ES2199723T3 - Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de superficie interior de tubos metalicos. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de superficie interior de tubos metalicos.Info
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Abstract
Procedimiento para el tratamiento de la superficie interior de tubos metálicos, con las siguientes etapas de proceso: - el tratamiento tiene lugar en la zona de una junta de tubo (2) entre tubos de material metálico inoxidable (1) a soldar entre sí por medio de cordones de soldadura circulares (15); - tras un proceso de unión y soldadura en la zona exterior de la junta de tubo (2), se realiza un cierre estanco a líquidos y a gases del tramo del espacio hueco (14) abarcado por la superficie de pared a tratar (1a); - a continuación se inunda este tramo de espacio hueco, para conformar el punto de soldadura, con un gas de protección adaptado al proceso de soldadura; - a continuación se sueldan los dos tubos entre sí con un cordón de soldadura circular (15); - tras terminar el cordón de soldadura circular (15) se vacía de aire el tramo del espacio hueco; - tras el vaciado de aire, se introduce en el tramo de espacio hueco, en el que previamente se ha introducido un conductor eléctrico (5), un electrolito; - entre la superficie de pared (1a) y el citado conductor eléctrico (5) se aplica una tensión eléctrica; - tras finalizar el proceso de mordentado electroquímico activado de esta manera en la zona de la raíz del cordón de soldadura circular (15) se enjuaga el tramo de espacio hueco que forma el espacio de reacción con un líquido de limpieza, por ejemplo agua.
Description
Procedimiento y dispositivo para el tratamiento
de la superficie interior de tubos metálicos.
La invención se refiere a un procedimiento para
el tratamiento de la superficie interior de tubos metálicos, así
como a un dispositivo para llevar a cabo este procedimiento.
Una de las particularidades más importantes de
los aceros al CrNi inoxidables de alta aleación, es una buena
resistencia frente a medios agresivos. Para la resistencia a la
corrosión de estos materiales es de importancia decisiva la
formación de la llamada capa pasiva. Una formación sin problemas de
esta capa de óxido de cromo o bien de dióxido de cromo, cuyo
espesor es de sólo varias capas de átomos, sólo puede tener lugar
sobre una superficie limpia. Cascarillas, colores de revenido y
restos de escoria, que se forman en especial al soldar, perjudican
la formación de la capa pasiva y reducen la resistencia frente a la
corrosión. La formación de este tipo de depósitos extraños ha de
evitarse o bien eliminarse. Utilizando gases de protección
adecuados al soldar, no siempre pueden impedirse con seguridad las
delgadas capas de óxido perjudiciales, en particular bajo las
condiciones de obra, de manera que son necesarias etapas posteriores
de tratamiento.
El mordentado de piezas de acero inoxidable en
mezclas de ácidos minerales es un procedimiento acreditado para
limpiar superficies de acero y asegurar la resistencia a la
corrosión. En la fabricación de semiacabados el tratamiento por
mordentado se realiza al final del proceso de fabricación en
instalaciones estacionarias (líneas de mordentado, caldeo de baño
completo). La calidad del mordentado que así se logra no puede no
obstante alcanzarse en las condiciones de obra, debido al coste del
proceso.
Las instalaciones antes citadas no están
disponibles cuando se montan tubos de aceros finos. Precisamente en
la zona del arranque de los cordones de soldadura de obra hay una
necesidad intensiva de mordentado, debido al inevitable coloreado de
revenido en la soldadura.
La DE 36 25 862 A1 da a conocer un procedimiento
para el tratamiento de la superficie de los tubos del
intercambiador de un generador de vapor. Aquí, en el tramo de tubo
abarcado por la superficie de pared a tratar, se introduce un
electrodo. A continuación, se cierra el citado tramo de tubo por
ambos lados de la superficie de la pared a tratar, con ayuda de dos
juntas extensibles de forma estanca al líquido y al gas. Al respecto
el electrodo está posicionado de tal manera que la zona del tubo a
tratar se encuentra entre las juntas extensibles. Las juntas son
sometidas a presión mediante un pequeño tubo a través de canales y
se apoyan de esta manera contra la pared interior del tubo. El
tratamiento que va a continuación puede constar de una limpieza del
tubo o bien de una precipitación o bien un depósito de una capa
sobre la superficie interior del tubo. En el caso de una limpieza
se trata de un electrolito ácido, que es inyectado y entonces
circula en el espacio anular definido entre el electrodo y la pared
interior del tubo. Entre el tubo y el electrodo se aplica entonces
una tensión eléctrica; tras finalizar el proceso electrolítico, se
vacía el electrolito y se enjuaga la zona a tratar con agua
desmineralizada.
La DE-A- 36 25862 da a conocer al
respecto un dispositivo con las siguientes particularidades:
- -
- el dispositivo presenta dos paredes frontales dispuestas una de otra a una distancia axial correspondiente al menos a la anchura axial de la superficie de pared a tratar;
- -
- las paredes frontales están equipadas en cada caso con una junta anular exterior radial, que puede prensarse mediante un equipo de tensado controlable desde fuera de manera estanca al líquido y al gas contra la pared interior del espacio hueco;
- -
- entre las paredes frontales se encuentra un conductor eléctrico que presenta una conexión de corriente llevada hacia fuera;
- -
- en una cámara de reacción incluida entre ambas paredes frontales (3) rodeada por la superficie de pared a tratar (1a), desemboca una tubería de alimentación para un gas de protección y/o un electrolito;
- -
- de esta cámara de reacción se saca hacia fuera una tubería de retorno.
Mediante este procedimiento ya conocido debe
tener lugar un desoxidado sencillo, un desgaste o bien un mordentado
de la superficie interior del tubo o también una protección del tubo
frente a corrosión sin modificación del estado metalúrgico y
mecánico del tubo.
Un procedimiento comparable se conoce por la US
2,764,540. La DE 1 496 757 A da a conocer una herramienta para el
alisado electrolítico de la superficie interior de tubos metálicos.
Este dispositivo presenta entre otros una junta cuyo diámetro puede
aumentarse o reducirse mediante un manguito, de manera que la junta
puede prensarse contra la pared del tubo.
La US-A- 3570109 da a conocer un
procedimiento y un dispositivo para soldar dos tubos con un cierre
estanco al gas de la superficie interior de los dos tubos a soldar.
Mediante una bomba de aspiración se aspira gas de protección, desde
el quemador que suelda en la parte exterior hacia el espacio
hueco.
El estado de la técnica explicado se ocupa
predominantemente de la limpieza de las superficies interiores de
tuberías, con la aplicación de una capa metálica y/o con el alisado
de la superficie. Por el contrario, la invención tiene como tarea
básica desarrollar un procedimiento así como un dispositivo con los
que pueda generarse un cordón de soldadura de unión de tubos
resistente a la corrosión de forma duradera.
Esta tarea se resuelve en cuanto a procedimiento
con las etapas de procedimiento correspondientes a la reivindicación
1, mientras que en cuanto a dispositivo la tarea se resuelve con las
particularidades de la reivindicación 2.
El dispositivo correspondiente a la invención es
por lo tanto un equipo de tratamiento de tubos que combina la
función de conformado y mordentado en una cámara formadora al soldar
un cordón circular con el mordentado electrolítico de superficies de
acero fino no accesibles desde fuera. Aquí se trata no sólo de la
limpieza de un cordón de soldadura formado o bien de las zonas del
borde inmediatamente contiguas a este cordón de soldadura, sino
también de la limpieza de superficies interiores localmente
delimitadas, que resultan no sólo al soldar sino por ejemplo
también al alinear. También es posible la eliminación de herrumbre
utilizando el equipo de tratamiento de tubos correspondiente a la
invención.
Durante el mordentado electrolítico, el efecto
químico de la solución de mordentado se ve apoyado por la corriente
eléctrica. Entonces el resultado del mordentado depende, entre
otros, de la composición del electrolito, de la densidad y
rendimiento de la corriente, de la temperatura de la solución de
mordentado, de las condiciones técnicas del flujo, así como de la
conductividad. Las ventajas del procedimiento de mordentado
electrolítico frente a un mordentado tradicional residen
especialmente en el acortamiento de tiempo de mordentado, en la
utilización de electrolitos ácidos, en la inferior concentración de
ácido, en una mejora de la calidad de las superficies, así como en
la utilización del procedimiento en materiales aleados que de otra
manera serían difíciles de mordentar.
El dispositivo correspondiente a la invención
presenta una forma constructiva especialmente
compacta.
compacta.
En el esquema se representa una forma
constructiva de la invención que sirve como ejemplo. Se muestra
en:
figura 1 una sección longitudinal a través de un
equipo de tratamiento de tubos de conformado y mordentado y
figura 2 una sección según la línea A/A de la
figura 1.
La figura 1 muestra un equipo de tratamiento de
tubos controlado en un tubo de acero fino 1, posicionado mediante
una junta de tubo 2. Este equipo presenta dos paredes frontales 3
dispuestas una de otra a una distancia axial que se corresponde como
mínimo a la anchura axial de la superficie de pared a tratar 1a,
que soportan entre las mismas un cuerpo distanciador del equipo de
tratamiento de tubos 4 de diámetro inferior, a cuya superficie de la
envoltura está fijado un conductor 5 eléctrico de forma anular, que
representa un polo eléctrico opuesto y una conexión de corriente 6
llevada hacia fuera.
En el ejemplo de ejecución representado, cada
pared frontal 3 forma el disco tensor axial que se encuentra en la
parte interior de un par de discos tensores cónicos, cuyo disco
tensor exterior 7 puede deslizarse axialmente desde fuera mediante
un equipo de ajuste no representado más en detalle. En cada uno de
ambos pares de discos tensores cónicos 3, 7 está dispuesta una junta
anular 8 exterior, que cuando se tensa axialmente el disco tensor
exterior 7 contra la pared frontal interior 3 radialmente hacia
fuera, puede prensarse por ambos lados desde la superficie de pared
a tratar 1a, de manera estanca al líquido y al gas, sobre la pared
interior del tubo. De esta manera se forma una cámara de reacción 9
anular incluida entre ambas paredes frontales 3 y abarcada por la
superficie de pared a tratar 1a.
En la figura 1 puede verse que mediante el par de
discos axiales 3, 7 representado a la derecha, así como mediante el
cuerpo distanciador del equipo de tratamiento de tubos 4, se
conducen una tubería de alimentación 10 que desemboca en la cámara
de reacción 9 para un gas de protección y/o un electrolito, así como
una tubería de retorno 11 conectada a la cámara de reacción 9.
Ambos discos tensores que se encuentran en el
interior, que forman respectivas paredes frontales 3, están tensados
juntamente con el cuerpo distanciador del equipo de tratamiento de
tubos 4 incluido entre los mismos mediante pernos atornillados 12
uno con respecto al otro.
En la figura 2 puede verse que sobre un círculo
con el diámetro D_{1} se encuentran la tubería de alimentación 10
que forma la cabeza, la tubería de retorno 11, así como conexiones
neumáticas 13, que permiten un enjuagado con aire de la cámara de
reacción 9. Sobre un círculo con el diámetro D_{2} está dispuesta
la conexión de corriente 6 para el cátodo con forma
anular 5.
anular 5.
El equipo de tratamiento de tubos representado en
la figura 1 puede llevarse en cada caso con discos tensores abiertos
3, 7 hasta un espacio hueco 14 de una pieza, por ejemplo de un tubo
de acero fino 1, accesible desde el exterior sólo con dificultad y
posicionarse mediante la junta del tubo 2. Mediante un dispositivo
de ajuste accionado desde fuera, se tensan entonces ambos discos
tensores exteriores 7 axialmente contra la pared frontal 3 asociada
a los mismos y oprimen de esta manera la junta anular 8 configurada
como elemento tensor de manera estanca a los líquidos y a los gases
contra la pared interior del espacio hueco 14. Si a continuación y
en una primera etapa de trabajo ha de realizarse una conformación
del lugar de soldadura uniendo y soldando el cordón circular,
entonces primeramente se inunda la cámara de reacción 9 con un gas
de protección adaptado al proceso de
soldadura.
soldadura.
Tras realizar el cordón circular 15 y tras la
eliminación del aire de la cámara de reacción 9, se inunda ésta con
un electrolito, una vez se ha aplicado una tensión al cátodo con
forma anular 5 y a la superficie de la pieza que sirve como ánodo. A
través del electrolito situado entre ánodo y cátodo fluye entonces
una corriente, que actúa por vía electroquímica para eliminar capas
de óxido no deseadas que influyen negativamente sobre la resistencia
a la corrosión.
Claims (2)
1. Procedimiento para el tratamiento de la
superficie interior de tubos metálicos, con las siguientes etapas
de proceso:
- -
- el tratamiento tiene lugar en la zona de una junta de tubo (2) entre tubos de material metálico inoxidable (1) a soldar entre sí por medio de cordones de soldadura circulares (15);
- -
- tras un proceso de unión y soldadura en la zona exterior de la junta de tubo (2), se realiza un cierre estanco a líquidos y a gases del tramo del espacio hueco (14) abarcado por la superficie de pared a tratar (1a);
- -
- a continuación se inunda este tramo de espacio hueco, para conformar el punto de soldadura, con un gas de protección adaptado al proceso de soldadura;
- -
- a continuación se sueldan los dos tubos entre sí con un cordón de soldadura circular (15);
- -
- tras terminar el cordón de soldadura circular (15) se vacía de aire el tramo del espacio hueco;
- -
- tras el vaciado de aire, se introduce en el tramo de espacio hueco, en el que previamente se ha introducido un conductor eléctrico (5), un electrolito;
- -
- entre la superficie de pared (1a) y el citado conductor eléctrico (5) se aplica una tensión eléctrica;
- -
- tras finalizar el proceso de mordentado electroquímico activado de esta manera en la zona de la raíz del cordón de soldadura circular (15) se enjuaga el tramo de espacio hueco que forma el espacio de reacción con un líquido de limpieza, por ejemplo agua.
2. Dispositivo para realizar algunas etapas del
procedimiento correspondiente a reivindicación 1, con las siguientes
particularidades:
- -
- el dispositivo está configurado en forma de un equipo para el tratamiento de tubos que puede manejarse en el espacio hueco (14) de la pieza;
- -
- el equipo para el tratamiento de tubos presenta dos paredes frontales (3) dispuestas en la aplicación a una distancia axial una de otra correspondiente al menos a la anchura axial de la superficie de pared (1a) a tratar;
- -
- las paredes frontales (3) están equipadas en cada caso con una junta anular (8) exterior radial, que puede presionarse contra la pared interior del espacio hueco de manera que sea estanca al líquido y al gas, mediante un equipo de tensado controlable desde fuera;
- -
- la junta anular (8) es un elemento tensor dispuesto entre discos tensores (3, 7) y que puede cargarse mediante la tensión axial de los mismos;
- -
- los correspondientes discos tensores que se encuentran en el interior forman las paredes frontales (3) del equipo para el tratamiento de tubos y llevan entre ellas un cuerpo distanciador para el equipo para el tratamiento de tubos (4) de diámetro inferior, sobre cuya superficie envolvente está fijado un conductor eléctrico (5) anular, que presenta una conexión de corriente (6) llevada hacia fuera;
- -
- en una cámara de reacción (9) incluida entre ambas paredes frontales (3) y rodeada por la superficie de pared a tratar (1a), desemboca una tubería de alimentación (10) para un gas de protección y/o un electrolito;
- -
- desde esta cámara de reacción (9) se lleva hacia fuera una tubería de retorno (11).
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