Vigas de Alloy 800H para soportes en hornos de alta temperatura
Una empresa química y farmacéutica necesitaba una viga para soportar un contenedor químico dentro de un horno de tratamiento térmico que funciona de forma continua a 600 grados Celsius. A esa temperatura, una sección estructural ya no se elige solo por su resistencia a la corrosión, porque la aleación debe conservar sus propiedades mecánicas bajo una carga térmica sostenida y la vía de producción debe dejar intactas esas propiedades. Montanstahl identificó la Alloy 800H como el material más adecuado para ese entorno y fabricó las secciones mediante soldadura por láser híbrida, suministrando vigas a medida de 70×60 mm y 63,5×60 mm con 8 mm de espesor de ala, cortadas a medida en doce longitudes diferentes.
Un soporte estructural que trabaja dentro de un horno de tratamiento térmico
En la producción química y farmacéutica, el acero inoxidable suele ser imprescindible. Los requisitos de higiene, la resistencia a la corrosión, la durabilidad y la facilidad de limpieza apuntan normalmente a la misma familia de materiales, y esa versatilidad es la razón por la que los grados inoxidables dominan el diseño de equipos en el sector petroquímico, químico y farmacéutico. El componente solicitado era una viga que actuara como soporte de un contenedor químico situado dentro de un horno. El horno se utiliza para tratamiento térmico y funciona a una temperatura constante de 600 grados Celsius, lo que cambia por completo la naturaleza de la especificación. Un soporte de este tipo está cargado de forma permanente mientras permanece a temperatura, por lo que la cuestión no es cómo se comporta el material en una breve subida térmica, sino cómo se comporta tras miles de horas en la misma condición. Los grados austeníticos estándar utilizados en otras partes de la planta pierden resistencia progresivamente en ese rango y se vuelven vulnerables a la fluencia, por lo que la selección tuvo que orientarse hacia una aleación para alta temperatura.
Tres requisitos que había que cumplir a la vez
El cliente buscaba una aleación resistente a la corrosión que mantuviera sus propiedades mecánicas a temperaturas de servicio constantes de entre 500 y 700 grados Celsius. A ello se sumaba una segunda condición fácil de pasar por alto: la tecnología de fabricación utilizada para construir la sección no debe alterar las propiedades del material elegido, ya que una aleación seleccionada por su rendimiento a alta temperatura vale poco si el proceso de unión la degrada localmente. El tercer requisito era dimensional. El cliente necesitaba medidas especiales de una forma de viga estándar en lugar de una sección de catálogo, con 70 mm de altura total, 26 mm de ancho de ala, 8 mm de espesor de ala y ángulos dentro de 1,5 grados, para que la viga se adaptara a la geometría disponible dentro del horno. La combinación de las tres condiciones descarta la mayoría de las vías convencionales, porque la soldadura por arco introduce en un ala delgada suficiente calor como para modificar la microestructura en la zona de la unión, y laminar una medida especial en una aleación para alta temperatura rara vez es viable para una cantidad limitada.
Contexto de aplicación
El equipo técnico identificó la Alloy 800H como el grado más adecuado para este entorno, gracias a su combinación de resistencia a la corrosión y estabilidad a altas temperaturas de servicio. La cuestión productiva se resolvió tras varias pruebas con soldadura láser híbrida, en la que una fuente de soldadura por arco trabaja junto con el láser para reducir el aporte térmico, controlar la distorsión y salvar la separación de unión entre las chapas, de modo que las propiedades mecánicas del material de partida se conservan en la viga terminada. Montanstahl suministró vigas de 70×60 mm y 63,5×60 mm con alas de 8 mm, cortadas a medida en doce longitudes diferentes. El mismo enfoque se aplica siempre que un proyecto necesita una viga en una dimensión que ningún programa de laminación cubre, o en una aleación que la unión convencional comprometería. Encontrará más información sobre el aporte térmico y la calidad de soldadura en nuestro artículo sobre las ventajas de la soldadura por láser, y las preguntas específicas se responden en las Q&A técnicas de Montanstahl.