ES2455517T3

ES2455517T3 - Piezas de empalme para construcciones que conducen agua potable

Info

Publication number: ES2455517T3
Application number: ES06124248.3T
Authority: ES
Inventors: Peter Arens; Christian Rischen; Frank Kasperkowiak; Patrik Zeiter
Original assignee: Viega GmbH and Co KG
Current assignee: Viega GmbH and Co KG
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2014-04-15
Anticipated expiration: 2026-11-16
Also published as: EP1930462A1; US20080118388A1; EP1930462B1; PT1930462E; DK1930462T3

Abstract

Procedimiento para la fabricación de piezas de empalme roscadas o enchufables, accesorios de grifería o conectores de presión para construcciones que conducen agua potable, que se fabrican a partir de una aleación de acero, que se compone de los siguientes constituyentes de aleación indicados en porcentaje en peso: C <= 0,05 %, 11 % <= Cr <=25 %, Ni < 5 %, Mn <=2 %, N <= 0,25 %, opcionalmente: 0,15 % <= Ti <= 0,8 %, opcionalmente: 1 % <= Mo <= 2,5 % el resto hierro y en el que se realiza una etapa de soldadura láser.

Description

Piezas de empalme para construcciones que conducen agua potable

5 La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de piezas de empalme roscadas o enchufables, accesorios de grifería o conectores de presión para construcciones que conducen agua potable, que se fabrican a partir de una aleación de acero, así como a piezas de empalme roscadas o enchufables, accesorios de grifería o conectores de presión, a partir de un acero mediante soldadura láser.

Hoy en día se utilizan habitualmente aleaciones de metales no férreos con alto contenido de cobre, tales como bronce o latón rojo, para la fabricación de elementos constructivos que conducen medios de, por ejemplo, construcciones que conducen gas o agua potable. Las aleaciones de metales no férreos utilizadas están sujetas a requisitos elevados, en particular en el caso de las construcciones previstas para el suministro de agua potable. Por un lado, las aleaciones de metales no férreos deben presentar una resistencia a la corrosión especialmente elevada, 15 dado que los elementos constructivos que se encuentran en contacto, por ejemplo, con el agua potable, no deben tampoco corroerse con un uso de muchos años. Además de una pequeña tendencia a la migración de iones metálicos al medio, los elementos constructivos deben también poder fabricarse de manera sencilla y poder procesarse adecuadamente de forma mecánica. Debido al precio en aumento de la materia prima para el cobre, el constituyente principal de las aleaciones de metales no férreos usadas hasta el momento, se buscan cada vez más alternativas que, junto a unas propiedades de procesamiento adecuadas, garanticen de forma económica unas resistencias a la corrosión igualmente elevadas. Como aleaciones de acero fino se usaban hasta el momento aceros austeníticos, por ejemplo aceros 1.4301 o 1.4401 que, si bien se caracterizan por una maleabilidad adecuada, de modo que podrían fabricarse piezas de empalme, accesorios de grifería o conector de presión de manera económica, no obstante su resistencia a la corrosión es mejorable, en particular en piezas de pared gruesa, que se

25 encuentran en contacto constante por ejemplo con agua potable. Si bien se conocen aceros ferríticos, que presentan en principio una resistencia a la corrosión equivalente, en cambio no se utilizaban hasta el momento para la fabricación de piezas de empalme, accesorios de grifería y conectores de presión, dado que éstos, por un lado, tienden a la formación de grano grueso durante la soldadura, lo que lleva a una reducción de la resistencia a la corrosión. Por otro lado, la fabricación de piezas de pared gruesa, tales como por ejemplo accesorios de grifería, es problemática debido a la maleabilidad reducida de las aleaciones de acero ferríticas.

El documento JP01180946A da a conocer por ejemplo el uso de acero ferrítico para la fabricación de tubos para la conducción de agua de alta pureza. Una alta resistencia a la corrosión se consigue, según la enseñanza de este documento, tanto por la composición de aleación utilizada como por un recubrimiento adicional de la pared interna

35 del tubo.

Los documentos JP-A 9 143 630, WO 99/25890 y JP-A 8 333 656 dan a conocer aceros para la fabricación de tubos con propiedades de soldadura mejoradas.

Partiendo de esto, la invención se basa en el objetivo de proponer un procedimiento que permita una fabricación económica de piezas de empalme, accesorios de grifería y conectores de presión con una resistencia a la corrosión mejorada.

De acuerdo con una primera enseñanza de la presente invención, el objetivo anteriormente señalado se resuelve 45 mediante un procedimiento para la fabricación de piezas de empalme roscadas o enchufables, accesorios de grifería

o conectores de presión para construcciones que conducen agua potable, que se fabrican a partir de una aleación de acero, componiéndose la aleación de acero de los siguientes constituyentes de aleación indicados en porcentaje en peso:

: C : 0,05 %, 11 % : Cr : 25 %, Ni < 5 %, Mn : 2 %,

: N : 0,25 %,

55 el resto hierro, opcionalmente: 0,15 % : Ti : 0,8 %, opcionalmente: 1 % : Mo : 2,5 %,

y en el que se realice una etapa de soldadura láser.

Se ha mostrado sorprendentemente que mediante el uso de la aleación de acero con la composición indicada pueden fabricarse piezas de empalme, accesorios de grifería o conectores de presión de manera económica mediante soldadura láser. Hasta el momento se ha partido de que aleaciones de acero ferríticas o austeníticas correspondientes no eran adecuadas para la fabricación de elementos constructivos correspondientes, dado que 65 éstas, por un lado, causaban problemas en cuanto a la maleabilidad y, por otro lado, en el caso de una soldadura tienden fuertemente a la formación de grano grueso, de modo que la resistencia a la corrosión en estas zonas ya no se produce. Debido a los progresos en la soldadura láser, pudo entonces reducirse el aporte de calor durante la soldadura tanto que casi dejaba de aparecer una reducción en la resistencia a la corrosión. Además, los progresos en el campo de los procedimientos de conformado, que permiten una fluencia del material, han llevado a que puedan fabricarse de manera económica piezas de empalme, accesorios de grifería o conectores de presión a pesar 5 de su característica de paredes gruesas y al elevado grado de conformación necesario para su fabricación. En el uso de acuerdo con la invención de una aleación de acero, debido al bajo contenido de carbono de como máximo el 0,05 % en peso, se reduce claramente la corrosión intercristalina de la aleación de acero ferrítica o ferríticaaustenítica. El porcentaje de cromo del 11 % en peso al 25 % en peso lleva así mismo a una mejora de la resistencia a la corrosión, aumentando mayores contenidos en cromo fundamentalmente la resistencia a la corrosión. No obstante, con un contenido de cromo creciente, se hace más difícil el procesamiento de la aleación de acero para dar piezas de empalme, accesorios de grifería y conectores de presión. El níquel sirve como formador de austenita y determina en este sentido el porcentaje de la estructura austenítica en la aleación de acero. En el caso de un porcentaje de menos del 5 %, el porcentaje austenítico asciende aproximadamente al 50 % de la aleación de acero. Cuanto menor es el contenido de níquel, mayor es el porcentaje ferrítico de la estructura. A través de la adición de

15 como máximo el 2 % de manganeso, puede mejorarse la maleabilidad de la aleación de acero. Un mayor porcentaje de manganeso empeoraría por el contrario la resistencia a la corrosión de la aleación de acero. Con un contenido de nitrógeno de N : 0,25 % en peso se consigue que, por un lado, mediante la presencia de nitrógeno, se mejore la resistencia frente a la corrosión por picaduras de la aleación de acero. Por otro lado, mediante la limitación del contenido de nitrógeno al valor mencionado no se influye negativamente en la maleabilidad de la aleación de acero.

De acuerdo con una siguiente forma de realización del uso de acuerdo con la invención, la aleación de acero presenta un contenido de Cr del

16 % : Cr : 23 %

25 en porcentaje en peso. Mediante el contenido de cromo elevado de la aleación de acero puede mejorarse claramente en particular la resistencia contra la corrosión.

Para conseguir, también en el caso de mayores grosores de pared, una estabilización suficiente contra la corrosión intercristalina de la aleación de acero, la aleación de acero presenta un contenido de titanio del 0,15 % en peso al 0,8 % en peso.

Una limitación del contenido de molibdeno a menos del o igual al 0,5 % en peso reduce los costes en el caso del uso de la aleación de acero para la fabricación de piezas de empalme, accesorios de grifería o conectores de presión.

35 Sin embargo, puede conseguirse una clara mejora de la resistencia a la corrosión mediante la adición alternativa de molibdeno, de modo que el contenido de Mo en la aleación de acero está limitado a

1,0 % : Mo : 2,5 %, preferentemente 1,5 % : Mo : 2,5 %

en porcentaje en peso.

Preferentemente, el contenido de nitrógeno de la aleación de acero se limita a

45 N : 0,03 %, preferentemente N : 0,015 %

en porcentaje en peso, para mejorar el comportamiento de conformado de la aleación de acero.

De acuerdo con una siguiente forma de realización perfeccionada de la invención se usa una aleación de acero, que presenta un contenido de níquel del

1 % : Ni : 3 %

en porcentaje en peso. A través del contenido de Ni se ajusta el porcentaje entre estructura ferrítica y austenítica.

55 Preferentemente el porcentaje de estructura austenítica asciende como máximo al 50 %. En el caso de una resistencia a la corrosión igualmente adecuada, como aquella de los aceros ferríticos con un contenido de Ni muy reducido, la aleación de acero austenítica-ferrítica presenta valores característicos de tenacidad y propiedades de resistencia a la fatiga en medio corrosivo en comparación con aceros austeníticos y una maleabilidad mejorada en comparación con las aleaciones de acero ferríticas.

Mediante el uso de la aleación de acero y de la soldadura láser para la fabricación de piezas de empalme roscadas

o enchufables, accesorios de grifería o conectores de presión para construcciones de suministro de agua potable pueden proporcionarse de manera económica construcciones muy resistentes a la corrosión.

65 De acuerdo con una segunda enseñanza de la presente invención, el objetivo señalado anteriormente se resuelve mediante piezas de empalme roscadas o enchufables, accesorios de grifería o conectores de presión para construcciones que conducen agua potable, por que éstos se han fabricado mediante el procedimiento de acuerdo con la invención y la aleación de acero de acuerdo con la invención. En cuanto a las ventajas de las piezas de empalme, los accesorios de grifería y los conectores de presión así fabricados, se remite por tanto a las realizaciones anteriores con respecto al procedimiento de acuerdo con la invención para la fabricación de piezas de

5 empalme roscadas o enchufables, accesorios de grifería o conectores de presión.

Existen ahora una pluralidad de posibilidades de configurar y perfeccionar el procedimiento de acuerdo con la invención así como los elementos constructivos de acuerdo con la invención. Para ello se remite a las reivindicaciones subordinadas a la reivindicación 1 de patente, así como a la descripción de ejemplos de realización

10 en relación con el dibujo. El dibujo muestra en

la figura 1 a)-d) vistas en perspectiva de cuatro ejemplos de realización de piezas de empalme, accesorios de grifería y conectores de presión de acuerdo con la invención.

15 Un ejemplo de realización para accesorios de grifería de acuerdo con la invención es por ejemplo la caja de válvula 1 mostrada en la figura 1a). La caja de válvula 1 que figura entre los accesorios de grifería presenta en parte grosores de pared bastante altos y puede fabricarse de material macizo, por ejemplo con arranque de virutas pero también mediante forja en estampa de las aleaciones de acero ferríticas o ferríticas-austeníticas con los constituyentes de aleación indicados anteriormente.

20 En particular un contenido de titanio del 0,15 % en peso al 0,8 % en peso garantiza, a pesar de los altos grosores de pared, una buena resistencia a la corrosión de la caja de válvula 1 contra la corrosión intercristalina. En la soldadura láser de la caja de válvula 1 de acuerdo con la invención ha de prestarse atención a que el aporte de calor se lo más bajo posible, dado que, de otro modo, la aleación de acero tiende a un fuerte crecimiento de grano y a la corrosión

25 intercristalina. De acuerdo con la invención se suelda por lo tanto con procedimientos de soldadura láser, que están optimizados en cuanto a un aporte de calor lo más bajo posible. Mediante la adición de hasta el 2,5 % en peso de molibdeno puede estabilizarse la caja de válvula 1 además adicionalmente contra la corrosión intercristalina.

Si bien la aleación de acero ferrítica o ferrítica-austenítica de acuerdo con la invención, en comparación con aceros

30 de embutición profunda, está limitada en su capacidad de conformado, no obstante la capacidad de conformado permite la fabricación de tapas de extremo 2 (figura 1b), que se produjeron mediante embutición profunda a partir de una banda de una aleación de acero correspondiente, siempre que durante el conformado esté garantizada una fluencia del material. En una etapa de conformado en frío adicional puede incorporarse en la tapa de extremo 2 por ejemplo una ranura anular tórica 3.

35 La figura 1c) muestra un conector de presión 4. El conector de presión 4 se compone de un tubo con una curvatura 5 y extremos de conexión 6 a ambos lados. La curvatura 5 se genera mediante curvado, mientras que las piezas de conexión 6 se incorporan en el conector de presión 4 por ejemplo mediante una etapa de recalcado y de abocardado pero también mediante el uso de un procedimiento de conformado a alta presión interna. Las piezas de conexión 6

40 pueden colocarse por deslizamiento en una pieza de conexión correspondiente, por ejemplo un tubo, y apretarse con la misma, de modo que se genera una conexión estanca.

La pieza en T 7 mostrada en la figura 1d) presenta en los dos extremos de conexión opuestos ranuras anulares tóricas 3, que sirven para la unión, por ejemplo con conectores de presión. Por ejemplo, la pieza en T 7 puede

45 fabricarse mediante un conformado de alta presión interna a partir de un tubo soldado con cordón longitudinal, incorporándose la rosca 8 por ejemplo con arranque de virutas. No obstante, la rosca 8 puede fabricarse también mediante rodadura entre discos planos. Como etapas de conformado adicionales pueden mencionarse el recalcado, rebordeado, abocardado y ensanchado. El uso de acuerdo con la invención de la aleación de acero ferrítica o ferrítica-austenítica permite el uso no sólo de las técnicas de conformado convencionales, sino que da como

50 resultado piezas de empalme roscadas o enchufables, accesorios de grifería o conectores de presión especialmente resistentes a la corrosión y de fabricación económica, para construcciones que conducen agua potable.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la fabricación de piezas de empalme roscadas o enchufables, accesorios de grifería o

conectores de presión para construcciones que conducen agua potable, que se fabrican a partir de una aleación de 5 acero, que se compone de los siguientes constituyentes de aleación indicados en porcentaje en peso:

C : 0,05 %, 11 % : Cr : 25 %, Ni < 5 %,

10 Mn : 2 %,

N : 0,25 %, opcionalmente: 0,15 % : Ti : 0,8 %, opcionalmente: 1 % : Mo : 2,5 % el resto hierro

15 y en el que se realiza una etapa de soldadura láser.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la aleación de acero presenta un contenido de Cr del

20 16 % : Cr : 23 %

en porcentaje en peso.

25 3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la aleación de acero presenta un contenido de Mo del

1,8 % : Mo : 2,5 %

30 en porcentaje en peso.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la aleación de acero presenta un contenido de N del

35 N : 0,03 %, preferiblemente N : 0,015 %

en porcentaje en peso.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la aleación de acero 40 presenta un contenido de Ni del

1 % : Ni : 3 %

en porcentaje en peso. 45
6. Pieza de empalme roscada o enchufable, accesorio de grifería o conector de presión para construcciones que conducen agua potable, que se componen de una aleación de acero con los siguientes constituyentes de aleación indicados en porcentaje en peso:

50 C : 0,05 %, 11 % : Cr : 25 %, Ni < 5 %, Mn : 2 %,

N : 0,25 %,

55 opcionalmente: 0,15 % : Ti : 0,8 %, opcionalmente: 1% : Mo : 2,5 % el resto hierro

caracterizado por que la pieza de empalme presenta un cordón de soldadura láser. 60