Listones guía laminados en caliente para la fabricación de barras Kelly
Los listones guía son pequeñas secciones soldadas a lo largo de los tubos de una barra Kelly, y deciden si el conjunto telescópico se desliza con suavidad o se atasca bajo carga. Tradicionalmente se fabrican por laminado en caliente seguido de estirado en frío, una segunda operación necesaria para alcanzar la clase de tolerancia y elevar las propiedades mecánicas. Montanstahl desarrolló un proceso de laminado que alcanza ambos objetivos por sí solo, gracias a un control preciso del proceso y a un utillaje optimizado, de modo que los listones salen ahora del laminador listos para usar, con menos pasos y plazos más cortos.
Qué hace un listón guía dentro de una barra Kelly
Las barras Kelly son componentes centrales de los sistemas de perforación rotativa y transmiten el par y la fuerza de empuje desde el equipo hasta la herramienta en el fondo del pozo. Se construyen como tubos de acero telescópicos y deben soportar altas cargas mecánicas durante todos los trabajos de cimentación profunda, con cada tramo deslizándose dentro del siguiente mientras todo el conjunto trabaja a torsión. Los listones guía se sueldan a lo largo de los tubos para mantener la alineación, permitir un movimiento telescópico suave y contribuir a la estabilidad estructural de la barra. Su fabricación suponía hasta ahora laminado en caliente seguido de estirado en frío, una pasada adicional necesaria para lograr tolerancias estrictas y mejorar las propiedades mecánicas. El problema es lo que cuesta ese paso, ya que añade tiempo y gasto de producción, y la penalización crece con geometrías complejas o grandes volúmenes, justo las condiciones de la fabricación de maquinaria, donde estos componentes se producen en serie.
Eliminar una pasada sin perder lo que aportaba
El proyecto planteaba cuatro requisitos que debían cumplirse a la vez. Los listones guía tenían que fabricarse solo por laminado en caliente, sin fase de estirado en frío, que es precisamente el objetivo del proyecto. Las tolerancias dimensionales debían mantenerse estrictas a lo largo de toda la sección, no solo en los extremos de las muestras, porque un listón soldado a un tubo durante varios metros transmite cualquier variación directamente a la holgura de funcionamiento de la unión telescópica. Había que mantener las propiedades mecánicas solicitadas, ya que el listón está integrado estructuralmente en la barra Kelly y soporta carga en lugar de limitarse a guiar. Por último, el resultado debía ser una alternativa realmente rentable a la fabricación convencional y no un ahorro marginal. La dificultad es que el estirado en frío cumplía dos funciones a la vez, calibrar la sección y endurecer el material por deformación, de modo que un proceso de laminado por sí solo debe compensar ambas.
Contexto de aplicación
Montanstahl desarrolló un proceso de laminado en caliente que cumple los requisitos dimensionales y mecánicos sin estirado en frío. El resultado se basa en un control preciso del proceso y en un utillaje optimizado, en el que el diseño de los cilindros, la gestión de la temperatura y la secuencia de pasadas se ajustan para que la sección alcance sus dimensiones finales dentro de la banda de tolerancia directamente en el laminador, con un rendimiento constante de una serie a otra. Eliminar la etapa adicional reduce la complejidad y el coste manteniendo la calidad y la fiabilidad que exige una aplicación en barra Kelly, y los clientes reciben un producto terminado con menos pasos y plazos más cortos, sin concesiones en la integridad estructural. Los listones se fabrican en aceros aleados bonificables, que permiten ajustar las propiedades mecánicas mediante el tratamiento térmico especificado. Los controles dimensionales continuos forman parte de la gestión de la calidad de Montanstahl, y las preguntas sobre qué vía se adapta a una geometría concreta se responden en las Q&A técnicas.