Vigas HEB curvadas de 316L para el banco de pruebas AMS del CERN/ESA ESTEC
A través de contactos con la NASA, Montanstahl fue presentada al Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia (INFN) como proveedor de estructuras de acero inoxidable para un banco de pruebas en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC), en los Países Bajos. La instalación se construyó para simular las condiciones de funcionamiento del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS), un experimento de física de partículas dirigido por el premio Nobel Samuel Ting, del MIT/CERN, instalado posteriormente en la Estación Espacial Internacional. La estructura de soporte de la góndola requería pesadas vigas HEB curvadas de acero inoxidable 316L con muy baja permeabilidad magnética, aptas para funcionar en alto vacío en un rango de temperatura de -60 °C a +100 °C, fabricadas en una sola pieza de hasta 12 metros sin soldaduras a tope y ensayadas según las exigentes normas END del CERN antes y después del curvado.
Requisitos de nivel espacial: baja permeabilidad, alto vacío y ninguna soldadura a tope
La estructura de la góndola AMS tenía que cumplir un conjunto de requisitos que iban mucho más allá de la construcción metálica estándar. La exigencia de muy baja permeabilidad magnética descartaba los grados ferríticos y martensíticos e imponía límites estrictos al contenido de ferrita residual del metal de soldadura austenítico. La aptitud para alto vacío implicaba que las secciones debían estar libres de contaminación superficial, porosidad y cualquier material que pudiera desgasificar en vacío. Los ciclos térmicos de -60 °C a +100 °C requerían un material con tenacidad suficiente a bajas temperaturas, condición que el 316L cumple bien. La ausencia de soldaduras a tope en secciones de hasta 12 metros obligaba a fabricar los perfiles HEB 300 y HEB 160 en toda su longitud en una sola pieza antes de cualquier curvado, lo que exigía mucho tanto a la línea de soldadura por láser como a la capacidad de enderezado.
Soldadura por láser, curvado con tres rodillos y END al 100 % antes y después
Montanstahl fabricó las secciones HEB 300 y HEB 160 mediante soldadura por láser, que aportó la calidad de soldadura y la constancia dimensional necesarias para secciones que después se someterían a un curvado de precisión. El curvado lo realizó un socio italiano especializado con curvadoras de tres rodillos, logrando los radios precisos que exigía la geometría de la góndola y preservando la integridad estructural a lo largo de la curva. Todas las vigas se sometieron al 100 % a ensayo con líquidos penetrantes, macroataque y medición de permeabilidad antes del curvado, y el mismo programa se repitió después para verificar que no se había producido ninguna degradación durante el conformado. La producción se completó en plazo, el AMS se probó con éxito en ESTEC y después se transportó a la Estación Espacial Internacional, donde sigue en funcionamiento.
Contexto de aplicación
Este proyecto se sitúa en la intersección entre el segmento de edificación y construcción de Montanstahl y el suministro industrial de precisión, donde los perfiles estructurales de acero inoxidable soldados por láser se especifican para infraestructuras de investigación, soportes de equipos científicos y aplicaciones que requieren una baja permeabilidad magnética certificada además del rendimiento estructural. Los bancos de pruebas para programas espaciales y de física de partículas son uno de los contextos de compra más exigentes en el suministro industrial de acero: los requisitos de calidad, trazabilidad y condiciones de servicio superan los de la mayoría de proyectos de construcción comerciales. Montanstahl suministra perfiles estructurales inox a medida a clientes de investigación, defensa e industria de precisión en todo el mundo.