ES2927705T3 - Método para producir un cuerpo hueco alargado que consiste en acero y que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para producir un cuerpo hueco alargado de acero y de sección transversal poligonal, que comprende los siguientes pasos: producir un cuerpo hueco intermedio de sección redonda a partir de un prematerial plano o de un prematerial en forma de bloque -material, mediante el cual el cuerpo hueco intermedio se enfría o templa con transformación de fase parcial o total, probando el cuerpo hueco intermedio de manera no destructiva, conformación final sin reducción intencionada del espesor de la pared del cuerpo hueco intermedio para formar un cuerpo hueco final cuerpo hueco que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, tratamiento térmico final del cuerpo hueco intermedio inmediatamente antes del conformado final o tratamiento térmico final y conformado final del cuerpo hueco intermedio en un paso común. Este método se puede usar para producir cuerpos huecos con mayor estabilidad dimensional, en particular tolerancias dimensionales estrechas. Los cuerpos huecos se tratan térmicamente y se prueban de forma no destructiva. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método para producir un cuerpo hueco alargado que consiste en acero y que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular
La invención se refiere a un método para producir un cuerpo hueco alargado ensayado de forma no destructiva, que se compone de acero y que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, en el que se produce un cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda en cada caso a partir de un material de partida plano o se produce un cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda a partir de un material de partida en forma de bloque, enfriándose o sometiéndose a un enfriamiento rápido con transformación de fase parcial o total el cuerpo hueco intermedio.
Es generalmente conocido que durante décadas se han utilizado en la industria siderúrgica perfiles huecos circulares, cuadrados o rectangulares y alargados, acabados en caliente, compuestos de acero. Los campos de aplicación incluyen la arquitectura de acero moderna en ingeniería estructural, construcción de puentes, construcción industrial, construcción de instalaciones deportivas, ingeniería mecánica, construcción de dispositivos agrícolas y sistemas de transporte, construcción naval y construcción de atracciones para ferias. Los perfiles huecos acabados en caliente pasan por un proceso de calentamiento en una etapa de producción final, por ejemplo, en el intervalo de temperaturas de normalización de aproximadamente 850 a 1050 °C. Los perfiles huecos cuadrados o rectangulares alcanzan espesores de pared de hasta aproximadamente 30 mm y dimensiones exteriores en el intervalo de 40 x 40 mm a 400 x 400 mm o 50 x 30 mm a 500 x 300 mm respectivamente. Las longitudes típicas de los perfiles son de 12 m o 16 m. Los materiales utilizados incluyen aceros estructurales generales, aceros estructurales de grano fino de alta resistencia y clases especiales, así como clases no soldables correspondientes a los fines previstos deseados. Los perfiles huecos cuadrados o rectangulares acabados en caliente se caracterizan por radios de esquina más pequeños que en el caso de los perfiles acabados en frío y, por lo tanto, tienen áreas de sección transversal más grandes. Por lo tanto, se puede acomodar una carga mayor con dimensiones de perfil idénticas.
El documento alemán abierto a la inspección pública DE 2348 152 y la patente de EE.UU. 3,779,817 describen un método para producir cuerpos huecos alargados que están compuestos de acero y que tienen una sección transversal poligonal. En este método, un tubo de acero hueco que tiene una sección transversal sustancialmente redonda se lamina en caliente y luego se austenitiza en un horno calentado por gas con un exceso de aire y por encima de una temperatura Ac3 del acero en cuestión. La temperatura de austenitización está preferiblemente entre 871 y 954 °C. Luego, se realiza un enfriamiento rápido en agua a una temperatura de menos de 93 °C y luego se realiza un calentamiento a una temperatura de revenido que está por encima de la temperatura de recocido de eliminación de tensiones y por debajo de la temperatura Ac1 del acero en cuestión. Preferiblemente, la temperatura de revenido está entre 621 y 663 °C. Luego, el tubo de acero somete a un revenido a esta temperatura y se lamina dentro del intervalo de temperaturas de revenido para obtener la forma poligonal en sección transversal deseada, en particular la de un rectángulo redondeado, y luego se enfría al aire. Se tiene la intención de que los cuerpos huecos producidos de acuerdo con este método estén libres de defectos superficiales, tales como, por ejemplo, pandeo, y tengan altos límites de elasticidad, resistencia al impacto en probeta entallada distintiva y propiedades de resistencia a la tracción como resultado de las etapas de enfriamiento rápido y revenido. Un material de partida adecuado para el método es un acero calmado con Si-AI que tiene aproximadamente un 0.2% de carbono, un 1.45% de Mn y un 0.06% de acero V, que es martensítico y tiene buena soldabilidad.
Además, el documento alemán abierto a la inspección pública DE 197 03 586 y la patente de EE.UU. 5,802,903 muestran un método para producir cuerpos de acero huecos alargados que tienen una sección transversal poligonal. Partiendo de un material de partida plano, se obtiene un cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal poligonal mediante moldeo por presión y soldadura. El cuerpo hueco intermedio tiene un radio de curvatura en su zona del borde que es mayor que el radio de curvatura respectivo del cuerpo de acero hueco alargado final que tiene una sección transversal poligonal. Después, el cuerpo hueco intermedio se calienta en un horno y finalmente se lamina. Durante el laminado final, los radios de curvatura se reducen para alcanzar la forma deseada del cuerpo de acero hueco alargado final que tiene una sección transversal poligonal.
Además, la patente europea EP 0485 572 describe un método para producir un tubo de acero sin costura que tiene una sección transversal redonda. Este método describe la producción de un cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda a partir de un material de partida en forma de bloque redondo. Se dispone un aparato de ensayo en una posición adecuada, especialmente entre un laminador y un lecho de enfriamiento, dentro de la línea de producción, para ensayar el tubo en busca de cambios dimensionales o defectos. Los resultados de los ensayos obtenidos se utilizan para proporcionar información de control para el método de producción. El aparato de ensayo tiene un aparato fuente/detector que utiliza una fuente de radiación penetrante, por ejemplo, un haz de rayos X o rayos gamma, para ensayos no destructivos.
Además el documento alemán abierto a la inspección pública DE 102012006 472 enseña la producción de tubos de acero soldados que tienen una sección transversal redonda a partir de un material de partida plano. Este material de partida plano se somete a un control no destructivo a través de ensayos por ultrasonidos o corrientes de Foucault antes de la conformación en U/O y la soldadura. En particular, se obtiene de forma continua o discontinua una homogeneidad de las propiedades del material para proporcionar información de control para el método de producción.
En general, no son posibles los ensayos no destructivos, en particular los ensayos ultrasónicos en cuanto a defectos, en particular imperfecciones e inclusiones laminares, de cuerpos huecos que están compuestos de acero y que tienen una sección transversal cuadrada o rectangular. Hoy en día, los cuerpos huecos que están compuestos de acero y que tienen una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, se laminan y se tratan térmicamente en diversas etapas. Además, debido a una etapa de tratamiento térmico separada, se producen concavidades, convexidades, torsiones y desviaciones en la cuadratura y la rectitud.
El objetivo de la invención es proporcionar un método para producir un cuerpo hueco alargado que esté compuesto de acero y que tenga una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, caracterizado por cuerpos huecos producidos que tengan una mayor estabilidad dimensional, en particular tolerancias dimensionales estrechas. Los cuerpos huecos se tratan térmicamente y se ensayan de forma no destructiva.
El objetivo se logra mediante un método que tiene las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes 2 a 18 se describen realizaciones ventajosas de la invención.
De acuerdo con la invención, en el caso de un método para producir un cuerpo hueco alargado que esté compuesto de acero y que tenga una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, en el que se produce un cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda a partir de un material de partida plano o se produce un cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda a partir de un material de partida en forma de bloque, enfriándose o sometiéndose a un enfriamiento rápido con transformación de fase parcial o total el cuerpo hueco intermedio, el cuerpo hueco intermedio se ensaya mediante al menos un método de ensayo no destructivo seleccionado entre ensayo de superficies por corrientes de Foucault, ensayo ultrasónico de superficies, ensayo ultrasónico en cuanto a imperfecciones laminares y otros defectos en un volumen de pared, ensayo por partículas magnéticas para ensayo local de la superficie o combinaciones de los mismos, preferiblemente a temperaturas más bajas, especialmente a temperatura ambiente, y el cuerpo hueco intermedio se somete a una conformación final para formar un cuerpo hueco final que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, modificando el espesor de pared promedio del cuerpo hueco intermedio en menos del 10%, preferiblemente menos del 5%, en comparación con el espesor de pared del cuerpo hueco final, el cuerpo hueco intermedio se somete a un tratamiento térmico final inmediatamente antes de la conformación final de los cuerpos huecos intermedios o el cuerpo hueco producido mediante la conformación final se somete a un tratamiento térmico final durante la conformación final, basándose el método en los resultados de ensayos no destructivos del cuerpo hueco intermedio para el cuerpo hueco final, se logra una simplificación en los ensayos no destructivos en virtud del hecho de que el cuerpo hueco intermedio que tiene la sección transversal redonda se ensaya de manera no destructiva antes de la conformación final. Durante la conformación final, se produce una reducción logarítmica In (CO/C1) de una periferia inicial C0 del cuerpo hueco intermedio, durante una conformación en particular de varias etapas, a una periferia final del cuerpo hueco en un intervalo entre 0 y 0.3, superando una extensión del cuerpo hueco un aumento en el espesor de la pared. La velocidad de conformación está entre alrededor de 0.2 y 5 m/s, preferiblemente entre alrededor de 0.5 y 5 m/s. La conformación final del cuerpo hueco intermedio es más o menos una etapa de conformación termomecánica, en particular un estirado o alargamiento o prensado, especialmente un estirado con cilindros o alargamiento con cilindros o prensado con cilindros.
Juntamente con la presente invención, la expresión "sin cambio previsto" en la característica "el cuerpo hueco intermedio se somete a una conformación final sin cambio previsto del espesor de pared del cuerpo hueco intermedio para formar un cuerpo hueco final" debe entenderse que el espesor de pared promedio del cuerpo hueco intermedio se modifica (se reduce o se aumenta) en menos del 10%, preferiblemente menos del 5%, en comparación con el espesor de pared del cuerpo hueco que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular. El espesor de pared debe entenderse como un espesor de pared promedio.
También juntamente con la presente invención, se entiende por ensayo no destructivo al menos uno de los siguientes métodos de ensayo o combinaciones de los mismos. El ensayo no destructivo ocurre antes o después de un tratamiento térmico (por ejemplo, enfriamiento rápido, normalización, recocido suave) del cuerpo hueco.
- ensayo por corrientes de Foucault de superficies, profundidad mínima típica del defecto para un reconocimiento fiable de aproximadamente 0.2 mm o el 5% del espesor de la pared del cuerpo hueco, el valor que sea mayor; para espesores de pared inferiores o iguales a 15 mm, se reconocen defectos en la superficie exterior y también en la superficie interior del cuerpo hueco, mientras que para espesores de pared superiores a 15 mm solo se reconocen defectos en la superficie exterior del cuerpo hueco;
- ensayo ultrasónico de superficies (interior y exterior), profundidad mínima típica del defecto para un reconocimiento fiable de aproximadamente 0.3 mm o el 5% del espesor de la pared del cuerpo hueco, el valor que sea mayor en dirección longitudinal, dirección tangencial y dirección oblicua. Típicamente, una frecuencia de ensayo para métodos de ensayo ultrasónicos está en el intervalo de 2-25 MHz;
- ensayo ultrasónico en cuanto a imperfecciones laminares y otros defectos en un volumen de pared utilizando defectos de reflexión/referencia (por ejemplo, taladros de fondo plano) con un tamaño mínimo de la superficie de referencia de aproximadamente al menos 1 mm;
- ensayo por partículas magnéticas para el ensayo local de la superficie de un cuerpo hueco, la superficie interior y exterior de un tubo, así como las caras terminales, los bordes de una estructura poligonal y sus esquinas y caras terminales. También se pueden realizar ensayos por partículas magnéticas locales en el producto hueco final. Preferiblemente, el ensayo no destructivo del cuerpo hueco intermedio es un ensayo por corrientes de Foucault o un ensayo ultrasónico o una combinación de los mismos.
También juntamente con la presente invención, el término "inmediatamente" en la característica "bajo tratamiento térmico final del cuerpo hueco intermedio inmediatamente antes de la conformación final" se entiende que significa que el plazo de tiempo entre el tratamiento térmico final y la conformación final es inferior a 5 minutos, preferiblemente inferior a 60 segundos.
Además, juntamente con la presente invención, el concepto "temperatura ambiente" en la característica "el cuerpo hueco intermedio está a temperatura ambiente para el ensayo no destructivo" se entiende que significa una temperatura del cuerpo hueco intermedio que está entre 5 °C y 60 °C.
De manera especialmente ventajosa, en el método según la invención se prevé que el ensayo no destructivo del cuerpo hueco intermedio se realice después del tratamiento térmico intermedio del cuerpo hueco intermedio o antes de la conformación final del cuerpo hueco intermedio para controlar si se cumplen los requisitos de los clientes para el producto de cuerpo hueco final. En consecuencia, el cuerpo hueco final que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, ya no se ensayará. La idea central de la invención es confiar en los resultados de los ensayos no destructivos antes de la conformación final para satisfacer las demandas de los clientes. Además, se realizan ensayos no destructivos en el cuerpo hueco intermedio soldado o sin costura antes del tratamiento térmico intermedio o final del cuerpo hueco intermedio o en el material de partida plano para un cuerpo intermedio soldado. Opcionalmente, además, se realizan ensayos no destructivos en el cuerpo hueco después de la conformación final externamente en la zona de sus esquinas y/o extremos. El ensayo no destructivo en cuanto a defectos en la pared del cuerpo hueco intermedio, por ejemplo, en cuanto a imperfecciones laminares, puede efectuarse con instalaciones de ensayo ultrasónico convencionales utilizando estándares de ensayo típicos para cuerpos huecos que tienen una sección transversal circular. Cuando se ensaya un material de partida plano, los ensayos se efectúan en este estado inicial por medio de instalaciones de ensayo ultrasónico convencionales utilizadas más típicamente para este producto semiacabado. Dado que la conformación final del cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda para formar un cuerpo hueco que tiene una sección transversal poligonal se realiza dentro de una etapa de tratamiento térmico prevista, se pueden mantener tolerancias dimensionales muy estrechas para el cuerpo hueco. Dependiendo de las propiedades deseadas del cuerpo hueco que tiene una sección transversal poligonal, también se realizan tratamientos térmicos tales como enfriamiento con agua, aceite o polímeros después de austenitizar el cuerpo hueco intermedio antes del ensayo ultrasónico. El tratamiento térmico final (por ejemplo, revenido, normalización, endurecimiento por envejecimiento o recocido en dos fases) se efectúa durante o inmediatamente antes de la conformación final para formar un cuerpo hueco que está compuesto de acero y que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular. Como condición básica para todos los tratamientos térmicos finales, es aplicable que el recalentamiento del cuerpo hueco intermedio al intervalo de temperatura predefinido, para lograr las propiedades mecánicas deseadas, dure al menos 1 minuto por mm de espesor de pared y como máximo 6 minutos por mm de espesor de pared si se calienta en un horno usando calentamiento por inducción se pueden usar tiempos más cortos.
Con referencia a un tratamiento térmico intermedio adicional y opcional del cuerpo hueco intermedio en términos de una etapa de normalización previa, se prevé preferiblemente que el cuerpo hueco intermedio sea tratado térmicamente de forma intermedia antes de la conformación final, en particular mediante un calentamiento por encima de una temperatura Ac3 del acero correspondiente para austenitizar y posteriormente enfriar el cuerpo hueco intermedio antes de la conformación final. Preferiblemente, se prevén un calentamiento a una temperatura Ac3 del acero correspondiente 20 Kelvin, preferiblemente a 870 a 980 °C, manteniendo dicha temperatura durante al menos 5 minutos, y un enfriamiento con agua, aceite o polímeros antes de la conformación final. Mediante esta etapa de enfriamiento se minimizan o se evitan los procesos de difusión en el cuerpo hueco intermedio. De manera especialmente ventajosa, un tratamiento térmico final posterior consiste en un revenido a una temperatura entre 580 °C y Ac1 - 20 Kelvin, manteniéndose esta temperatura entre 5 y 60 minutos, lo que se realiza inmediatamente antes de la conformación final o con la conformación final del cuerpo hueco intermedio en una etapa común.
Las temperaturas Ac1 y Ac3 se definen de la siguiente manera sobre la base de ecuaciones generalmente conocidas adaptadas mediante ensayos apropiados:
Ac1 = 734.2 - 13.9*%Mn 22.2*%Si 23.3*% Cr- 14.4*%Ni
Ac3 = 960.3 -254.4*%C1/Z- 14.2*%Ni 51.7*%Si
Preferiblemente, como tratamiento térmico final alternativo, se prevé que el cuerpo hueco sea sometido a un tratamiento térmico final en forma de normalización a una temperatura de al menos Ac3 20 Kelvin, manteniéndose esta temperatura durante al menos 5 minutos.
Con respecto al endurecimiento por envejecimiento de los cuerpos huecos, se prevé preferiblemente que el cuerpo
hueco sea sometido a un tratamiento térmico final en forma de endurecimiento por envejecimiento a una temperatura inferior a Ac1 y con una tolerancia de /- 30 Kelvin, manteniéndose esta temperatura durante 10 a 60 minutos. Esta temperatura concreta de endurecimiento por envejecimiento depende del tipo de endurecimiento por envejecimiento.
Con respecto al recocido en dos fases de los cuerpos huecos, se prevé preferiblemente que el cuerpo hueco sea sometido a un tratamiento térmico final en forma de recocido en dos fases a una temperatura entre Ac1 y Ac3 y manteniéndose esta temperatura durante 5 a 60 minutos. La microestructura de doble fase obtenida puede consistir en combinaciones de ferrita, perlita, bainita, austenita residual y martensita.
De manera ventajosa, se prevé que el ensayo no destructivo se realice como ensayo por corrientes de Foucault o ensayo ultrasónico o como una combinación de los mismos. Los defectos en la superficie del cuerpo hueco intermedio soldado o sin costura o del material de partida plano pueden detectarse mediante el ensayo por corrientes de Foucault y los defectos en la pared del cuerpo hueco intermedio soldado o sin costura o del material de partida plano pueden detectarse mediante el ensayo ultrasónico.
Preferiblemente, se prevé que el cuerpo hueco final con esquinas redondeadas se ensaye externamente de forma no destructiva, en particular mediante ensayo por partículas magnéticas, después de la etapa de producción final, en la zona de sus esquinas y/o extremos.
De manera especialmente ventajosa, el método puede comenzar con la conformación, en particular el curvado y/o el laminado, del material de partida plano para formar un cuerpo hueco ranurado con extremos de apoyo contiguos y el soldeo de los extremos de apoyo para formar un cuerpo hueco intermedio soldado que tenga una sección transversal redonda, o con la conformación, en particular el laminado, del material de partida en forma de bloque para formar un cuerpo hueco intermedio sin costura que tenga una sección transversal redonda. Dependiendo del campo de aplicación subsiguiente, en este caso se utilizan aceros conocidos. El material de partida plano en forma de tiras o láminas puede ser conformado en frío o conformado en caliente.
Con referencia a la conformación conocida de cuerpos huecos intermedios sin costura a partir de un material de partida en forma de bloque, se utiliza una combinación de etapas de conformación separadas o integradas, tales como perforación, reducción del espesor de pared y alargamiento, opcionalmente aplanamiento de la superficie y opcionalmente laminado a un tamaño adecuado, hasta un diámetro exterior definido antes de o en combinación con un tratamiento térmico. Se utilizan herramientas internas para perforar, reducir el espesor de la pared y aplanar. El laminado al tamaño adecuado se realiza sin una herramienta interna. Una reducción superficial logarítmica In(D0/(2*S1)) a lo largo de toda la conformación del material de partida en forma de bloque con un diámetro D0 para formar cuerpos huecos intermedios que tengan una sección transversal redonda con un espesor S1 de pared está preferiblemente entre 0.6 y 4.0.
Preferiblemente, se prevé que el cuerpo hueco intermedio sea sometido a una conformación final inmediatamente después del tratamiento térmico final a una temperatura entre 550 °C y Ac1 - 20 Kelvin o a una temperatura de al menos Ac3 20 Kelvin y, por lo tanto, en los intervalos de temperatura de endurecimiento o normalización.
La presente invención es particularmente adecuada para producir cuerpos huecos, en particular perfiles huecos, que tienen una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, con esquinas redondeadas, que luego se utilizan en la industria del acero, en particular para grúas, en ingeniería mecánica, aplicaciones en alta mar, aplicaciones en aguas profundas y turbinas eólicas, así como para componentes sometidos a altos niveles de vibración.
Usando el presente método según la invención, se produjo experimentalmente un cuerpo hueco final rectangular a partir de acero de clase API 5L X70Q que tenía las dimensiones 200 mm x 140 mm y un espesor de pared de 6.3 mm. Después de laminar un cuerpo hueco intermedio que tenía una sección transversal circular, se llevó a cabo una austenitización (calentamiento y mantenimiento a una temperatura superior a Ac3), seguida de un enfriamiento rápido. Luego, se realizó un ensayo ultrasónico del cuerpo hueco intermedio que tenía una sección transversal redonda. A continuación, se realizaron una conformación final y un revenido simultáneos a una temperatura de revenido de 550 a 750 °C. Las tolerancias entonces medidas cumplían las especificaciones de la norma EN 10210-2:2006. Además, no se produjeron grietas en las esquinas del cuerpo hueco. Se realizó un ensayo por partículas magnéticas correspondiente. Se lograron las siguientes propiedades mecánicas: límite de elasticidad Rt0.5 > 485 MPa, resistencia a la tracción > 570 MPa, resistencia al impacto en probeta entallada > 150 J/cm2 a -40 °C y dureza < 240HV10. Las longitudes típicas de los cuerpos huecos, en particular de los perfiles huecos, son de 12 m o 16 m.
Además, de acuerdo con el presente método según la invención, se produjo experimentalmente un cuerpo hueco cuadrado, en particular un perfil hueco, a partir de acero de clase S355G15+N conforme a EN 10225:2009 que tenía las dimensiones 160 mm x 160 mm y un espesor de pared de 10 mm. Después de producir el cuerpo hueco intermedio, se realizó un ensayo ultrasónico. Luego, el cuerpo hueco intermedio se sometió a una conformación final a sus dimensiones finales a una temperatura de normalización entre 880 y 960 °C. Las tolerancias entonces medidas cumplían las especificaciones de la norma EN 10210-2:2006. Además, no se produjeron grietas en las esquinas del perfil hueco. Se realizó un ensayo por partículas magnéticas correspondiente. Las propiedades mecánicas cumplían la especificación de la norma e N 10225:2009.
Para poder realizar la conformación final, en particular, el laminado final, durante el tratamiento térmico, el dispositivo para la conformación final, en particular, el laminado final, debe disponerse inmediatamente corriente abajo con respecto al horno de tratamiento térmico en la secuencia normal del producto.
El método de producción según la invención se describirá con más detalle a continuación con la ayuda de realizaciones ejemplificadas ilustradas en un dibujo en el que:
La Figura 1 muestra un diagrama de flujo del proceso de una realización ejemplificada.
En una primera subvariación del proceso, inicialmente se ensaya un material de partida plano 1a de manera no destructiva por medio de un dispositivo 3a de ensayo no destructivo. A continuación, a partir del material de partida plano 1a se produce mediante conformación, en particular mediante curvado y/o laminado, un cuerpo hueco ranurado con extremos de apoyo contiguos. Luego, los extremos de apoyo se sueldan para formar un cuerpo hueco intermedio soldado que tenga una sección transversal redonda 2b. Como alternativa al dispositivo 3a de ensayo no destructivo para el material de partida plano 1a o adicionalmente a este, este cuerpo hueco intermedio 2b puede ensayarse de manera no destructiva por medio de un dispositivo 3a de ensayo no destructivo alternativo o adicional.
En una segunda subvariación del proceso, partiendo de un material de partida 1b en forma de bloque, se produce un cuerpo hueco intermedio sin costura con una sección transversal redonda 2c a partir de un material de partida 1b en forma de bloque. Como método de producción se utiliza la conformación, en particular el laminado. Este cuerpo hueco intermedio sin costura que tiene una sección transversal redonda 2c se ensaya de manera no destructiva por medio de un dispositivo 3a de ensayo no destructivo.
Los cuerpos huecos intermedios entonces disponibles con una sección transversal redonda 2b, 2c se someten a un tratamiento térmico intermedio dependiendo del material respectivo. Este tratamiento térmico intermedio consiste en un calentamiento intermedio del cuerpo hueco intermedio 2b, 2c en un horno 4a de calentamiento intermedio y un enfriamiento subsiguiente del cuerpo hueco intermedio 2b, 2c en un camino 4b de enfriamiento intermedio antes de la conformación final para formar un cuerpo hueco intermedio con una sección transversal redonda con un tratamiento térmico intermedio 2b', 2c'. Como alternativa a los dispositivos 3a de ensayo no destructivo descritos anteriormente o además de estos, el cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda 2b, 2c puede ensayarse de manera no destructiva antes del tratamiento térmico intermedio 2b', 2c' mediante un dispositivo 3a de ensayo no destructivo alternativo o adicional. Por lo tanto, el ensayo no destructivo tiene lugar después de la conformación intermedia y antes de la conformación final por medio de uno o una pluralidad de dispositivos 3a de ensayo no destructivo en diferentes posiciones durante el proceso de producción.
A continuación, los cuerpos huecos intermedios 2b' o 2c' se someten a un tratamiento térmico final en un horno 5a de calentamiento final y un dispositivo 5b de conformación final para obtener un cuerpo hueco 6 que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular. Como alternativa, el tratamiento térmico final y la conformación final se pueden realizar en una etapa común.
Finalmente, el cuerpo hueco final 6 se ensaya externamente en la zona de sus esquinas, bordes y/o extremos utilizando un dispositivo 7 de ensayo final no destructivo, en particular un dispositivo de ensayo por partículas magnéticas.
Lista de números de referencia
1 a Material de partida plano
1 b Material de partida en forma de bloque
2b Cuerpo hueco intermedio soldado que tiene una sección transversal redonda
2c Cuerpo hueco intermedio sin costura que tiene una sección transversal redonda
2b' Cuerpo hueco intermedio soldado que tiene una sección transversal redonda con tratamiento térmico intermedio
2c' Cuerpo hueco intermedio sin costura que tiene una sección transversal redonda con tratamiento térmico intermedio
3a Dispositivo de ensayo no destructivo
4a Horno de calentamiento intermedio
4b Camino de enfriamiento intermedio
5a Horno de calentamiento final
5b Dispositivo de conformación final
Cuerpo hueco que tiene una sección transversal poligonal
Dispositivo de ensayo final no destructivo
Claims (18)
1. Método para producir un cuerpo hueco alargado que consiste en acero y que tiene una sección transversal poligonal, que comprende las siguientes etapas:
producción de un cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda a partir de un material de partida plano o a partir de un material de partida en forma de bloque, enfriándose o sometiéndose a un enfriamiento rápido con transformación de fase parcial o total el cuerpo hueco intermedio,
ensayo del cuerpo hueco intermedio mediante al menos un método de ensayo no destructivo seleccionado entre ensayo de superficies por corrientes de Foucault, ensayo ultrasónico de superficies, ensayo ultrasónico en cuanto a imperfecciones laminares y otros defectos en un volumen de pared, ensayo por partículas magnéticas para ensayo local de la superficie o combinaciones de los mismos,
conformación final para formar un cuerpo hueco final que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular, modificando el espesor promedio de la pared del cuerpo hueco intermedio en menos del 10%, preferiblemente menos del 5%, en comparación con el espesor de la pared del cuerpo hueco final,
tratamiento térmico final del cuerpo hueco intermedio inmediatamente antes de la conformación final o tratamiento térmico final y conformación final del cuerpo hueco intermedio en una etapa común, basándose en los resultados de los ensayos no destructivos del cuerpo hueco intermedio para el cuerpo hueco final.
2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por que el ensayo no destructivo es un ensayo por corrientes de Foucault o ensayo ultrasónico o una combinación de los mismos.
3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el cuerpo hueco intermedio está a temperatura ambiente para el ensayo no destructivo, definiéndose la temperatura ambiente entre 5 °C y 60 °C.
4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la conformación final del cuerpo hueco intermedio es un estirado o alargamiento o prensado, especialmente un estirado con cilindros o un alargamiento con cilindros o un prensado con cilindros.
5. Método según la reivindicación 4, caracterizado por que la conformación final del cuerpo hueco intermedio modifica el espesor de pared del cuerpo hueco intermedio en menos del 10%, preferiblemente menos del 5%, en comparación con el espesor de pared del cuerpo hueco que tiene una sección transversal poligonal, en particular cuadrada o rectangular.
6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el cuerpo hueco intermedio que tiene una sección transversal redonda se produce a partir de un material de partida en forma de bloque.
7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por un tratamiento térmico intermedio del cuerpo hueco intermedio antes de la conformación final, en particular un calentamiento por encima de una temperatura Ac3 del acero correspondiente para la austenitización, y luego un enfriamiento o un enfriamiento rápido del cuerpo hueco intermedio antes de la conformación final.
8. Método según la reivindicación 7, caracterizado por un calentamiento a una temperatura Ac3 del acero correspondiente 20 Kelvin, preferiblemente a 870 a 980 °C, manteniendo dicha temperatura durante al menos 5 minutos, y un enfriamiento con agua, aceite o polímeros.
9. Método según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por un tratamiento térmico final en forma de revenido a una temperatura entre 550 °C y Ac1 - 20 Kelvin, manteniéndose esta temperatura entre 5 y 60 minutos.
10. Método según la reivindicación 1, caracterizado por un tratamiento térmico final en forma de normalización a una temperatura de al menos Ac3 20 Kelvin, manteniéndose esta temperatura durante al menos 5 minutos.
11. Método según la reivindicación 1, caracterizado por un tratamiento térmico final en forma de endurecimiento por envejecimiento a una temperatura inferior a Ac1 y con una tolerancia de /- 30 Kelvin, manteniéndose esta temperatura entre 10 y 60 minutos.
12. Método según la reivindicación 1, caracterizado por un tratamiento térmico final en forma de recocido en dos fases a una temperatura comprendida entre Ac1 y Ac3, manteniéndose esta temperatura entre 5 y 60 minutos.
13. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por ensayos finales externos no destructivos, en particular ensayos por partículas magnéticas, del cuerpo hueco final en la zona de sus esquinas, bordes y/o extremos.
14. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por una conformación, en particular un laminado, del material de partida en forma de bloque para formar un cuerpo hueco intermedio sin costura.
15. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por un ensayo no destructivo del material de partida plano antes de la producción del cuerpo hueco intermedio.
16. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 o 15, caracterizado por una conformación, en particular un curvado y/o laminado, del material de partida plano para formar un cuerpo hueco ranurado que tiene extremos de apoyo contiguos y un soldeo de los extremos de apoyo para formar un cuerpo hueco intermedio soldado.
17. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por un ensayo no destructivo del cuerpo hueco intermedio antes de la conformación final del cuerpo hueco intermedio y opcionalmente de manera adicional antes del tratamiento térmico intermedio del cuerpo hueco intermedio.
18. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por una conformación final del cuerpo hueco intermedio inmediatamente después del tratamiento térmico final a una temperatura entre 550 °C y Ac1 - 20 Kelvin o a una temperatura de al menos Ac3 20 Kelvin.
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