Qué son los tubos de acero sin costura para puntales hidráulicos?
Los
tubos de acero sin costura para puntales hidráulicos son tubos de acero especiales diseñados específicamente para la fabricación de soportes hidráulicos (equipos críticos utilizados en los frentes de minería de tajo largo de minas de carbón para soportar el techo y evitar derrumbes), cilindros y sistemas hidráulicos para equipos de ingeniería. Utilizan acero estructural de aleación 27SiMn como material principal y se someten a un temple en baño de sales a 920 °C ± 10 °C y un revenido a 550 °C-600 °C. Esto les confiere alta resistencia, resistencia al desgaste y a la corrosión, lo que los hace adecuados para aplicaciones en minería, construcción e industria pesada.
Los tubos de acero se clasifican en dos categorías según su proceso de fabricación: tubos de acero sin costura y tubos de acero soldados. Los tubos de acero sin costura son tubos de acero sin costura, producidos mediante la perforación de lingotes, palanquillas o barras de acero. No son tubos sin costura convencionales, sino tubos de acero sin costura de alta precisión, estirados en frío, con requisitos extremadamente altos en cuanto a materiales, precisión dimensional y rendimiento.
Requisitos técnicos:
Debido a su impacto directo en la seguridad minera, las tuberías de soporte hidráulico deben cumplir los siguientes requisitos técnicos extremadamente estrictos:
1. Propiedades mecánicas
Alta resistencia: Debe poseer un límite elástico extremadamente alto para soportar enormes presiones internas y cargas externas.
Alta tenacidad: Previene la fractura frágil bajo cargas de impacto.
2. Precisión dimensional
Precisión del diámetro interior: Se requieren tolerancias extremadamente estrictas en el diámetro interior para asegurar un ajuste preciso con pistones y sellos, evitando fugas.
Uniformidad del espesor de pared: Se debe garantizar un espesor de pared uniforme circunferencialmente; cualquier excentricidad provocará una distribución desigual de la presión y un fallo prematuro.
3. Calidad de la superficie
Lisura de la superficie interior: La pared interior debe ser lisa como un espejo (rugosidad Ra típicamente ≤ 0,4 μm) para minimizar el desgaste de los sellos, garantizar la eficacia del sellado a largo plazo y reducir la resistencia a la fricción.
4. Rendimiento de Procesamiento
Mecanización de Agujeros Profundos: La tubería debe poseer excelentes propiedades de bruñido para alcanzar los requisitos dimensionales y de acabado superficial finales durante el procesamiento posterior.
Materiales y Normas Comunes:
Los materiales comunes para tubos de puntal hidráulico sin costura incluyen 27SiMn, 30CrMoSi y 35CrMo.
27SiMn: Acero de aleación de alta resistencia. Este acero fue desarrollado específicamente para puntales hidráulicos de minería y se caracteriza por su alta resistencia, buena templabilidad y excelente tenacidad. Otras opciones de mayor resistencia incluyen 30CrMnSi y 35CrMo.
Los tubos de puntal hidráulico se fabrican añadiendo uno o más elementos de aleación al acero estructural al carbono de alta calidad para mejorar su resistencia, tenacidad y templabilidad. Tras su fabricación, este tipo de acero suele someterse a tratamientos térmicos como temple y revenido, tratamiento térmico químico y temple superficial. En comparación con el acero estructural al carbono de alta calidad, presenta mejores propiedades mecánicas integrales y se suele laminar en formas redondas, cuadradas o planas para su uso como componentes estructurales importantes en maquinaria.
Los tubos de apoyo hidráulico no son de acero inoxidable, por lo que su resistencia a la corrosión no es tan buena. Sin embargo, su resistencia al desgaste y maquinabilidad son mucho mejores que las del acero inoxidable.
Norma de ejecución:
China cuenta con una norma industrial específica, la GB/T 33160-2016 "Tubos de acero sin costura para soportes hidráulicos", que detalla los requisitos técnicos. También se suelen seguir especificaciones de tubos sin costura de alta precisión, como la DIN 2391.
Áreas de aplicación:
Los tubos de acero sin costura para soportes hidráulicos se utilizan principalmente en la fabricación de soportes, cilindros y columnas hidráulicas para minas de carbón, así como otros cilindros y columnas hidráulicas.
Otras aplicaciones incluyen sistemas hidráulicos, maquinaria de plásticos, maquinaria de moldeo por inyección, maquinaria de caucho, maquinaria de forja, maquinaria de fundición a presión, maquinaria de construcción, industria automotriz, industria naval, procesamiento de metales, industria militar, motores diésel, motores de combustión interna, maquinaria de construcción, maquinaria agrícola y forestal, maquinaria de automatización, petroquímica, industria aeroespacial, sistemas hidráulicos y neumáticos, aire acondicionado y maquinaria para la fabricación de calzado.
Proceso de fabricación:
El proceso de fabricación de tubos sin costura para soportes hidráulicos es de alta precisión: Palanquilla redonda de alta calidad → Laminación en caliente → Estirado/laminación en frío → Tratamiento térmico (temple y revenido: temple + revenido a alta temperatura) → Enderezado → Bruñido interno → Ensayos no destructivos → Inspección y almacenamiento
Ventajas y desventajas de la transmisión hidráulica:
Ventajas de la transmisión hidráulica:
En comparación con las transmisiones mecánicas y eléctricas, la transmisión hidráulica presenta las siguientes ventajas:
1. Diversos componentes de la transmisión hidráulica se pueden configurar de forma cómoda y flexible según las necesidades.
2. Ligereza, tamaño reducido, baja inercia y rápida respuesta.
3. Fácil manejo y control, que permite una regulación continua de la velocidad en un amplio rango (hasta 2000:1).
4. Protección automática contra sobrecargas.
5. Generalmente utiliza aceite mineral como fluido de trabajo, lo que permite la autolubricación de las superficies móviles y una larga vida útil.
6. Logra fácilmente el movimiento lineal.
7. Automatiza fácilmente las máquinas; al utilizar el control combinado electrohidráulico, no solo se logra un mayor grado de control automático, sino que también es posible el control remoto.
Desventajas de los sistemas hidráulicos:
1. Baja eficiencia debido a la alta resistencia al flujo del fluido y a las fugas. Un manejo inadecuado puede provocar la contaminación del área de trabajo y posibles incendios y explosiones.
2. El rendimiento se ve fácilmente afectado por los cambios de temperatura, lo que los hace inadecuados para operar a temperaturas muy altas o muy bajas.
3. Se requiere una alta precisión de fabricación para los componentes hidráulicos, lo que resulta en precios más altos.
4. Debido a las fugas y la compresibilidad del fluido, no se pueden lograr relaciones de transmisión precisas.
5. Dificultad para diagnosticar averías en la transmisión hidráulica; se requieren altas habilidades técnicas para su uso y mantenimiento.
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