Los tubos calefactores de acero inoxidable 316 a menudo se someten a un conformado en frío para adaptarse a diversos diseños de instalación en equipos de calefacción industrial. En el proceso de doblado, los parámetros de proceso irrazonables inducirán pequeñas micro-fisuras en las superficies de arco interior y exterior de la pared de la tubería. Estos micro-defectos son difíciles de detectar mediante inspección visual convencional, sin embargo, sirven como sitios de iniciación preferenciales para la corrosión por picaduras y grietas en ambientes corrosivos húmedos, ácidos y ricos en cloruro-. Una vez que los medios corrosivos penetran en las micro-fisuras, la película pasiva dentro de las grietas no puede completar la autorreparación, lo que lleva a una corrosión electroquímica localizada que se expande gradualmente hasta formar fallas de fuga penetrantes. Muchos fabricantes solo se centran en la precisión dimensional después del doblado e ignoran el control de los microdefectos superficiales-, lo que resulta en una fuerte disminución en la-vida útil anticorrosión de los tubos calefactores doblados. Por lo tanto, la optimización sistemática del proceso de formación de flexión es esencial para eliminar los defectos de micro-fisuras y conservar la resistencia a la corrosión original de los tubos calefactores de acero inoxidable 316.
Las micro-fisuras generadas durante el doblado se deben principalmente a tres configuraciones inapropiadas del proceso: deformación excesiva por doblado, superficies de contacto del molde no lisas y fuerza de sujeción irrazonable en blanco. Cuando el radio de curvatura es demasiado pequeño, el arco exterior del tubo de acero inoxidable soporta una tensión de tracción excesiva, que excede el límite plástico del material y desencadena microfisuras transgranulares. Mientras tanto, los moldes rugosos con rayones o rebabas de soldadura apretarán y rayarán la superficie del tubo durante el moldeo, incrustando pequeñas micro-fisuras lineales en la pared exterior. Además, una fuerza de sujeción insuficiente de la pieza en bruto provoca un deslizamiento local de la pieza en bruto del tubo durante la flexión, lo que da como resultado una distribución desigual de la tensión y una tensión concentrada en posiciones parciales, lo que acelera aún más la generación de micro-fisuras ocultas. Estos defectos microscópicos están completamente cubiertos por la película pasiva nativa después de su formación, pero evolucionarán rápidamente hacia canales de corrosión una vez expuestos a condiciones de trabajo corrosivas.
Este estudio propone un esquema de optimización multi-dimensional para el proceso de conformado por flexión desde la configuración de parámetros de flexión, el tratamiento de la superficie del molde y la tecnología de conformado auxiliar. En primer lugar, se estandariza el radio de curvatura mínimo seguro. Para los tubos calefactores de acero inoxidable 316 sin costura convencionales, el radio de curvatura no debe ser inferior a tres veces el diámetro exterior del tubo, lo que dispersa eficazmente la tensión de tracción en la superficie exterior del arco y evita las microfisuras de tracción causadas por una deformación excesiva. En segundo lugar, todos los moldes de doblado se pulen y pasivan para eliminar rebabas y rayones de la superficie, y se recubre uniformemente un lubricante resistente a altas temperaturas en la superficie de contacto entre el molde y el cuerpo del tubo para reducir el daño por extrusión por fricción durante el conformado. En tercer lugar, se adopta una fuerza de sujeción constante en bruto para garantizar una transmisión uniforme de la tensión en la sección de flexión y evitar la concentración de tensión local y la deformación por deslizamiento.
Para eliminar aún más los micro-defectos residuales de la superficie después del doblado, se agregan procedimientos de pasivación de activación y acabado de la superficie posterior al doblado. El micropulido elimina pequeños rayones de extrusión y micro-fisuras latentes en el área de flexión, seguido de activación de decapado y tratamiento de re-pasivación para reconstruir una película pasiva continua y densa rica en cromo-en la superficie doblada. Este proceso sella los micro-defectos que pueden no eliminarse por completo mediante el conformado mecánico y restaura la barrera anticorrosión completa de la superficie del tubo.
Los resultados de la prueba de niebla salina acelerada muestran que los tubos calefactores procesados mediante el proceso de doblado optimizado no presentan picaduras de corrosión en el área de doblado después de 1100 horas de prueba de corrosión cíclica. Por el contrario, los productos doblados con radios pequeños y los moldes sin pulir sufren corrosión por picadura local evidente en las posiciones de doblado después de sólo 550 horas. Los datos de aplicaciones de campo indican que la optimización del proceso reduce la tasa de falla por corrosión de los tubos de calentamiento doblados en un 72 %. En resumen, el control estandarizado de los parámetros de flexión, el tratamiento de moldes de alta-precisión y la pasivación posterior-a la flexión pueden evitar eficazmente defectos de micro-fisuras en los tubos calefactores de acero inoxidable 316, eliminar los puntos ocultos de iniciación de la corrosión y garantizar el rendimiento anticorrosión-estable a largo plazo-y estable de los equipos de calefacción doblados en diversos entornos industriales hostiles.
