Angulares de superdúplex 1.4410 para entornos con alto contenido de cloruros en fábricas de papel
La fabricación de papel comprende dos zonas de proceso diferenciadas: la zona de formación, donde la pasta pierde agua y se forma la hoja húmeda, y la zona de secado, donde la hoja se seca, se alisa y se enrolla en una bobina. La zona de secado opera en un entorno con alto contenido de cloruros, y los pequeños perfiles angulares utilizados en las bobinadoras de papel de esta zona están expuestos de forma continua a las condiciones químicamente agresivas del proceso. Un cliente de la industria de la celulosa y el papel necesitaba perfiles angulares de 25×25×3 mm en un material capaz de resistir este entorno de forma fiable durante toda la vida útil de la máquina. Los grados austeníticos estándar resultaban insuficientes para los niveles de cloruros presentes, y se especificó el superdúplex 1.4410 (2507) por su excepcional resistencia a la corrosión por picaduras, la corrosión por rendijas y la corrosión bajo tensión en medios con alto contenido de cloruros. Montanstahl fabricó las secciones mediante soldadura por láser con parámetros controlados con precisión para mantener tanto el rendimiento frente a la corrosión como la rectitud de una sección muy pequeña.
Por qué superdúplex 1.4410 y no el 316L estándar para esta aplicación
La industria de la celulosa y el papel utiliza agentes blanqueantes y productos químicos a base de cloro que generan condiciones con alto contenido de cloruros en toda la zona de secado de la máquina. En este entorno, los grados austeníticos estándar, incluido el 316L, son susceptibles a la corrosión por picaduras, la corrosión por rendijas y la corrosión bajo tensión a las temperaturas de servicio, sobre todo en espesores reducidos, donde la relación entre superficie y volumen de material acelera el ataque. El superdúplex 1.4410 (S32750 / 2507) contiene niveles más altos de cromo, molibdeno y nitrógeno que los grados austeníticos estándar y los dúplex, lo que le otorga un índice de resistencia a las picaduras (PREN) superior a 40. Esto lo sitúa en una clase de resistencia a la corrosión que se mantiene estable en los entornos de proceso de las zonas de secado de las fábricas de papel, donde los grados estándar requerirían sustituciones frecuentes. Su microestructura bifásica austenoferrítica ofrece además aproximadamente el doble de límite elástico que el 316L, algo relevante en secciones pequeñas que deben soportar cargas mecánicas sin deformarse. En el blog de Montanstahl hay disponible una comparación detallada de los grados dúplex y superdúplex y sus aplicaciones.
Dos retos técnicos: integridad de la zona soldada y torsión de la barra en una sección de 25×25×3 mm
La soldadura por láser del acero inoxidable superdúplex plantea un reto específico que no afecta del mismo modo a los grados austeníticos: el aporte de calor durante la soldadura altera el equilibrio de fases austenita-ferrita en la zona afectada térmicamente y, si no se controla con precisión, este desequilibrio reduce la resistencia a la corrosión de la zona soldada por debajo del nivel del material base. En una sección especificada en superdúplex precisamente por su resistencia a la corrosión, cualquier degradación en la línea de soldadura anula el propósito de la elección del material. El segundo reto era geométrico: con 25×25×3 mm, la sección es extremadamente pequeña (comparable en sección a una moneda de un euro), y las tensiones térmicas de la soldadura pueden introducir torsiones aleatorias a lo largo de la barra que no pueden corregirse mecánicamente sin riesgo de deformar la propia sección. Montanstahl resolvió ambos problemas calibrando con precisión la potencia del láser y la velocidad de soldadura, reduciendo el aporte de calor hasta el nivel que preserva el equilibrio de fases y obteniendo a la vez una soldadura uniforme que mantiene la barra recta en toda su longitud.
Contexto de aplicación
Este proyecto forma parte del segmento de celulosa y papel de Montanstahl, donde se especifican perfiles angulares de acero inoxidable soldados por láser en grados dúplex y superdúplex para componentes de máquinas, elementos estructurales y piezas de desgaste que operan en entornos de proceso con alto contenido de cloruros. La industria papelera es uno de los principales sectores para el superdúplex 1.4410 por la combinación de exposición a cloruros, productos químicos ácidos y largos intervalos de mantenimiento de las máquinas, que convierten la elección de un material resistente a la corrosión en una medida directa de reducción de costes. Montanstahl fabrica angulares soldados por láser a medida en 1.4410 y otros grados dúplex en cualquier dimensión, desde secciones muy pequeñas hasta 1 000 mm de altura, suministrados a fabricantes de maquinaria para celulosa y papel de todo el mundo.