Doblado por inducción de tubos y tuberías

Tubo curvado por inducción

¿Qué es el plegado por inducción?

Plegado por inducción es una técnica de curvado de tuberías eficaz y controlada con precisión. Durante el proceso de curvado por inducción se aplica un calentamiento local mediante energía eléctrica inducida de alta frecuencia. Las tuberías, los tubos e incluso las formas estructurales (canales, secciones en W y H) pueden curvarse eficazmente en una máquina de curvado por inducción. El curvado por inducción también se conoce como curvado en caliente, curvado incremental o curvado de alta frecuencia. Para tubos de mayor diámetro, cuando los métodos de curvado en frío son limitados, Plegado por inducción es la opción más preferible. Alrededor del tubo que se va a doblar se coloca una bobina de inducción que calienta la circunferencia del tubo entre 850 y 1100 grados Celsius.

En la foto se muestra una máquina de curvar tubos por inducción. Tras colocar el tubo y sujetar firmemente sus extremos, se aplica corriente a un inductor de tipo solenoide que calienta circunferencialmente el tubo en la zona donde se va a doblar. Cuando se alcanza una distribución de temperatura que proporciona suficiente ductilidad al metal en la zona de curvado, el tubo se empuja a través de la bobina a una velocidad determinada. El extremo delantero del tubo, que está sujeto al brazo de flexión, se somete a un momento de flexión. El brazo de flexión puede pivotar hasta 180°.
En el curvado por inducción de tubos de acero al carbono, la longitud de la banda calentada suele ser de 25 a 50 mm (1 a 2 pulg.), con una temperatura de curvado necesaria en el intervalo de 800 a 1080°C (1470 a 1975°F). A medida que la tubería pasa a través del inductor, se dobla dentro de la región caliente y dúctil en una cantidad dictada por el radio del pivote del brazo doblador, mientras que cada extremo de la región calentada se apoya en una sección fría y no dúctil de la tubería. Dependiendo de la aplicación,
La velocidad de curvado puede oscilar entre 13 y 150 mm/min. En algunas aplicaciones en las que se requieren radios mayores, se utiliza un conjunto de rodillos para proporcionar la fuerza de curvado necesaria en lugar de un pivote de brazo de curvado.Tras la operación de curvado, el tubo se enfría a temperatura ambiente mediante un pulverizador de agua, aire forzado o enfriamiento natural en el aire. A continuación, puede realizarse un alivio de tensiones o un revenido para obtener las propiedades requeridas tras el curvado.

Adelgazamiento de la pared: El calentamiento por inducción proporciona un rápido calentamiento circunferencial de zonas seleccionadas del tubo, consumiendo una cantidad mínima de energía en comparación con otros procesos de curvado en caliente en los que se calienta todo el tubo. El curvado de tubos por inducción también ofrece otras ventajas importantes. Entre ellas se incluyen una distorsión de la forma (ovalidad) y un adelgazamiento de la pared altamente predecibles. La minimización y la previsibilidad del adelgazamiento de la pared son especialmente críticas en la producción de tubos para aplicaciones que deben cumplir requisitos de alta presión, como la energía nuclear y los oleoductos y gasoductos. Por ejemplo, la clasificación de los oleoductos y gasoductos se basa en el grosor de la pared. Durante el curvado, el lado exterior de la curva está en tensión y tiene una sección transversal reducida, mientras que el lado interior está en compresión. Cuando se utiliza el calentamiento convencional para el curvado, la sección transversal de la parte exterior de la zona de curvatura suele reducirse en 20% o más, lo que se traduce en una reducción correspondiente de la presión nominal total de la tubería.
Con calentamiento por inducción, la reducción de la sección transversal se reduce a 11% típicamente debido a un calentamiento muy uniforme, un programa de curvado optimizado mediante una máquina curvadora informatizada y una zona plastificada (dúctil) estrecha. Por consiguiente, el calentamiento por inducción no sólo reduce los costes de producción y aumenta la calidad del curvado, sino que también reduce el coste total de la tubería.
Otras ventajas importantes del curvado por inducción: no requiere mucha mano de obra, afecta poco al acabado superficial y permite hacer radios pequeños, lo que posibilita el curvado de tubos de pared delgada y la producción de curvas multirradio/múltiples curvas en un tubo.

Ventajas del curvado por inducción:

Grandes radios para un flujo suave del fluido.
Eficiencia de costes, el material recto es menos costoso que los componentes estándar (por ejemplo, los codos) y las curvas pueden producirse más rápido de lo que pueden soldarse los componentes estándar.
Los codos pueden sustituirse por curvas de mayor radio cuando proceda, con la consiguiente reducción de la fricción, el desgaste y la energía de bombeo.
El curvado por inducción reduce el número de soldaduras de un sistema. Elimina las soldaduras en los puntos críticos (las tangentes) y mejora la capacidad de absorción de presiones y tensiones.
Los codos de inducción son más resistentes que los codos con espesor de pared uniforme.
Menos pruebas no destructivas de las soldaduras, como el examen con rayos X, ahorrarán costes.
Las existencias de codos y curvas estándar pueden reducirse considerablemente.
Acceso más rápido a los materiales de base. Los tubos rectos son más fáciles de conseguir que los codos o los componentes estándar, y los codos casi siempre se pueden fabricar más barato y más rápido.
Se necesita una cantidad limitada de herramientas (no se utilizan espigas ni mandriles como en el curvado en frío).
Plegado por inducción es un proceso limpio. No se necesita lubricación para el proceso y el agua necesaria para la refrigeración se recicla.

VENTAJAS DEL CURVADO POR INDUCCIÓN

Radio de curvatura infinitamente variable, que ofrece una flexibilidad de diseño óptima.
Calidad superior en términos de ovalidad, adelgazamiento de la pared y acabado superficial.
Evita la necesidad de componentes con codo, lo que permite utilizar materiales rectos más baratos y fáciles de conseguir.
Un producto final más resistente que los codos con un espesor de pared uniforme.
La capacidad de curvatura de gran radio reduce la fricción y el desgaste.
La calidad superficial del material curvado no es relevante en términos de idoneidad para su uso.
Tiempos de producción más rápidos que la soldadura de componentes separados.
Se prohíbe cortar, redondear, taladrar, ajustar o tratar térmicamente/soldar los racores forjados.
Los tubos y otras secciones pueden curvarse hasta radios más pequeños que con las técnicas de curvado en frío.
La superficie del material no se ve afectada/manchada por el proceso.
Posibilidad de múltiples curvas en una sola longitud de tubo.
Reducción de los requisitos de soldadura con codos compuestos, lo que mejora la integridad de las tuberías acabadas.
Se evitan las soldaduras en puntos críticos.
Menor necesidad de pruebas no destructivas, lo que reduce aún más los costes.
Más rápido y más eficiente energéticamente que los métodos tradicionales de curvado de losas al fuego/caliente.
El proceso elimina la necesidad de relleno de arena, mandriles o formadores.
Un proceso limpio y sin lubricantes.
Los cambios en las especificaciones de curvado son posibles hasta el último minuto antes de la producción.
Reducción de la necesidad de inspección formal in situ de la integridad de las uniones soldadas.
Tiempos de reparación y mantenimiento más cortos, gracias a la relativa facilidad para fabricar tubos de recambio curvados por inducción.