El objetivo del dimensionamiento (reducción) de tuberías de acero es dimensionar (reducir) la tubería en bruto de mayor diámetro a la tubería de acero terminada de menor diámetro y garantizar que el diámetro exterior y el espesor de pared de la tubería de acero y sus desviaciones cumplan con los requisitos técnicos pertinentes.
Los defectos de calidad causados por el dimensionamiento (reducción) de tuberías de acero incluyen principalmente: desviación de la dimensión geométrica de las tuberías de acero, “línea azul” de dimensionamiento (reducción), “marca de clavo”, cicatriz, abrasión, picaduras, convexidad interna, cuadrado interno, etc.
① Desviación dimensional geométrica de las tuberías de acero: La desviación dimensional geométrica de las tuberías de acero se refiere principalmente al diámetro exterior, el espesor de pared o la ovalidad de las tuberías de acero después del dimensionamiento (reducción) que no cumplen con los requisitos de tamaño y desviación especificados en las normas pertinentes.
2. Desalineación del diámetro exterior y la ovalidad de los tubos de acero: Las principales causas son: montaje incorrecto de los rodillos y ajuste de los orificios del tren de laminación, distribución inadecuada de la deformación, baja precisión del proceso o desgaste severo de los rodillos de laminación, temperatura excesiva o insuficiente del tubo en bruto y distribución desigual de la temperatura axial. Esto se refleja principalmente en la forma de los orificios y el montaje de los rodillos, la reducción del diámetro del tubo en bruto y la temperatura de calentamiento del mismo.
③ El espesor de pared de la tubería de acero excede la tolerancia: el espesor de pared de la tubería en bruto, después del dimensionamiento (reducción), se manifiesta principalmente como un espesor de pared irregular y un orificio interior no circular. Esto se debe principalmente a factores como la precisión del espesor de pared de la tubería en bruto, la forma y el ajuste del orificio, la tensión durante la reducción del diámetro de la tubería en bruto y la temperatura de calentamiento de la misma.
④ «Línea azul» y «marca de uña» en tubos de acero: La «línea azul» en los tubos de acero se produce por la desalineación de los rodillos en uno o varios bastidores de la máquina calibradora (reductora), lo que provoca que el orificio no tenga una forma «redondeada» y que el borde de algún rodillo corte la superficie del tubo a cierta profundidad. La «línea azul» recorre toda la superficie exterior del tubo de acero en forma de una o varias líneas.
La «marca de uña» se produce por la diferencia de velocidad lineal entre el borde del rodillo y otras partes de la ranura de laminación, lo que provoca que el borde del rodillo se adhiera al acero y raye la superficie del tubo. Este defecto se distribuye longitudinalmente en el tubo y tiene forma de arco corto, similar a la forma de una uña, de ahí su nombre. Si la «línea azul» y la «marca de uña» son graves, el tubo puede desecharse.
Para eliminar los defectos de «línea azul» y «marca de uña» en la superficie de la tubería de acero, es fundamental garantizar la dureza del rodillo calibrador (reductor) y mantener una refrigeración adecuada. Al diseñar o ajustar el orificio del rodillo, es necesario asegurar el ángulo de apertura de la pared lateral del orificio y el valor de la abertura del rodillo correctos para evitar la desalineación del orificio.
Además, la reducción del diámetro del orificio en el laminado de baja temperatura debe controlarse adecuadamente para evitar la expansión excesiva del tubo en bruto dentro del orificio. Esto podría provocar que el metal se comprima en el espacio entre los rodillos y dañe el rodamiento debido a la excesiva presión de laminación. La práctica ha demostrado que el uso de la tecnología de reducción de tensión favorece la limitación de la expansión lateral del metal, lo que tiene un efecto muy positivo en la reducción de los defectos conocidos como "línea azul" y "marca de uña" en los tubos de acero.
① Marcas en la tubería de acero: Las marcas en la tubería de acero se distribuyen de forma irregular en la superficie del cuerpo de la tubería. Estas marcas se deben principalmente a la adherencia del acero a la superficie del rodillo de calibrado (reductor). Están relacionadas con factores como la dureza y la refrigeración del rodillo, la profundidad del tipo de orificio y el grado de calibrado (reducción) de la tubería en bruto. Mejorar el material del rodillo, aumentar la dureza de su superficie, asegurar una buena refrigeración, reducir el grado de calibrado (reducción) de la tubería en bruto y disminuir la velocidad de deslizamiento entre la superficie del rodillo y la superficie metálica contribuye a reducir la probabilidad de adherencia del rodillo al acero. Una vez detectadas las marcas en la tubería de acero, se debe localizar el tramo donde se producen, según la forma y distribución del defecto, e inspeccionar, retirar o reparar la parte del rodillo que se adhiere al acero. Los rodillos que no se puedan retirar ni reparar deben sustituirse de inmediato.
2. Rayaduras en la tubería de acero: Las rayaduras en la tubería de acero se deben principalmente a las pestañas entre los bastidores de la máquina reductora y las superficies del tubo guía de entrada o salida, que se adhieren al acero, rozando y dañando la superficie de la tubería en movimiento. Una vez que la superficie de la tubería de acero se raya, se debe revisar el tubo guía de inmediato para verificar si hay restos de acero u otros elementos adheridos, o bien, retirar las pestañas de hierro entre los bastidores de la máquina reductora.
③ Superficie exterior rugosa de la tubería de acero: La superficie rugosa de la tubería de acero se debe a la rugosidad causada por el desgaste de la superficie del rodillo, o bien, a la temperatura excesiva de la tubería rugosa, que genera una capa de óxido de hierro superficial demasiado gruesa que no se elimina correctamente. Antes de calibrar (reducir) la tubería rugosa, se debe eliminar de forma rápida y eficaz el óxido de hierro de su superficie exterior con agua a alta presión para minimizar la aparición de defectos en la superficie rugosa de la tubería de acero.
④ Convexidad en tubería de acero: La convexidad en tubería de acero se refiere a la situación en la que, durante el proceso de reducción de diámetro de la tubería en bruto, la pared se curva hacia adentro (a veces quedando cerrada) debido a la excesiva reducción aplicada por el bastidor del tren de laminación, formando un defecto lineal en relieve en la pared interna. Este defecto no es frecuente. Se debe principalmente a errores en el acoplamiento de los bastidores del tren de laminación, errores graves en el ajuste de los orificios o fallas mecánicas del bastidor durante el proceso de reducción de tuberías de acero de pared delgada. Incrementar el coeficiente de tensión permite aumentar la reducción crítica del diámetro. Bajo las mismas condiciones de reducción, se puede evitar eficazmente la resistencia interna de la tubería. Reducir la reducción del diámetro mejora la estabilidad de la tubería en bruto durante la deformación y previene eficazmente la convexidad. En la producción, el emparejamiento de los rodillos debe realizarse estrictamente de acuerdo con la tabla de laminación, y el tipo de orificio del rodillo debe ajustarse cuidadosamente para evitar la aparición de defectos convexos en la tubería de acero.
«Cuadrado interior» en tubería de acero: El «cuadrado interior» en tubería de acero se refiere a que, tras el proceso de calibrado (reducción) de la tubería en bruto, el orificio interior de su sección transversal es cuadrado (en laminadores de dos rodillos) o hexagonal (en laminadores de tres rodillos). Este «cuadrado interior» afecta la precisión del espesor de pared y del diámetro interior de la tubería. El defecto de «cuadrado interior» está relacionado con factores como la relación diámetro/sólido (D/S) de la tubería en bruto, la reducción de diámetro, la tensión durante el calibrado (reducción), la forma del orificio, la velocidad de laminación y la temperatura de laminación. A menor D/S, menor tensión, mayor reducción de diámetro y mayores velocidades y temperaturas de laminación, mayor es la probabilidad de que la tubería presente un espesor de pared transversal irregular, y el defecto de «cuadrado interior» se hace más evidente.
Fecha de publicación: 17 de enero de 2025