El calentamiento por inducción no solo aplica para la soldadura de tuberías.

La inducción no se limita a las aplicaciones de soldadura de tuberías. ¿Cuánto sabe sobre la tecnología de calentamiento por inducción y sus múltiples beneficios?

Inducción en aplicaciones de soldadura en placa plana

El calentamiento por inducción ofrece numerosos beneficios en aplicaciones de soldadura que requieren precalentamiento y alivio de tensión de las piezas. La inducción es bien conocida y se usa comúnmente para el tratamiento térmico en la fabricación y soldadura de tuberías.

Muchos contratistas y empresas no se dan cuenta de que el calentamiento por inducción puede brindar beneficios para muchos otros tipos de aplicaciones, incluida la soldadura de placas planas y otras piezas de diferente geometría.

Aquí le brindamos más información sobre la versatilidad, flexibilidad y eficiencia que nos brinda el sistema de calentamiento por inducción, en otras aplicaciones distintas a las tuberías.

Flexibilidad para placa plana

La necesidad de soldar placas o componentes planos es común en muchas industrias, incluida la reparación de equipos en minería, soldadura de vigas en acero estructural, puentes, astilleros y barcazas.

En aplicaciones de placas planas que requieren precalentamiento o alivio de tensiones posterior a la soldadura, es común el uso de un soplete, o calentamiento de flama abierta, para llevar la pieza a una temperatura requerida. El método de flama abierta puede presentar inconsistencia en el calentamiento, especialmente en piezas de trabajo grandes o muy gruesas, y también dificultades en lugares de trabajo al aire libre por condiciones climáticas difíciles, como viento o lluvia.

Por el contrario, la inducción es una opción que ofrece consistencia y uniformidad de calentamiento en muchas condiciones, además es muy versátil permitiéndonos calentar piezas de diversas formas y tamaños en corto tiempo, alcanzando la temperatura requerida  en piezas de gran espesor y dimensión pese a que la zona a calentar no sea de fácil acceso, esto gracias a la facilidad de configurar las bobinas que son extra flexibles . También ofrece facilidad de uso sin importar las condiciones climáticas (el viento y la lluvia no interferirán con la inducción de la misma manera que lo hacen con la flama), así como beneficios de seguridad en comparación con el calentamiento por llama.

Además, los sistemas de calentamiento por inducción disponibles en la actualidad ofrecen opciones para adaptarse a diferentes geometrías de piezas. Se pueden armar diferentes configuraciones adaptando las bobinas a la geometría de la pieza a calentar, no es necesario envolverlas alrededor de la pieza. El sistema de calentamiento por inducción Miller® ProHeat™ 35 se puede usar con varios accesorios, incluidos cables enfriados por líquido, cables enfriados por aire y mantas enfriadas por aire.

Opciones de bobina de inducción

En el diseño de bobinas de inducción, una bobina de solenoide o helicoidal es la que generalmente se envuelve alrededor de la pieza, mientras que una bobina plana, que tiene una forma similar a la de un elemento calefactor de una estufa, puede colocarse sobre la pieza y acondicionarse para cubrir toda el área que se necesita calentar , muy útil cuando se trabaja sobre superficies planas.

Las bobinas de inducción se pueden moldear para adaptarse a áreas pequeñas y confinadas, y también se pueden extender sobre una gran área para calentar una pieza de trabajo grande. Por ejemplo, se puede usar una bobina larga para calentar una viga de acero de 12 metros (40 pies). Además, podemos usar sujetadores magnéticos para posicionar las mantas aislantes sobre las cuales se armarán las bobinas planas, esto resulta muy útil cuando se requiere calentar piezas en posición vertical.

La versatilidad en la configuración de bobinas de los equipos de inducción junto a la eficiencia que desarrollan, nos permite por ejemplo calentar una plancha desde el lado opuesto a la reparación con soldadura que se desea realizar. Esto permite que el calentamiento por inducción y la soldadura ocurran al mismo tiempo, permitiendo ahorrar tiempo en la configuración y en el paso a la siguiente pieza. También proporciona beneficios para la comodidad del operador.

Beneficios del calentamiento por inducción

Entonces, ¿cómo funciona la inducción? Los sistemas de calentamiento por inducción calientan rápidamente los metales conductores al inducir corrientes Eddy en la pieza. La inducción no depende de un elemento calefactor o llama que transfiera el calor por conducción. Lo que ocurre es que se usa una corriente alterna generada por una fuente de poder que pasa por la bobina creando un campo magnético alterno. A medida que el campo magnético atraviesa la pieza de trabajo, crea corrientes de Eddy (Foucault) dentro de la pieza. También actúa otro fenómeno llamado Hysteresis, que es la resistencia característica de cada material al cambio de dirección del campo magnético, esto también provoca incremento de temperatura en el material, aunque en menor proporción que las corrientes Eddy.

Conoce más sobre los principales beneficios de la inducción:

• La inducción es muy eficiente: debido a que la pieza se convierte en su propio elemento calefactor (calentamiento desde adentro), la inducción pierde poco calor en el proceso y es muy eficiente en comparación con otros métodos.
• La inducción ofrece un rápido gradiente de temperatura: La inducción rápidamente lleva una pieza a la temperatura y la mantiene allí. Las aplicaciones que normalmente requieren horas para calentarse se pueden completar en minutos con el calentamiento por inducción.
• La inducción brinda una gran flexibilidad: el sistema de calentamiento por inducción ProHeat 35 ofrece diferentes opciones; contamos con bobinas refrigeradas por líquido, refrigeradas por aire e inclusive una bobina encapsulada que permite calentase piezas en movimiento. Debido a que los sistemas de inducción utilizan varios componentes para inducir calor, esto los convierte en una opción flexible y versátil que se puede adaptar al tamaño y la geometría de la pieza.
• La inducción es una alternativa más segura: la inducción no usa llama abierta ni requiere gas inflamable, y los operadores pueden trabajar con mayor seguridad alrededor. Además de poder programar las temperaturas que se necesita, siendo el equipo quien gobierne la potencia que requiere para alcanzar el objetivo definido.
• La inducción ofrece consistencia y trazabilidad: el sistema de calentamiento por inducción ProHeat ofrece capacidades de registro digital que permiten rastrear y documentar fácilmente los niveles de temperatura. Esto es importante en muchas aplicaciones de soldadura donde es crítico para el control de calidad garantizar que se cumplan los requisitos del código o las especificaciones del cliente con respecto al tratamiento térmico. La capacidad de registrar digitalmente esta información proporciona una mayor facilidad de uso, eficiencia y precisión en comparación con el registro manual de estos datos.

Opciones de calentamiento por inducción para diferentes lugares de trabajo.

El calentamiento por inducción no solo se limita a las aplicaciones en taller. Los sistemas de calentamiento ArcReach® son las soluciones más recientes de Miller que permiten realizar precalentamiento en campo.

Diseñados para el precalentamiento de soldaduras en el lugar de trabajo en aplicaciones de construcción y tuberías, los sistemas de calefacción ArcReach brindan un precalentamiento de juntas soldadas que es fácil de usar y significativamente más rápido, más seguro y menos costoso que los métodos de flama abierta o de resistencia. Con los sistemas de calefacción ArcReach, los contratistas en aplicaciones de refinería, petróleo y gas, petroquímica, plantas de energía, astilleros y construcción estructural pueden incorporar el precalentamiento de juntas de soldadura en el campo, mejorando la productividad y la rentabilidad en el lugar de trabajo.

Los sistemas de calefacción ArcReach funcionan con las fuentes de energía de soldadura existentes, lo que mejora aún más la comodidad y reduce los costos. Esta tecnología puede ahorrar varias horas y cientos de dólares por junta de soldadura. Los contratistas que utilizan los sistemas de calefacción ArcReach pueden ver un retorno de su inversión en la undécima junta que precalientan.

La inducción no es solo para soldar tuberías

En una amplia gama de aplicaciones de soldadura, el calentamiento por inducción brinda beneficios significativos, incluido un calentamiento constante, un gradiente de temperatura más rápido y una mayor seguridad. Como resultado, los proyectos se pueden completar más rápido con menos impacto en la calidad o la seguridad del operador.

Piense más allá de las tuberías y considere los beneficios y la flexibilidad que la inducción puede proporcionar en aplicaciones con placas planas y otras geometrías de piezas.

Consejos para maximizar la productividad y la eficiencia con el calentamiento por inducción

El calentamiento por inducción es una opción flexible y eficiente para el precalentamiento en muchas aplicaciones de soldadura. Cuando se utiliza la inducción para el tratamiento térmico, recomendamos mejores prácticas que pueden ayudar a garantizar el éxito.

• Diseño y montaje de la bobina

Tómese el tiempo para montar correctamente la bobina en la pieza. El diseño o montaje inadecuado de la bobina puede resultar en falta de potencia para los requisitos de calefacción. Para obtener los mejores resultados, las vueltas de la bobina deben estar todas en la misma dirección, ya sea en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj, por ejemplo. Evite los giros de la bobina en un ángulo de 180 grados o en configuraciones en zig-zag. Cualquier parte no utilizada del serpentín, como los extremos, se debe torcer o unir para reducir la cantidad de pérdidas de calor en la parte no utilizada de la bobina.

• Ubicación de la termocupla

Con llama abierta, las temperaturas se monitorean manualmente usando crayones de temperatura. Por el contrario, los sistemas de calentamiento por inducción monitorean las temperaturas utilizando la retroalimentación de los termopares montados en la pieza. La retroalimentación del termopar controla la potencia de la máquina para ayudar a prevenir el sobrecalentamiento, lo que hace que la ubicación del termopar sea fundamental para lograr los niveles de temperatura deseados. Por lo general, funciona mejor colocar el termopar hacia el centro de una configuración de bobina, que tiende a ser el lugar más cálido, y colocar las termocuplas debajo de la manta. Esto evita el sobrecalentamiento y posibles daños en la bobina. Tenga en cuenta que las bobinas que pasan por una esquina o un borde pueden calentar esas áreas a una temperatura mucho más alta.

• Ajustes de temperatura adecuados

Es importante tener en cuenta que algunas aplicaciones pueden requerir superar la temperatura de referencia deseada para lograr la temperatura adecuada en la raíz de la soldadura. Esto permite algunas pérdidas a medida que el sistema calienta el espesor de la pieza. Por ejemplo, si una aplicación requiere precalentamiento a 120° Celsius (250 grados Fahrenheit), puede ser beneficioso configurar la temperatura de la superficie hasta 150°C o 160°C , especialmente en materiales más gruesos o cuando la inducción solo se usa en un lado de la pieza de trabajo, de esta manera se puede garantizar que se alcanza la temperatura mínima de precalentamiento en toda la pieza. Con muchos tipos de acero, existe un rango de temperatura mínima a máxima, por lo que exceder el nivel máximo de temperatura entre pasadas no suele ser un problema.

Artículo traducido del inglés por ITW Welding,

Documento Fuente: https://www.millerwelds.com/resources/article-library/think-induction-heating-is-only-for-pipe-welding-think-again