{"id":22939,"date":"2025-07-17T08:00:21","date_gmt":"2025-07-17T13:00:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.elliott-tool.com\/?p=22939"},"modified":"2025-07-17T08:07:12","modified_gmt":"2025-07-17T13:07:12","slug":"expansion-paralela-vs-expansion-conica-de-rodillos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.elliott-tool.com\/es\/expansion-paralela-vs-expansion-conica-de-rodillos\/","title":{"rendered":"Expansi\u00f3n paralela vs. expansi\u00f3n c\u00f3nica de rodillos"},"content":{"rendered":"

Expansi\u00f3n paralela vs. expansi\u00f3n c\u00f3nica de rodillos<\/p><\/h1><\/div>

Impacto en el riesgo de corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n<\/p><\/h2><\/div>

El agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n es un modo de falla com\u00fan de los tubos en entornos corrosivos, lo que puede generar tiempos de inactividad y costos significativos. Si bien hay muchos factores diferentes que pueden influir en la aparici\u00f3n de corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n, est\u00e1 relacionada en gran medida con la cantidad de tensi\u00f3n a la que se encuentra sometido el material del tubo durante la fabricaci\u00f3n y el funcionamiento. Optimizar el proceso de fabricaci\u00f3n para minimizar la tensi\u00f3n residual puede ayudar a reducir la probabilidad de que se produzcan grietas por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n.<\/h4><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

Corrosi\u00f3n por tensi\u00f3n y expansi\u00f3n de tubos<\/h3><\/div>

En cuanto a la fabricaci\u00f3n, hay varias operaciones que generan tensi\u00f3n en el material del tubo, siendo una fuente principal la expansi\u00f3n del tubo.<\/p>\n

Dos tipos comunes de expansi\u00f3n mec\u00e1nica son los expansores de rodillos paralelos y c\u00f3nicos. El rodillo paralelo, tambi\u00e9n conocido como pasador paralelo, est\u00e1 dise\u00f1ado para que el rodillo y el expansor est\u00e9n alineados con un \u00e1ngulo de alimentaci\u00f3n de cero grados. Esta orientaci\u00f3n requiere una fuerza externa que act\u00fae sobre el mandril para impulsarlo hacia adelante, lo que generalmente se hace mediante un sistema hidr\u00e1ulico o el\u00e9ctrico. Como alternativa, los expansores de rodillos c\u00f3nicos utilizan un \u00e1ngulo de alimentaci\u00f3n en la orientaci\u00f3n del rodillo, lo que permite que el mandril se mueva hacia adelante a medida que gira la herramienta.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>

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Figura 1. Expansores de Rodillos Paralelos vs C\u00f3nicos<\/i><\/h5>\n<\/div>
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El experimento: Comparaci\u00f3n de pasadores c\u00f3nicos y paralelos<\/h3><\/div>

Para entender qu\u00e9 papel podr\u00eda tener la expansi\u00f3n del tubo en el agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n, Elliott realiz\u00f3 un estudio para observar la cantidad de tensi\u00f3n que estos dos m\u00e9todos de expansi\u00f3n podr\u00edan producir observando la presencia de bandas de corte. Las bandas de corte son una caracter\u00edstica de la microestructura que se desarrolla en los granos del material como resultado de la deformaci\u00f3n pl\u00e1stica y aparecen como l\u00edneas dentro de los l\u00edmites de los granos.<\/p>\n

El material seleccionado para la prueba fue acero inoxidable SA213 316, tuber\u00eda de pared m\u00ednima de \u00be\u201d x 14BWG expandida en l\u00e1minas de tubos de acero inoxidable 316 de 2\u201d de espesor. Las placas de tubos para este experimento ten\u00edan 19 orificios cada una y fueron fabricadas por Elliott Tool Technologies para cumplir con los est\u00e1ndares TEMA de paso triangular y ranuras para orificios de placas de tubos, como se ve en la Figura 6.<\/p>\n

Todos los tubos se expandieron en una sola operaci\u00f3n utilizando el sistema de laminaci\u00f3n asistido Ultra Hawk de Elliott a 600 RPM. Las herramientas probadas utilizaron componentes comunes, siendo la orientaci\u00f3n del rodillo la \u00fanica diferencia funcional.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>

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Figura 2. Dise\u00f1o de Placa Tubular<\/i><\/h5>\n<\/div><\/div><\/div>
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Mayor evidencia de bandas de corte en pasadores c\u00f3nicos con mayor reducci\u00f3n de pared<\/h3><\/div>

Una vez expandidos los tubos, las placas de los tubos se seccionaron mediante una electroerosi\u00f3n por hilo y se enviaron para su revisi\u00f3n. Las muestras metalogr\u00e1ficas revelaron que con una reducci\u00f3n de pared del 3 % y del 4 % la diferencia en las bandas de corte identificables es aproximadamente la misma entre los pasadores c\u00f3nicos y los paralelos. Sin embargo, las diferencias se hacen m\u00e1s marcadas con una reducci\u00f3n de pared del 6 %. La expansi\u00f3n del pasador c\u00f3nico gener\u00f3 bandas de corte m\u00e1s profundas y, como resultado, mayor tensi\u00f3n residual, con una mayor reducci\u00f3n de pared en comparaci\u00f3n con el pasador paralelo.<\/p>\n

Las figuras 8 y 9 muestran microestructuras grabadas con un aumento de 200x. Ambas muestras indican alg\u00fan nivel de bandas de corte, pero la imagen del pasador c\u00f3nico muestra una mayor cantidad de bandas de corte en la superficie interior del tubo. Elliott atribuye esto a que el expansor de rodillo c\u00f3nico genera resistencia a lo largo del tubo a lo largo de la superficie durante la expansi\u00f3n.<\/p>\n

Con base en los resultados metalogr\u00e1ficos a continuaci\u00f3n, se sugiere que la diferencia de bandas de corte en la superficie provocar\u00e1 un aumento en el potencial de agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>

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Figura 3. Expansi\u00f3n con Pasador Paralelo con una Reducci\u00f3n del 6\u202f% del Espesor de Pared<\/i><\/h5>\n<\/div><\/div><\/div>
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Figura 4. Expansi\u00f3n con Pasador C\u00f3nico con una Reducci\u00f3n del 6\u202f% del Espesor de Pared<\/i><\/p>\n<\/h6>\n<\/div><\/div><\/div>

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Conclusiones e implicaciones para la industria<\/h3><\/div>

La falla prematura de los tubos es una de las principales causas de tiempo de inactividad en el campo. Reducir cualquier posibilidad de falla de los tubos puede ayudar a reducir el tiempo de inactividad y los costos. Dado que las fallas por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n pueden afectar a muchos tubos simult\u00e1neamente, encontrar m\u00e9todos para reducir la probabilidad de agrietamiento reducir\u00eda en gran medida el costo de las reparaciones de emergencia o los esfuerzos de reemplazo de tubos.<\/p>\n

Seg\u00fan la investigaci\u00f3n de Elliott, es m\u00e1s probable que se produzca agrietamiento por corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n en porcentajes de reducci\u00f3n de pared m\u00e1s altos (\u2265 6 %), y la expansi\u00f3n del rodillo c\u00f3nico produce bandas de corte m\u00e1s pronunciadas. Como resultado, la expansi\u00f3n de pasadores paralelos podr\u00eda reducir la probabilidad de que ocurra este tipo de falla al limitar la tensi\u00f3n residual impartida a la superficie durante la expansi\u00f3n.<\/p>\n

Lea m\u00e1s sobre las implicaciones de la corrosi\u00f3n bajo tensi\u00f3n en nuestra serie de publicaciones anteriores.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Stress corrosion cracking is a common tube failure mode in corrosive environments, which can lead to significant downtime and cost. While there are many different factors that can influence the occurrence of stress corrosion, it\u2019s largely related to the amount of stress the tube material is under during fabrication and operation. 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