jueves, 31 de mayo de 2018

Tratamientos de chapa de acero inoxidable soldada


 Indice
  1. Defectos típicos en la superficie de la chapa acero inoxidable
    1. Coloración por calor y capa de óxido
    2. Defectos en la soldadura
    3. Contaminación externa
  2.  Eliminación de defectos y limpieza de las chapas acero inoxidable
    1. Métodos mecánicos
      1. Esmerilado
      2. Arenado o granallado
      3. Cepillado
    2. Métodos químicos
      1. Electropulido
      2. Decapado
      3. Pasivación

Los aceros inoxidables son aceros de alta aleación, que contienen cromo, níquel y molibdeno en su composición química. Estos elementos de aleación, en particular el cromo, otorgan una excelente resistencia a la corrosión en comparación con los aceros al carbono. Son estos elementos los que le otorgan la propiedad inoxidabl al acero.

El cromo presente en la aleación se oxida en contacto con el oxígeno del aire, formando una película, muy fina y estable, de óxido de cromo. Esta capa recibe el nombre de "película pasiva" y tiene la función de proteger la chapa de acero inoxidable contra procesos corrosivos. Para que la película de óxido sea efectiva, el contenido mínimo de cromo en el acero debe estar alrededor del 11%. Es por ello que se debe tener cuidado para no reducir localmente el contenido de cromo de los aceros inoxidables durante la soldadura.

El contenido de oxígeno del aire es normalmente suficiente para crear y mantener la capa de pasivación. Los defectos de las superficies y las imperfecciones producidas durante los procesos de fabricación y montaje alteran drásticamente la capa "autoprotectora" de la chapa de acero inoxidable y reducen considerablemente la resistencia del metal a los diferentes tipos de corrosión. Es por ello que tanto las chapas como las bobinas de acero inoxidable suelen traer un film plástico en la cara vista, que no hay que despegar hasta que el producto esté completamente terminado.


Defectos típicos en la superficie de la chapa acero inoxidable


1. Coloración por calor y capa de óxido


La oxidación a alta temperatura, causada por procesos tales como el tratamiento térmico o la soldadura, produce una capa de óxido cuyas propiedades protectoras son inferiores a las de la capa de pasivación original. También se produce una reducción de cromo en la superficie de la chapa de acero inoxidable que está justo debajo del óxido. La capa en la que se ha reducido la cantidad de cromo, que está debajo de la zona coloreada por la alta temperatura, es muy delgada, y normalmente puede eliminarse junto con el óxido. Sin embargo, es necesario eliminar esta capa para restablecer completamente la resistencia a la corrosión.

2. Defectos en la soldadura


Falta de penetración, poros, escoria y proyecciones son defectos típicos en las soldaduras; estos debilitan mecánicamente el cordón, así como la resistencia a la corrosión localizada, por ambas razones deben ser eliminadas, con esmerilado o si es necesario con soldadura de reparación. 

3. Contaminación externa

  • Partículas de hierro en el mecanizado, el proceso de laminación, el corte con herramientas, el arenado y el esmerilado deben ser evitados totalmente. Estas partículas se corroen con el aire y dañan la capa de pasivación, esta corrosión muestra una decoloración desagradable y puede llegar a contaminar hasta los equipos de limpieza
  • Grasas, aceites, pinturas u otra contaminación orgánica pueden brindar alojamiento a los agentes corrosivos, que al estar en contacto con el ambiente propicio, deterioran la superficie expuesta.
  • Rugosidad, cordones irregulares, esmerilado o arenado excesivo producen una superficie rugosa. Esta rugosidad acumula sedimentos mas fácilmente, por lo tanto incrementa el riesgo de corrosión y contaminación en el metal.

Eliminación de defectos y limpieza de las chapas acero inoxidable


Se pueden usar diferentes métodos químicos y mecánicos para eliminar los defectos mencionados. En general, se puede optar por los métodos químicos porque ofrecen mejores resultados que los mecánicos pues estos últimos generan una superficie más rugosa, pero la desventaja de los métodos químicos son los problemas medio ambientales que producen. Seguidamente se describen en detalle estos métodos:


1. Métodos mecánicos

  • Esmerilado: Es generalmente el único método a utilizar para eliminar defectos en la soldadura y las ralladuras profundas en las planchas de inoxidable. Para los discos de esmerilado o de láminas deberán tenerse en cuenta estos aspectos: Utilice herramientas adecuadas, en inoxidables usar discos sin hierro. Nunca utilice los mismos discos que se usaron en acero al carbono. No deje una superficie demasiado rugosa: a un esmerilado fuerte le sigue uno más suave con grano más fino. No recaliente la superficie, aplique con el menor esfuerzo, para no llegar a decolorar la superficie por exceso de temperatura.
  • Arenado o granallado: Este método se utiliza para remover el óxido formado con el calor del soldeo y la contaminación causada con partículas de hierro en la plancha de acero inoxidable. Usar arena limpia, que no se haya usado para acero al carbono. La arena vieja se contamina, aunque haya sido utilizada solo para aceros inoxidables. No generar una superficie muy rugosa, aplicar con presión moderada y en ángulos de aproximación pequeños (lo más perpendicular a la superficie a tratar). El uso de polvo de cristal (blasting) produce un acabado muy bueno para eliminar la coloración por calor y provoca tensiones de compresión (shot peening) que mejoran la resistencia a la corrosión bajo tensión y la resistencia a la fatiga.
  • Cepillado: El cepillado con cepillos de acero inoxidable o nylon da normalmente buenos resultados para quitar la coloración por calor. Este método no aumenta la rugosidad pero tampoco garantiza la completa eliminación de la zona donde se ha reducido la cantidad de cromo.

2. Métodos quimicos


Los métodos químicos pueden eliminar el óxido provocado por las altas temperaturas y la contaminación por hierro, sin dañar el acabado de la superficie de la chapa de acero inoxidable. El electropulido puede mejorar el acabado de la superficie. Dado que los productos químicos eliminan la capa de la superficie a través de una corrosión controlada, también eliminan de manera selectiva las áreas menos resistentes a la corrosión, como aquellas zonas en las que se ha reducido la cantidad de cromo.
  • Electropulido: El electropulido deja normalmente una superficie que garantiza una resistencia óptima a la corrosión. El material adquiere un brillo espectacular y, lo que es más importante, le permite hacer frente a las necesidades higiénicas más rigurosas.
  • Decapado: El decapado es el procedimiento químico mas utilizado para remover los óxidos de las soldaduras y las contaminaciones por hierro de la chapa de inoxidable. El proceso de decapado se puede realizar por:
    • Inmersión: es un medio ácido especial cuando las piezas son de pequeño tamaño o bien en recirculación interna para cañerías y equipos en plantas industriales.
    • Por spray o humectación (mojado) con una solución decapante para aplicar a grandes superficies sin problemas de chorreo.
La Pasta o Gel Decapante están específicamente formulados para ser aplicados en cualquier posición de soldadura o en el equipo a limpiar. Estos productos funcionan de una manera muy práctica y versátil para su uso en montajes y construcciones industriales.

Para los casos anteriores hay que tener en cuenta que la aplicación con temperaturas de hasta 60ºC aceleran el proceso de limpieza. Los tiempos de aplicación varían en función de la composición y concentración en la mezcla de los productos.

La calidad de la chapa de acero inoxidable incide notablemente en el tiempo a utilizar, los aceros de alta aleación resisten mejor el ataque del producto y necesitan una mayor concentración y/o más temperatura. El espesor y tipo de óxido a remover dependen del tipo de soldadura utilizado, influyendo en el proceso de decapado, siendo más eficaz en tiempo y acabado, cuanto más delgada sea la capa de óxido. En una soldadura con gas de protección se necesita menos tiempo, lográndose mejor acabado que en una soldadura de arco electrodo revestido.
  • Pasivación: Una vez realizada la limpieza y eliminación del óxido por el decapado, se procede a un enjuague con abundante agua de la chapa de acero inoxidable antes de iniciar la tarea de pasivado. La función del pasivado es hacer reaccionar a la superficie metálica mediante un pasivador específico y así generar nuevamente la "capa pasivada" como estaba protegida originalmente.
Este proceso se realiza con las mismas características que el decapado y finalmente se enjuaga con agua corriente, con concentraciones inferiores a 30 p.p.m. (partes por millón) de cloro en solución.

Este tratamiento final en la elaboración metalúrgica no debería omitirse en ningún caso donde se haya trabajado con aceros inoxidables, ya sea mecánicamente o por soldadura. Para las disposiciones de la eliminación de los desechos de los procesos químicos, así como para la protección personal, es recomendable remitirse a las reglamentaciones vigentes en las zonas de aplicación

domingo, 18 de marzo de 2018

La fabricación de fleje acero inoxidable

El proceso de ‘slitting’ es una operación de corte de una bobina de acero, aluminio u otro metal en rollos más estrechos. Existen 2 tipos de corte longitudinal, con y sin rebobinado de la bobina. 

En el proceso sin rebobinado, el material se trata en su conjunto y una o más tiras se quitarán de ella sin un proceso de rebobinado / desenrollado. Consite en serrar la bobina, como si se tratase de una barra maziza. Este proceso es mucho más económico, pero la calidad es bastante inferior, tanto en la precisión que se puede conseguir como en el acabado del corte, al tratarse de un corte con rebaba. Este tipo de corte de bobina está limitado a unas pocas aplicaciones y es el menos frecuente de encontrar.

En el proceso de rebobinado el material desenrollado se pasa a través de cuchillas o láseres, de manera que el corte longitudinal se ejecuta a través de la máquina, antes de ser rebobinado en rollos fleje acero inoxidable más estrechos. Las múltiples tiras estrechas de material son conocidos como bandas de acero inoxidable o láminas de acero inoxidable.
A pesar de ser un método mucho más preciso que el corte sin rebobinado, los flejes acero inoxidable estrechos y delgados se vuelven inestables y difícles de trabajar. Es por ello que durante el rebobinado se utilicen bobinas de rebobinado mucho más anchas que los flejes inox que se van a enrollar, con lo que se consigue mejorar la estabilidad a la vez que permiten enrollar longitudes más largas (con frecuencia decenas de kilómetros) en una sola bobina.


Fleje acero inoxidable sin temple


Hay varios métodos disponibles para las aleaciones y temples más blandos. En estos casos se utilizan cuchillas rectas o circulares. En algunos casos las cuchillas cortan a través del material, mientras que en otros sistemas simplemente aplastan el material contra un rodillo duro. Ambos sistemas funcionan como cuchillos cortando el material en flejes de acero inoxidable estrechos. Las cuchillas de corte se pueden ajustar a una anchura deseada. Algunas máquinas tienen muchas hojas para aumentar las opciones de anchos de corte, otras tienen una sola hoja y se pueden establecer en la ubicación deseada. El fleje acero inoxidable se rebobina en rollos de papel, de plástico o de metal en el lado de salida de la máquina.

El proceso se utiliza debido a su coste y a la alta precisión unido a la producción en masa. Algunas máquinas tienen un programa que supervisa las cuchillas y las afila automáticamente para mantener la calidad y la precisión del corte. Dependiendo de la industria y el producto que se está flejando, estas máquinas puede variar entre 10m/min (telas metálicas especiales) y 5000m/min (proceso de foil de aluminio). Las máquinas también pueden incorporar una amplia automatización para controlar con precisión la tensión de material, colocar automáticamente los cuchillos de corte longitudinal, alinear automáticamente los núcleos sobre los cuales se enrolla el material y reducir la manipulación manual de los rollos.


Fleje acero inoxidable templado


Para aleaciones de acero inoxidable más duras no se pueden utilizar cuchillas. En su lugar se utiliza una forma modificada de cizallamiento. Dos rodillos cilíndricos con costillas a juego y ranuras se utilizan para cortar un rollo de gran tamaño en múltiples flejes más estrechos. Este proceso de producción continua es económico y preciso, por lo general más preciso que el resto de procesos de corte. Sin embargo la aparición de bordes ásperos o irregulares conocidos como rebabas son comunes en los bordes de hendidura. La geometría de estos rodillos está determinada por las tolerancias específicas además de el tipo de material y el espesor de la pieza de trabajo.


Maquinaria de slitting


Para bobinas de acero inoxidable el divisor se compone de tres partes principales: el desenrollador, el divisor y el enrollador. El material se alimenta desde el desenrollador a través de la línea de contacto entre las dos ruedas de corte circulares (uno en la parte superior y otro en la inferior) y a continuación, vuelve a enrollarse en la bobina mediante el enrollador.

Cuando se utiliza el término "cortadora rebobinadora" o "slitting machine" para describir la máquina, nos referimos al conjunto de las tres partes de la máquina. Las cortadoras rebobinadoras normalmente se utilizan, a parte de para el corte de fleje acero inoxidable para cortar láminas aluminio, plástico o papel. El desenrollado se activa o se frena para mantener la tensión correcta en el material. Algunas máquinas tienen un desenrollado impulsado lo que reduce el efecto de la inercia al comenzar a desenrollar bobinas pesadas ​​o cuando el material es muy sensible a la tensión, como es el caso del fleje de acero inoxidable.


La sección de corte longitudinal tiene tres opciones principales:


  • Cuchillas de corte: es ideal para las láminas delgadas y foils de materiales plásticos. Se trata del sistema más sencillo y rápido de instalar.
  • Cizallas rotativas: tanto el macho como la hembra trabajan juntos para dar un efecto de corte de tijera. Este sistema se utiliza ampliamente para corte longitudinal de film de aluminio, foils y láminas de materiales dúctiles. Aunque es necesario más tiempo durante la configuración de los cuchillos, estos se mantienen afilados durante más tiempo que las cuchillas. El tiempo de preparación se puede reducir mediante el uso de un sistema de posicionamiento automático.
  • Corte mediante aplastamiento; un cuchillo masculina corre contra un yunque. El sistema funciona bien con ciertos materiales, como telas no tejidas y espumas.

El uso por la industria transformadora


El proceso de fabricación de fleje acero inoxidable es una técnica muy utilizada por la industria transformadora. Este sector se refiere normalmente a las empresas que laminan, lacan, anodizan e imprimen. Una típica empresa transformadora es la encargada de material de embalaje flexible para envasar alimentos. Esto puede implicar la compra de grandes bobinas de acero inoxidable, film de aluminio o película de plástico (BOPP), que luego se imprime en el diseño del cliente y se recubre con adhesivo de sellado en frío para uso en máquinas de envasado de alta velocidad.
Empresas que fabrican cintas transportadoras de acero templado también hacen uso de slitters para cortar la banda a la medida indicada por el cliente, al igual que los fabricantes de cintas metálicas para prensas dobles.