Fabricación de piezas forjadas por encargo: del dibujo a la pieza acabada 

Al elegir un proveedor paraproducción de piezas forjadas por encargoEs importante comprender no sólo los precios, sino también las capacidades tecnológicas de producción, la variedad de materiales procesados y el sistema de control de calidad. En este artículo, comparto observaciones prácticas que te ayudarán a evitar errores comunes al realizar un pedido.

Por qué pedir piezas forjadas requiere un enfoque separado

Una vez pedí un lote de piezas forjadas para un intercambiador de calor; parecería que era acero al carbono normal 20, nada complicado. Pero cuando llegaron las piezas, los márgenes de mecanizado resultaron estar sobreestimados en un treinta por ciento en comparación con los calculados. Tuvimos que recalcular el coste del acabado y los plazos se retrasaron dos semanas. Desde entonces siempre he especificado no sólo las dimensiones finales de la pieza, sino también los diámetros de forjado con tolerancias. En mi experiencia, la diferencia entre “diámetro de forjado 255 ± 10 mm” y “diámetro de acabado 230 mm” no son solo números, es dinero y tiempo directo.

Forjar es algo más que calentar metal y golpearlo con un martillo. Este es un método de procesamiento de metales por presión, en el que la pieza de trabajo inicial adquiere una forma y tamaño determinados, y al mismo tiempo se forma la estructura y propiedades requeridas. El peso de las piezas forjadas puede variar desde unos pocos gramos hasta 350 toneladas o más. Y para cada peso, cada calidad de acero: su propia tecnología, su propio equipamiento, sus propios estándares.

Por eso, cuando escucho la frase “necesitamos forjas”, la primera pregunta que hago es: “¿Cuáles exactamente? ¿Qué marca? ¿Cuál es el peso? ¿Cuál es la precisión? Sin respuestas a estas preguntas, cualquierproducción de piezas forjadas por encargose convierte en una lotería. Y de ello estuve convencido en más de una entrega.

Proceso tecnológico: de la pieza en bruto a la forja

El desarrollo del proceso comienza con el dibujo de la forja. El tecnólogo observa el dibujo de la pieza terminada y determina exactamente cómo se verá la forja antes del mecanizado, con tolerancias, tolerancias y superposiciones de forja. Y aquí es importante entender: un dibujo de una forja no es un dibujo de una pieza. Este es un dibujo de una pieza en bruto a partir de la cual luego se mecanizará una pieza. Y si envías al fabricante sólo el dibujo final, sin indicar las dimensiones de forja, prepárate para las sorpresas.

GOST 7505-89 regula las tolerancias, los márgenes y los márgenes de forja para piezas forjadas de acero estampado. Para piezas forjadas de acero estructural al carbono y aleado, se aplica GOST 8479-70. Para aceros y aleaciones resistentes a la corrosión: GOST 25054-81, que se aplica a piezas forjadas con un diámetro de hasta 1000 mm. Estas no son sólo formalidades. Se trata de documentos según los cuales el fabricante está obligado a trabajar. Y si te dicen “lo haremos según tu dibujo”, pero cuando te preguntan sobre GOST dudan, entonces es un motivo para tener cuidado.

En la práctica, me encontré con situaciones en las que el cliente envió un dibujo sin indicar el grupo de piezas forjadas de acuerdo con GOST 25054-81. Pero existen los grupos I, II, III, IIIK y IV, según el propósito de la pieza, el nivel de cargas y las condiciones de operación, incluida la exposición a ambientes que causan corrosión intergranular. Sin especificar el grupo, el fabricante lo elige bajo su propia responsabilidad y riesgo, y esto conlleva un pago excesivo por un margen de seguridad excesivo o, peor aún, una confiabilidad insuficiente del producto terminado.

Materiales para forjados: que se pueden pedir.

Uno de los mayores errores que veo que cometen los clientes primerizos es limitarse únicamente al acero al carbono. Sí, el acero 20, 45, 40Х es un clásico, todo el mundo lo tiene. pero modernoproducción de piezas forjadas por encargocubre un rango mucho más amplio.

Aquí hay una lista parcial de con qué trabajan realmente los fabricantes: acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, aleaciones de titanio, aleaciones de cobre, aleaciones de níquel. Las piezas forjadas hechas de aleaciones de titanio de los grados PT-3V, 3M, 5V y 37, por ejemplo, se utilizan ampliamente en la construcción naval, la energía nuclear y la ingeniería mecánica. Las piezas forjadas hechas de acero resistente a la corrosión de los grados 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 20Х13 y muchos otros están reguladas por GOST 25054-81.

Un día necesitaba piezas forjadas de acero 09Х14Н19В2БР, un material resistente al calor para componentes de alta temperatura. Encontré un fabricante que trabaja con esto y recibí piezas en bruto de alta calidad a tiempo. Y podría haber pasado semanas buscando y aprobando si no hubiera comprobado de antemano si el proveedor tenía experiencia con dichas marcas. Por cierto, en los portales metalúrgicos aparecen regularmente anuncios sobre la venta de piezas forjadas de calidades como 9Х2МФ según GOST 8479-70, 12ХН2 e incluso aleaciones de níquel como ХН65МВ y ХН78Т.

Otro punto importante: al pedir piezas forjadas para mecanizar, el cliente debe indicar el tamaño de acabado de la pieza. Y cuanto más exactamente lo haga, menos desperdicio de material habrá y menor será el costo del acabado. Según mis cálculos, los ahorros en asignaciones pueden llegar hasta el 15-20% del coste total del pedido.

Normas y control de calidad.

Sin sistema de control de calidadproducción de piezas forjadas por encargopierde todo significado. No basta con obtener una pieza de trabajo de la forma deseada; es importante que resista las cargas de diseño, no tenga defectos internos y corresponda a la composición química.

El análisis químico del metal forjado debe realizarse de acuerdo con GOST 12344-78 y GOST 12365-66. Al fabricar piezas forjadas a partir de metal fundido por empresas manufactureras, la composición química del acero se determina mediante análisis térmico de la muestra final. Este es un procedimiento estándar, pero no todos los clientes saben que tienen derecho a solicitar protocolos para estos análisis. Y siempre recomiendo preguntar: esta es la única manera de estar seguro de que recibió la marca exacta que solicitó.

Algunos fabricantes, a petición del cliente, realizan pruebas ultrasónicas de piezas forjadas y pruebas de resistencia a la corrosión intergranular. Las piezas forjadas de aceros y aleaciones especificadas por GOST 5632-72, así como las aleaciones de los grados KhN32T, KhN78T y KhN65MV deben ser resistentes a la corrosión intergranular. Para productos críticos que operan en entornos agresivos, este es un requisito obligatorio.

Tuve un caso en el que un lote de piezas forjadas de acero inoxidable no pasó la prueba ICC: corrosión intergranular. El fabricante aseguró que todo estaba bien, pero nosotros insistimos en realizar una prueba de laboratorio independiente. E hicieron lo correcto: el defecto se identificó antes de que se ensamblaran las piezas. El reemplazo habría costado muchas veces más si hubiéramos notado el problema ya en el equipo terminado.

En cuanto al marco regulatorio, vale la pena mencionar OST 26-01-135-81, que establece el peso máximo de las piezas forjadas para varios grados de acero: desde 3 toneladas para 09G2S hasta 85 toneladas para 22Kh3M y 25Kh2MFA. Esto es importante si solicita piezas forjadas grandes para recipientes a presión o equipos de columna. No todos los fabricantes pueden trabajar con tales masas.

¿Dónde se utilizan las forjas personalizadas?

La gama de aplicaciones de las piezas forjadas es tan amplia que es simplemente imposible enumerar todas las industrias. Pero si hablamos de los pedidos más frecuentes con los que me encuentro son petroquímica, energía e ingeniería en general.

Los equipos petroquímicos requieren piezas forjadas de aceros resistentes a la corrosión y al calor. Recipientes a presión, columnas, intercambiadores de calor, accesorios para tuberías: todos estos productos contienen elementos forjados. Y aquí es importante no solo la calidad del metal, sino también la disponibilidad de la documentación que lo acompaña: certificados, informes de pruebas, informes de laboratorios independientes.

En el sector energético, especialmente el nuclear, los requisitos son aún más estrictos. Las piezas forjadas para la ingeniería nuclear deben someterse a controles adicionales y los fabricantes deben tener las licencias adecuadas. La masa de tales piezas forjadas puede alcanzar decenas de toneladas. En empresas como Motovilikha Plants, las prensas de forja con fuerza de 10, 20 y 30 MN permiten producir hasta 4 mil toneladas de piezas forjadas por mes. Pero estos son, por supuesto, gigantes. Para la mayoría de los pedidos, son suficientes capacidades más pequeñas.

En ingeniería mecánica, las piezas forjadas se utilizan para ejes, engranajes, bridas, discos, anillos y carcasas. Una forja de acero estructural es una pieza o pieza obtenida por forjado de acero estructural, que tiene mayor resistencia y una estructura densa debido a la deformación plástica del metal. Es esta estructura compactada la que hace que las piezas forjadas sean preferibles para componentes críticos en comparación con piezas fundidas o laminadas.

Por cierto, regularmente aparecen en el mercado pedidos de piezas forjadas de marcas específicas. Por ejemplo, un anuncio sobre el pedido de piezas forjadas Case (12Х1МФ) por 10 piezas o una licitación para piezas forjadas 08Х18Н10Т según OST 108.109.01-92. Esto significa que la demanda deproducción de piezas forjadas por encargoes estable y siempre habrá demanda de fabricantes que puedan ofrecer condiciones y precios competitivos.

Cómo elegir un proveedor para encargar piezas forjadas.

Seleccionar un proveedor paraproducción de piezas forjadas por encargoSiempre hay un compromiso entre precio, plazos y calidad. Y mi experiencia me dice que no se puede escatimar en calidad en esta materia. Más barato puede significar no sólo un metal de calidad inferior, sino también una geometría no coincidente, sobredimensiones excesivas, falta de documentación y, en última instancia, esto acaba siendo más caro.

Lo primero que consulto con un proveedor potencial es su experiencia con mi calidad de acero. No todos los fabricantes funcionan igual de bien con, por ejemplo, aleaciones de níquel o titanio. Si no hay proyectos similares en su cartera, este es un motivo para pensar en ello. El segundo es la disponibilidad de certificados y un sistema de gestión de calidad. En tercer lugar, disposición para proporcionar informes de prueba y otra documentación de respaldo.

También es importante comprender qué tipos de control puede realizar el fabricante internamente y qué tipos requiere de laboratorios externos. Pruebas ultrasónicas, pruebas de penetrantes, pruebas mecánicas, análisis químicos: todo esto debe realizarse internamente o en un grupo de contratistas confiables. Y, por supuesto, los plazos. Plazos realistas, no promesas de “lo haremos en una semana” para piezas forjadas que pesan varias toneladas.

EmpresaEquipos petroquímicos y de energía eléctrica Co., Ltd de Wuxi Kaisheng(Wuxi Kaisheng Electricity Petrochemical Equipment Co., Ltd.) no solo produce equipos completos (recipientes a presión, unidades de caldera) sino que también produce nuevos componentes para diversos tipos de equipos. La empresa tiene capacidades de producción para trabajar con diversos materiales: acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, aleaciones de titanio, aleaciones de cobre, aleaciones de níquel. Este es exactamente el caso cuando un fabricante puede cerrar todo el ciclo, desde el desarrollo del dibujo de forja hasta el mecanizado final y la entrega del componente terminado.

Puede encontrar más información sobre el equipo y ejemplos de trabajo en el sitio web de la empresa:https://www.ks-heatexchanger.com.

Como resultado, formularía los puntos clave al pedir piezas forjadas de la siguiente manera: indicar claramente el grado del acero y las dimensiones del acabado, verificar si el fabricante tiene experiencia con su material, exigir documentación de control de calidad y no perseguir el precio más bajo.Fabricación de piezas forjadas por encargo.Es un proceso donde la confiabilidad del proveedor es más importante que ahorrar un pequeño porcentaje.

Mire fotografías de equipos y ejemplos de piezas forjadas terminadas en el sitio web del fabricante; esto le ayudará a comprender mejor con quién está tratando. Si tienes alguna duda sobre la elección del material o tecnología, deja un comentario, intentaré responderte en base a mi experiencia.

Fuentes:
Gran enciclopedia rusa: forja
GOST 8479-70 Forjas de acero estructural al carbono y aleado
GOST 25054-81 Piezas forjadas de aceros y aleaciones resistentes a la corrosión.
Descripción general del mercado de piezas forjadas de acero en Rusia, 2024.