¿Q u ées el p r o c es o d e r o la d o ? El proceso de rolado se refiere a pasar el hierro por rodillos para que adquiera una forma determinada, cuando se le aplica la presión generada por los rodillos el hierro se adquiere a dicha forma. El grosor de el resultado ya sea (barras, laminas, lingotes, etc.) depende en gran parte de las toneladas de hierro que se le agreguen así como del tipo de rodillos con el que se proceso.
Proceso de rolado El rolado es un proceso común para la manufactura de tubos de acero, el cual consiste en un proceso continuo en el que una lámina es sometida a una serie de rodillos que le proporcionan a la tira de acero de una forma específica. En el proceso de rolado uno de los materiales más utilizados es el acero inoxidable. Las características que definen el producto que sale del rolado, son el diámetro del tubo y su espesor de pared. Una vez obtenida la forma tubular, los bordes son soldados para formar una sección cerrada. Posteriormente, se afina al diámetro requerido haciendo haciendo pasar el tubo por otro conjunto de rodillos. rodillos. La fabricación de tubos, habitualmente, es efectuada por talleres especializados. La calidad del tubo rolado es un aspecto importante cuando son efectuadas operaciones posteriores; dado que las variaciones en las propiedades del material, como: la resistencia y la dureza, pueden provocar adelgazamiento excesivo excesivo y agrietamiento prematuro, sino se llevo adecuadamente el proceso de rolado.
Guía para ingenieros en las áreas de inspección de tuberías, mantenimiento y corrosión Enviado por daniel por daniel tolosa granados Anuncios Google
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Partes: 1, 2
INTRODUCION Este documento sirve de guía para ingenieros y técnicos nuevos en las áreas de inspección de tuberías, mantenimiento y corrosión corrosión.. Mi experiencia fue adquirida en la refinería de Barrancabermeja; donde el inspector no se limita únicamente a la medición de espesor si no que realiza inspección visual a todo los componentes y tiene que emitir recomendación si es requerida por ese motivo este documento inicia con un repaso sobre e l temas de metales y soldaduras. En este documento Inicialmente se hace un agradecimiento especial a ingenieros que colaboraron transmitiendo conocimientos, seguidamente se hace descripción de los ACEROS más utilizados, su clasificación clasificación y propiedades. Enseguida, se presenta la definición de los procesos de SOLDADURA , la
denominación de los electrodos, problemas comunes encontrados en uniones soldadas, tablas con material de aporte para soldar aceros al carbón, cromo, aceros inoxidables Austeniticos, Ferriticos, Martensiticos, aleaciones base niquel, aluminio, corrosión, métodos para controlar la corrosión. Información referente a tuberías que es un tubo, componentes para tubería, que es un circuito de tubería, tablas de tuberías finalmente todo lo referente a inspección de tuberías. La parte teórica que describe el documento son basados en los conocimientos prácticos, han sido adquiridos a través de la experiencia obtenida, cursos recibidos por el autor durante 20 años de permanencia en la Refinería de Barrancabermeja. Por lo tanto el análisis e interpretación de la información aquí suministrada es responsabilidad expresa del autor. Existen muchas tuberías de diferentes materiales pero este documento trata únicamente de tuberías metálicas. DANIEL TOLOSA G Técnico inspector SENIOR
ELEMENTOS BA SICOS DE LOS A CEROS DEFINICIÓN E IMPORTANCIA Los aceros son aleaciones Fe-C que presentan en su composición química contenidos de carbono no mayor al 2%. Existe una gran variedad de aceros al carbono con un amplio r ango de p ropiedades físicas y mecánicas, dependiendo de los contenidos de silicio, manganeso, molibdeno, cromo y vanadio. Son las aleaciones de acero mas económicas y de amplio uso en el mercado especialmente en la fabricación deestructuras. En la medida que se necesito obtener aleaciones de acero con mejores propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión y oxidación, se incrementaron las adicciones de cromo y molibdeno, dando paso a los aceros de media y baja aleación. Los aceros INOXIDABLES son aleaciones base hierro que contienen al menos 11% de CROMO. Ellos obtienen características de INOXIDABLE debido a la formación de una capa de oxido invisible y muy adherente, rica en cromo (cromita Cr 2 O3 ) que aísla el acero de los contaminantes del medio ambiente y lo autoprotegen, especialmente del oxigeno. De allí su nombre de inoxidable. Por tal razón se le puede denominar AUTOPASIVANTE. A los ACEROS INOXIDABLES se les puede agregar mas cromo u otros elementos para darles una característica o propiedad particular. Tales elementos pueden ser: Níquel, Molibdeno, Cobre, Titanio, aluminio, Tantalio, Columbio, Niobio, Silicio, Nitrógeno, azufre, y el selenio. Como se trata de un ACERO, contiene por ende CARBONO, el cual normalmente esta presente desde 0.2% hasta 1.1% en peso. Los elementos que se agregan solos o combinados, en diversas proporciones definen la importancia de cada tipo de inoxidable, porque le dan propiedades especificas que los distinguen de los demás. Las propiedades, que se deben tener en cuen ta cuando se van a SELECCIONAR los aceros inoxidables, están relacionadas con la resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación y sulfatación, facilidad de fabricación, resistencia a la abrasión, resistencia mecánica y resistividad eléctrica. Sin embargo, la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas, son los factores mas importantes por los cuales un diseñador escoge un ACERO INOXIDABLE.
CLA SIFICACION DE LOS A CEROS Los aceros son comúnmente divididos en 6 grupos: 1. Aceros para maquinaria 2. Aceros al carbono 3. Aceros de baja y media aleación. 4. Aceros inoxidables Austeniticos 5. Aceros inoxidables Ferriticos. 6. Aceros inoxidables Martensiticos 7. Aceros inoxidables Dúplex (ferritico-austenitico)
Aceros para maquinaria · Laminado en caliente
· Calibrado en proceso similar al trefilado. · Torneado · Recocido: Viene con dureza 180-220 HB · Bonificado: Viene con dureza 280-320 HB Aceros al carbono para temple y revenido S1035 - S1040 - S1045 Acero de resistencia media, tratados térmicamente por temple convencional en aceite, permite obtener durezas de 55-58 HRC. Aplicaciones · Herramienta agrícola · Pernos, ejes, tornillos grado 5 Aceros al carbono para temple y revenido S 4140 – S4337 – S4340 Aceros de gran templabilidad, tenacidad y resistencia a la fatiga, viene en estado Bonificado con 30-32 HRC Aplicaciones Tornillería de alta resistencia grado 8, bielas para motores, ejes de transmisión.
Tratam iento s Té rm ic os Para un buen rendimiento de la herramienta, además de la selección adecuada del acero, importa mucho que el tratamiento térmico sea apropiado.
Recocido Se utiliza para ablandar el material y dejarlo optimo para el mecanizado.
Temple Se utiliza para darle dureza al material y así elevar las propiedades mecánicas.
Revenido Se efectúa inmediatamente después del temple para alivio de tensiones.
Normalizado Se utiliza para homogenizar la estructura después de un mecanizado fuerte.
Tratamientos té rm ico s de los aceros p ara herram ientas Como logra un buen tratamiento térmico · Dar relevo de tensiones luego del mecanizado. · Tener un buen acabado superficial. · Evitar aristas vivas. · Respetar las temperaturas de temple y tiempo de inmersión al baño. · Evitar cambios bruscos de espesores y secciones. · Luego del temple revenir antes que la pieza llegue a temperatura ambiente. · Analizar el tamaño y la forma de la pieza para su correcta colocación en el baño y e l medio ambiente.
Factores que intervienen p ara qu e la herramienta no tom en la du reza requ erida Cuando no toman dureza: 1. No calentar a una temperatura lo suficientemente elevada. 2. No enfriar con la rapidez requerida, especialmente cuando se emplean hornos al vació. 3. Descarburizacion de la superficie del metal lo cual causa una superficie suave 4. Retención de austenita como resultado de un calentamiento a temperaturas excesivamente altas, o por tener metal carburizado. 5. Mezcla accidental de grados de acero.
AISI / SAE 1020 COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CARACTERÍSTICAS MECANICAS: C
Mn
0,18/0,23 0,3/0,6 Estado del material
P max
S max
Si
0.04
0.05
0,15/0,30
Resistencia a la tracción
Limite de elasticidad
Elong. %
Reduc. de Area %
Dureza Brinell Aprox
Kg/mm2
Kg/mm2
Recocido
45-55
30
35
60
130
Normalizado
50-60
35
30
55
150
Calibrado
55-70
45
10
35
186
CementadoTemplado 70-85 yRevenido
45
15
45
-
TEMPERATURAS DE TRATAMIENTO TERMICO Tratamiento
Temperatura
Enfriamiento
Forja
(1150-850)ºC
Arena seca o al aire
Recocido de ablandamiento (670-700)ºC Normalizado
Horno
(880-910)
Aire
Cementación
(880-910)ºC
Agua
Temple
(770-800)ºC
Agua
Revenido
(150-250)ºC
Aire
AISI / SAE 1045 COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CARCTERISTICAS MECANICAS C
Mn
P.max
S.max
0.04
0.05
0,43/0,50 0,60/0,90
Resistencia a la tracción Kg/mm2
Estado del material
Laminación en caliente
Si
0,20/0,40
Limite de elasticidad Kg/mm2
Elong. %
Reduc. De Area %
Dureza Brinell aprox
60
35
18
40
240
Normalizado
58
34
14
40
230
Recocido
56
32
25
55
220
Calibrado
62
52
10
35
260
50
16
40
220/265
Templado y 75/90 revenido 450º
TEMPERATURAS DE TRATAMIENTOS TERMICOS Tratamiento
Temperatura ºC
Forja
Enfriamiento
(850-1100)
Cenizas – Arena seca
Normalizado
(850-880)
Aire
Recocido Subcritico
(670-710)
20ºC/hora hasta 560ºC, luego al aire
Temple
(840-860)
Agua-Aceite
Revenido
(530-620)
Aire
AISI / SAE 8620 COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CARCTERISTICAS MECANICAS C
Mn
P.max
0,18/0,23 0,70/0,90 0,04
S.max
0,04
Si
Cr
Ni
Mo
0,15/0,30 0,40/0,60 0,40/0,70 0,15/0,25 Tm
TF Min
Estado del material
Diámetro mm
Kgs. mm2
P.S.I. 1000
Kgs. mm2
P.S.I. 1000
Recocido
25
-
-
-
-
Cementado
12
100/130
142/184
75
Templado
25
80/105
113/149
55
Revenido
50
75/90
106/127
50
A % min Z % min
HB aprox
-
-
9
30
-
48
11
40
-
71
12
40
-
106
230
TEMPERATURAS DE TRATAMIENTO TERMICO Normalización ºC
Sub-critico ºC
Cimentación ºC
Temple de tenacidad o I Temple ºC
870
650
900
870
800
150
1200
950
700
930
930
860
230
1050
aceite
Temple de dureza o II Temple ºC
Revenido ºC
aceite
AISI / SAE 4340 COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CARACTERÍSTICAS MECANICAS C
Mn
P.max
S.max
0,38/0,43 0,60/0,80 0,035
Si
0,04
Cr
Ni
Mo
0,20/0,35 0,70/0,90 1,65/2,00 0,20/0,30
Estado del material
Resistencia a Limite de la tracción elasticidad Kg/mm2 Kg/mm2
Recocido
65/75
45
20
50
210
Calibrado
75/85
65
10
30
240
80
19
45
302
Temple 850ºC Aceite revenido a 90/110 600ºC
Elong %
Reduc. de area %
TRATAMIENTOS TERMICOS TRATAMIENTO
TEMPERATURA ºC ENFRIAMIENTO
Forja
1100-850
Cenizas o Cal
Normalizado
830-850
Aire
Recocido Subcritico
690-720
Horno
Temple
820-890
Aceite
Revenido
540-660
aire
AISI / SAE 420 COMPOSICIÓN QUÍMICA C
Cr
Mo
0.36
16
1.2
TRATAMIENTO TERMICO Tratamiento
Recocido Temple
Temperatura ºC Enfriamiento
760-800 1020-1050
Al horno Aceite
ACEROS AL CARBONO
Dureza HB
230 49
Dureza Brinell Aprox
Forja ºC
GENERALIDADES Los ACEROS AL CARBONO, pueden definirse simplemente como aleaciones de hierro y carbono (Fe-C), las cuales no contienen mas de 2.0% de carbono. Desde 1920, una gran variedad de aceros han sido desarrollados para múltiples usos. Todos ellos son básicamente aleaciones base Hiero Carbono, pero a lgunos difieren en su contenido de carbono, mientras otros contienen otros elementos como aleantes. De esta manera se han producido varias clases de aceros , con un amplio rango de características y propiedades físicas y mecánicas, indispensables para los requerimientos específicos de muchas aplicaciones industriales. Todos los procesos modernos de la manufactura del acero al carbono, parten del hierro fundido, el cual es transformado en acero por la oxidación de impurezas con el aire. El Carbono, si licio y Manganeso son removidos por oxidación, pero el fósforo y azufre requieren un proceso de oxidación básica. Los principales métodos de fabricación del acero para subsiguiente rolado o forjado son: Open Herat básico, básico eléctrico, oxigeno básico y ácido bessemer. Cada proceso de estos requiere de una carga de materiales especiales, fundición de hierro con chatarra o sencillamente chatarra. El tipo de material a usar depende de la composición química y características del acero a obtener.
TIPOS DE ACERO AL CARBONO En la mayoría de los procesos de fabricación de los aceros al carbono, la reacción primaria e s la combinación del Carbono y Oxigeno para formar un gas. Si el oxigeno disponible para esta reacción no es r emovido antes o durante el moldeado por adicción de Silicio, Aluminio o cualquier otro desoxidante, los productos gaseosos se quedan dentro del baño metálico. El control eficiente de estos gases determinan la calidad del acero y por lo tanto el tipo de acero. Si no queda gas atrapado en el metal, se le conoce como acero MUERTO o Killed Stell. Si alguna cantidad de gas queda inmersa en el acero este se llamara Acero semi muerto (Semi -Killed Stell) y si no se efectúa desoxidación el acero se llamara acero Rimmed. Los desoxidantes actúan mas eficientemente cuando el acero llega a 16 00ºC. KILLED STELL (70000 psi desoxidado y pasivado). Este tipo de acero es completamente desoxidado y esencialmente no hay evolución de gas durante el proceso de solidificación. Consecuentemente se forma una cavida d o burbuja grande en la parte superior del molde, la cual es removida del acero para obtener un acero muy puro. Este tipo de acero presenta una composición química muy uniforme si se compara con otros tipos de a cero. Contiene alrededor de 0.25% de carbono , 0.10% de Silicio mínimo y algunos con pequeñas cantidades de aluminio, puesto que este es desoxidante. Los mas conocidos son: A-200, A-515, A-516, A-517. SEMI KILLED STELL (60000 psi ) Este acero presenta una pequeña variación en su composición. El es parcialmente desoxidado con silicio, Aluminio o ambos, pero no se consigue una suficiente retención de evolución del gas, así que la zona superior del molde presentara las concavidades mas grandes en donde parcialmente se aloja el gas y en el resto las ca vidades son mínimas especialmente hacia las zonas de alta solidificación. Estos aceros contienen entre 0.15% y 0.25% de Carbono y aproximadamente 0.05% de Silicio. En laminas la mas conocida en la GCB es A -285.
RIMMED STELL Existe una marcada diferencia entre la composición química de estos aceros en toda su longitud en un lingote. Las cantidades de carbono, Azufre, fósforo e inclusiones no metálicas se concentraran en el centro del molde. Mientras un promedio mas bajo de estos alean ates se encuentran en la parte exterior del lingote. Una marcada evolución de gas durante la solidificación ocurre en los extremos del molde. Cuando la solidificación empieza, la concentración de elementos se incrementa en el liquido, mientras las burbujas se concentran en la parte solidificada. Estos aceros normalmente contienen menos de 0.25% de Carbono, menos de 0.60% de Manganeso y 0.01% de Silicio máximo. El patrón de la estructura de los RIMMED STELL se conserva durante el rolado y sus inclusiones se deforman a lo largo de la laminación. Su tamaño y ubicación definen la calidad del rimmed stell. En laminas la mas conocida en la GCB es la A - 283.
VENTAJAS TECNOLÓGICAS La mayor aplicación a nivel mundial en la mayoría de los servicios, esta dada para los aceros al carbono. Su ventaja competitiva se basa en su costo y facilidad de fabricación, porque se dispone de materia prima en abundancia.
El diseño de las aleaciones de baja y media aleación y de los inoxidables, marcaron un suceso extraordinario en el ámbito mundial, porque estos aceros empezaron a poseer cualidades importantes por encima de los aceros al carbono. Las características que se tuvieron en cuenta para ir dándole especificas aplicaciones, fueron las siguientes: · Resistencia a la corrosión · Resistencia a la sulfidación y oxidación. · Alta resistencia mecánica a temperatura ambiente · Alta resistencia mecánica a alta temperatura. · Manejabilidad y tecnología de fácil fabricación · Facilidad de limpieza · Ductilidad · Estabilidad de las propiedades altas temperaturas · Resistencia a la abrasión y a la erosión · Tenacidad · Reflectibilidad · Propiedades magnéticas · Conductividad térmica · Expansión térmica · Resistividad Eléctrica · Rigidez Tecnológicamente los aceros están disponibles en diferentes formas: Platinas, Laminas, barras, foil, alambr es, alambrones, forjados, fundiciones, tubería en sus tres formas (Tubes, Pipes, Tubing). Estos productos están agrupados, de acuerdo con la AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM) en las siguientes normas: Laminas y platinas ASTM A-283, A-285, A-515, A-516, A-335 y A-240. Barras de acero en AISI 1010, 1020, 4120,4340, ASTM A -479. Elementos forjados en ASTM A-181, A-105, A-473. Tubería TUBE en ASTM A-178, A-179, A-213, A-333, A- 249, A-268, A269, A 511, A-632, A-668, A- 771 y A791. Tubería PIPE en ASTM A-53, A-106, A-312, A-376, A-409, A-430, A-731, A-813 y A-814. Accesorios ASTM A234, A-193, A194. El A 333 es usado en planta de Etileno para manejo de productos a temperaturas bajo cero viene en grados 3 y 6, el grado 6 es soldable con E 7018 -1 no requiere tratamiento térmico; el grado 3 es saldable con 8018 C2 requiere tratamiento térmico.
USOS DE LOS ACEROS AL CARBONO Se utilizan para el manejo de derivados del petróleo a relativas bajas temperaturas, crudo con bajos contenidos de azufre y ácidos orgánicos (menor de 1% en peso de azufre), vapor, diferentes tipos de aguas (industrial, condensada, potable), gases de combustión a baja temperatura etc. Su temperatura de uso se limita hasta 600ºF en ambientes con bajos contenidos de oxigeno. Los aceros al carbono no pueden ser utilizados en servicios de alta presión con hidrógeno, servicios de alta temperatura o en fluidos de alta peligrosidad. Son débiles ante las bacterias de agua industrial, ácido naftenico.
SOLDABILIDAD Los aceros al carbono tienen alta capacidad para combinarse entre si y con otras aleaciones. Cuando se van a soldar entre si, no hay que tomar especiales medidas de precaución, ni se debe tener preocupación por la estabilidad de la zona soldada; en general el acero se define como bien SOLDABLE. Los factores que mas influyen para su soldabilidad son la composición química porque al calentarse y enfriarse rápidamente no se producen grandes alteraciones de sus propiedades. Existen algunas limitaciones en donde hay que realizar trat amiento térmico de relevo de esfuerzos en servicios especiales y cuando se sueldan formas irregulares o altos espesores. El metal de aporte y la zona afectada por el calor no reviste alteraciones profundas y en general se conservan propiedades mecánicas, de impacto, de resistencia a la corrosión, tenacidad y ductilidad.
ROLADO DE TUBO. Tubo: desde 3/4" a 8" Ø nominal, a partir de ced. 30 hasta ced. 80.
ROLADO DE PLACA.
ROLADO DE PERFIL CUADRADO.
VIGA ROLADA.
ROLADO DE SOLERA; DE CANTO O DE CARA.
ÁNGULO ESTRUCTURAL.
ROLADO DE MACIZO. ROLADO DE
Tubería soldada a partir de lámina rolada en caliente o fría, con diferentes grados de acero para ofrecer múltiples calidades para usos específicos, incluyendo tubería mecánica, de conducción, conduit, petrolera y de pared delgada. Como parte de nuestra línea de productos, ofrecemos tubería negra y galvanizada de pared delgada, ideal para uso industrial, comercial y automotriz
Cohesión del terreno La cohesión del terreno es la cualidad por la cual las partículas del terreno se mantienen unidas en virtud de fuerzas internas, que dependen, entre otras cosas del número de puntos de contacto que cada partícula tiene con sus vecinas. En consecuencia, la cohesión es mayor cuanto más finas son las partículas del terreno.
Índice [ocultar ]
1 Cohesión y adhesión o
1.1 Cuantifiación de la cohesión
2 Referencia o
2.1 Bibliografía
3 Véase también
Cohesión y adhesión[editar · editar fuente] En el análisis de las causas determinantes de la plasticidad es indispensable establecer la diferencia entre cohesión y adhesión. La adhesión es causada por la atracción de la fase líquida sobre la superficie sólida. La cohesión en un terreno húmedo es provocada por las moléculas de la fase líquida que actúa como puente o membrana entre las partículas vecinas. Tanto la cohesión como la adhesión son influenciadas por el contenido de coloides inorgánicos, resultando de esta forma correlacionada con la plasticidad.
Cuantifiación de la cohesión [editar · editar fuente] La fuerza cohesiva del agua entre dos partículas de terreno vecinas puede ser expresada, según 1
Nichols, por la siguiente fórmula empírica:
Donde: : cohesión, expresada en fuerza por unidad de superficie. : constante determinada experimentalmente. : radio de la partícula. : tensión superficial del líquido. = ángulo de contacto entre el líquido y la partícula. : distancia entre las partículas La fuerza cohesiva en un terreno es, según Nichols, inversamente proporcional al porcentaje humedad de este. Como ejemplo se muestran algunos resultados prácticos obtenidos por Nichols con terrenos preparados.
Terreno
% de humedad
Cohesión (F) expresado 2 en gr/pulgada
Arena 2/3, Arcilla 1/3
10.90
17.23
-
12.90
15.00
Arena 1/3, Arcilla 2/3
12.73
26.40
-
13.10
22.50
Arcilla
13.55
56.00
-
17.50
19.00
ANGULO DE FRICCION INTERNA En esta práctica aprendemos a determinar el ángulo de fricción interna mediante práctica de laboratorio. Para esto utilizamos una hoja de papel con un círculo dibujado, una muestra de suelo pasado por la malla #8. Luego de haber pasado la muestra de suelo por la malla correspondiente, procedimos a llenar el círculo dibujado en el papel. Con la ayuda de un embudo colocado en el mismo centro del circulo, se comenzó a verter la muestra hasta que forme un circulo del mismo diámetro del dibujado. Luego de que la muestra alcanzara el punto deseado, procedimos a medir con una regla la altura a la que había quedado la pequeña montaña formada. Esto arrojo los siguientes resultados: Diámetro del círculo: 14.80 cm Altura: 4.20 cm Con estos datos, y asumiendo que cortando esta “montaña” por la mitad obtenemos un triangulo, el cual conocemos los catetos (radio del circulo y altura). Con estos catetos podemos determinar el ángulo deseado:
Tan α = 4.20 / 7.40
α = arctan (0.567)
α = 29.57
CONCLUSION.
El ángulo de fricción interna es una propiedad de los materiales granulares para permanecer en un estado sin deslizarse. Para determinar el ángulo esta es la practica más fácil y común. Este dato es muy importante en el cálculo de la mecánica de suelos, ya que nos ayuda a determinar valores tales como la fuerza de empuje que ejerce el suelo sobre un elemento determinado. Y también la capacidad que tiene el suelo de soportar un estado de reposo sin deslizarse. [continua]
