorio M., Dustin Chahuilco G., Cristian Burmester M., Augusto Yim, Marta Vergaray y Juan C. Calderón T. de Bechtel; Franco Espinoza H.  y Harold Carrión L. de Ausenco; Xenia Rodriguez Q. de Anglo American; Elisa Caballero de Minsur; Diana Monteza y Eduardo Arenas de Fluor; Nazia Gutiérrez G. de M.A. Retamas; Julio Cisneros, Johnny Chang L., Luis Osorio y Luis Segundo de Chinalco; Percy Cristobal A. de Buenaventura; Julio Vilca D. de Milpo; Eduardo Velásquez de Wood; Miguel Aguirre de Nexa; Jorge Oyague G. de Lumina; Jorge Martinez y Roberto Deza de Antamina; Alberto Velarde de Cerro Verde; Milton García C. de M3 Ingeniería; Fabrizzio Gonzalez de OHLA; Ulises Proaño de SNC Lavalin; Víctor Huaraz (FAMESA); Robert Quiroz y Johana Pacheco de Newmont; Gian Carlo Mondragón de Cumbra; Alfonso Pasapera de Minera Corona; Miguel Salazar Cuba de IDOM; así como a Ruth Camavilca V., Alberto Timoteo R., Victor Alvarado, Roberto Quispe F., Juan Pablo De la Cruz, Víctor Huaraz C., Alfonso Uriarte, Hernán Dulanto O., Ricardo Quiroz Alarcón, Carlos Llacza y Enrique Sáenz Verástegui.

Un saludo a todos!!!

Ing. Juan Valdivia Jáuregui

 

Nota 1.
Referencias de materiales para elementos de sujeción:

Estándar	Especificaciones para Sujeciones Mecánicas, Estructurales y Sistemas de Tuberías
ASTM A31	Specification for Steel Rivets and Bars for Rivets, Pressure Vessels
ASTM A183	Specification for Carbon Steel Track Bolts and Nuts
ASTM A193	Specification for Alloy Steel and Stainless Steel Bolting for High Temperature or High Pressure Service and Other Special Purpose Applications
ASTM A194	Specification for Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts for High Temperature or High Pressure Service, or Both
ASTM A307	Specification for Carbon Steel Bolts and Studs, 60 000 psi Tensile Strength
ASTM A320	Specification for Alloy Steel and Stainless Steel Bolting for Low Temperature Service
ASTM A325	Specification for Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120 / 105 ksi Minimum Tensile Strength
ASTM A354	Specification for Quenched & Tempered Alloy Steel Bolts, Studs and Other Externaly Threaded Fasteners
ASTM A394	Specification for Steel Transmission Tower Bolts, Zinc Coated and Bare
ASTM A437	Specification for Stainless and Alloy Steel Turbine Type Bolting Specialy Heat Treated for High Temperature Service
ASTM A449	Specification for Hex cap Screws, Bolts and Studs, Steel, Heat treated, 120 / 120 / 90 ksi Minimum Tensile Strength
ASTM A489	Specification for Carbon Steel Lifting Eyes
ASTM A490	Specification for Structural Bolts, Alloy Steel, Heat treated, 150 ksi Minimum Tensile Strength
ASTM A502	Specification for Rivets, Steel, Structural
ASTM A540	Specification for Alloy Steel Bolting for Special Applications
ASTM A563	Specification for and Alloy Steel Nuts
ASTM A574	Specification for Alloy Steel Socket-Head Cap Screws
ASTM A1014	Specification for Precipitation Hardening Bolting (UNS N07718) for High Temperature Service
ASTM F432	Specification for Roof and Rock Bolts and Accessories
ASTM F436	Specification for Hardened Steel Washers
ASTM F467	Specification for Nonferrous Nuts for General Use
ASTM F468	Specification for Nonferrous Bolts, Hex Caps Screws and Studs, for General Use
ASTM F541	Specification for Alloy Steel Eyebolts
ASTM F547	Terminology of Nails for Use with Wood and Wood-Base Materials
ASTM F593	Specification for Stainless Steel Bolts, Hex Cap Screws and Studs
ASTM F594	Specification for Stainless Steel Nuts
ASTM F837	Specification for Stainless Steel Socket Head Cap Screws
ASTM F844	Specification for Washers, Steel, Plain, Unhardened for General Use
ASTM F901	Specification for Aluminum Transmission Tower Bolts and Nuts
ASTM F959	Specification for Compressible Washer Type Direct Tension Indicators for Use with Structural Fasteners
ASTM F1554	Specification for Anchor Bolts, Steel, 36, 55 & 105 ksi Yield Strength
ASTM F1667	Specification for Driven Fasteners: Nails, Spikes and Staples
ASTM F1789	Terminology for F16 Mechanical Fasteners
ASTM F2281	Specification for Stainless Steel and Nickel Alloy Bolts, Hex Cap Screws, and Studs, for Heat Resistance and High Temperature Aplications
ASTM F2482	Specification for Load Indicating Externally Threaded Fasteners
SAE J429	Mechanical and Material Requirements for Externally Threaded Fasteners
SAE J995	Mechanical and Material Requirements for Steel Nuts
SAE J1102	Mechanical and Material Requirements for Wheel Bolts
SAE AS7468B	Bolts, Cobalt-Chromiun-Nickel Alloy UNS R300035, Tensile Strength 260 ksi, Procurement Specification
IFI 140	Carbon and Alloy Steel Wire, Rods and Bars for Mechanical Fasteners
API Spec 20E	Alloy and Carbon Steel Bolting for Use in the Petroleum and Natural Gas Industries
API Spec 12B	Specification for Bolted Tanks for Storage of Production Liquids
API Spec 20F	Corrosion Resistant Bolting for Use in the Petroleum and Natural Gas Industries

 

Nota 2.
Referencias de características geométricas y dimensiones:

Estándar	Especificación / Descripción
ANSI B1.1	Unified Inch Screw Threads
ANSI B18.10	Track Bolts and Nuts
ANSI B18.2.3.3	Metric Heavy Hex Screws
ANSI B18.2.3.5	Metric Hex Bolts
ANSI B18.2.3.7	Bolts, Metric Heavy Hex Structural
ANSI B18.2.6M	Metric Fasteners for Use in Structural Applications
ANSI B18.5.2.1	Metric Round Head Short Square Neck Bolts
ANSI B18.6.1	Wood Screws
ANSI B18.6.3	Machine Screws, Tapping Screws and Metallic Drive Screws
ANSI B18.9	Plow Bolts
IEEE C135.80	Fasteners for Overhead Line Construction
ISO 225	Fasteners – Bolts, Screws, Studs and Nuts – Symbols and Descriptions of Dimensions
ISO 1478	Tapping Screws Thread
ISO 1502	Metric Screw Threads – Gauges and Gauging
ISO 15071	Hexagon Bolts With Flanges – Small Series
ISO 4014	Hexagon Head Bolts
ISO 4017	Fasteners – Hexagon Head Screws
ISO 4759	Tolerances for Fasteners
ISO 6305	Railway Components – Technical delivery Requirements – Steel Nuts and Bolts
ISO 68	General Purpose Screw Threads
ISO 724	Metric Screw Threads – Basic Dimensions
ISO 725	Inch Screw Threads - Basic Dimensions
ISO 887	Plain Washers for Metric Bolts, Screws and Nuts for General Purpose
ISO 8991	Designation System for Fasteners
ISO 965	General Purpose Metric Screw Threads - Tolerances
SAE AS3062C	Bolts, Screws and Studs – Screw Threads Requirements
SAE AS3098	Screw, Machine - Hexagon Head
SAE J1237	Metric Thread Rolling Screws
SAE J2484	Fastener Part Standard – Machine Screws
SAE J78	Steel Self-Drilling Tapping Screws
SAE J933	Mechanical and Quality Requirements for Tapping Screws
SAE MA1518B	Bolts, Screws and Nuts – External Wrenching, Metric Threads – Design Parameters
SAE MA1696A	Screw Threads – Metric Buttress
SAE MA1784	Spacers and Washers, Procurement Specifications - Metric

 

Nota 3.
Referencias de Pruebas y Ensayos:

Estándar	Referencia / Descripción
ASME B18.18	Quality Assurance for Fasteners
ASTM D1761	Test Methods for Mechanical Fasteners in Wood
ASTM E8	Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials
ASTM E10	Test Methods for Brinell Hardness of Metallic Materials
ASTM E18	Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials
ASTM E112	Test Methods for Determining Average Grain Size
ASTM E376	Practice for Measuring Coating Thickness by Magnetic-Field or Eddy-Currente Testing Method
ASTM E488	Test Methods for Strength of Anchors in Concrete Elements
ASTM F606	Test Methods for Determining the Mechanical Properties of Externally and Internally Threaded Fasteners, Washers, Direct Tension Indicators and Rivets.
ASTM F680	Test Methods for Nails
ASTM F2328	Test Method for Determining Decarburization and Carburization in Hardened and Tempered Threaded Steel Bolts, Screws an Studs
IFI-124	Test Procedures for the Performance of Nonmetallic Resistant Element – Torque Screws
ISO 10484	Widening Test on Nuts
ISO 3269	Fasteners – Acceptance Inspection
ISO 16426	Fasteners – Quality Assurance System