Mejoras en tiempo y seguridad en el Precalentamiento de Soldadura en Palas Eléctricas: Eficiencia y Seguridad con Pro Heat 35
En el contexto de la soldadura de componentes críticos en palas eléctricas BUCYRUS, el componente Swing Rack requiere un método de precalentamiento que no solo optimice el tiempo, sino que también garantice la seguridad del proceso. Para este propósito, se ha implementado un sistema de calentamiento por inducción Pro Heat 35 de Miller, que permite alcanzar la temperatura de precalentamiento de 400 °F (204 °C) según las especificaciones del fabricante.
Requisitos de Temperatura
Para asegurar la integridad del proceso de soldadura, se establecieron las siguientes temperaturas:
- Temperatura de precalentamiento: 400°F (204°C).
- Temperatura máxima entre pases: 600°F (315°C).
Equipamiento Utilizado
El sistema de calentamiento está compuesto por:
- Dos equipos Pro Heat 35 con una salida activa cada uno, refrigerados por líquido.
- Dos bobinas de 48 metros de longitud.
- Mantas aislantes para optimizar el rendimiento térmico.
Técnica de Instalación de Bobinas de Inducción
La eficacia del proceso se asegura mediante la correcta disposición de las bobinas:
- Equipo Pro Heat #1: Se utilizó una bobina dispuesta en circunferencia concéntrica al Swing Ring, con tres espirales en la parte superior del Rack Frame.
- Equipo Pro Heat #2: La bobina se organizó en pequeños círculos de dos espiras, ubicados estratégicamente dentro de la estructura del Swing Rack.
Estas configuraciones permiten un calentamiento uniforme y controlado, asegurando que todo el componente se cubra con mantas aislantes para minimizar las pérdidas de temperatura.
Tiempos de Precaución
El tiempo requerido para alcanzar los 400°F fue de 8 horas y 20 minutos, un indicador claro de la eficiencia del sistema (como se muestra en el Gráfico 1). Al mantener la temperatura en 450°F (232°C) durante 8 horas tras la soldadura, se cumple con los requisitos de Post Weld Heat Treatment (PWHT).
Ventajas del Calentamiento por Inducción
A diferencia de los métodos tradicionales como el calentamiento por flama o resistencia, el Pro Heat 35 concentra el calor en el componente a soldar. Esto reduce la temperatura del ambiente dentro del domo de soldadura, proporcionando a los soldadores un mayor tiempo de arco en cada turno y aumentando tanto la tasa de depósito como la eficiencia. Se ha logrado reducir el tiempo total de soldadura de 9 a 6 horas.
Conclusiones
Se alcanzaron los 400°F (204°C) requeridos en 8 horas y se mantuvo a 450°F por 18 horas, conforme a las especificaciones del cliente. La implementación del sistema permitió:
- Aumento de la eficiencia: Reducción del tiempo de soldadura en un 33%.
- Ahorro económico: Se estima un ahorro de 120,000 USD debido a la reducción del tiempo de inoperatividad de la pala eléctrica.
- Ahorro energético: El consumo de energía fue de 70 kW/h, representando un 50% de ahorro comparado con el uso de resistencia eléctrica.
- Mejora en la seguridad: La eliminación de gases inflamables reduce significativamente el riesgo de explosiones.
La tecnología de inducción no solo representa una forma efectiva y segura de calentar componentes, sino que también se traduce en beneficios económicos y operativos que son invaluables para la industria de la minería y la construcción.