Según el especialista Pedro Guilino

El shale exige aceros con propiedades mejoradas

Ante las particularidades del emergente negocio no convencional, se torna necesario el desarrollo de aceros pre-endurecidos específicos para piezas mecánicas. Así lo explica Pedro Guilino, asesor en productos siderometalúrgicos de Esteban Guilino y Asoc.

Las bombas de fractura y otros equipos utilizados en el shale están sometidos a grandes presiones y desgastes que exigen altos requerimientos en los aceros empleados. Por otra parte, es necesario facilitar el proceso de fabricación de las piezas mecánicas debido a su complejo mecanizado.

En función de estas exigencias, el especialista Pedro Guilino destaca el desarrollo de aceros pre-endurecidos con propiedades mejoradas en comparación con los aceros usados habitualmente (AISI, SAE 4130, 4140, 4330, 4330, etc.). “Éstos tienen un proceso de fabricación específico, con horno eléctrico y selección rigurosa de chatarras, lo que promueve una alta calidad, bajas impurezas y eliminación de fósforo (<0,007%); refinación en horno de cuchara para reducir el porcentaje de azufre y equilibrar los elementos de aleación; unidad especial de desgasificación para bajar el contenido de hidrógeno; lingotes mayores de 130 toneladas (Tn) colados en sifón, con los que las lingoteras inversas mejoran la homogeneidad; y forja y laminación combinadas en dos direcciones, las cuales aportan solidez, compactación, espesor regular y planitud”, enumera el experto.

Con este proceso, cuyas principales características se observan en el cuadro 1, se ha logrado un análisis químico adaptado y mejorado con respecto a los aceros estándar; un menor contenido de carbono (al eliminar segregaciones perjudiciales y elevar la soldabilidad); adición de boro y control de nitrógeno (para optimizar la templabilidad y dar dureza homogénea en bloques de hasta 950 milímetros de espesor); adición de molibdeno, lo que otorga una microestructura bainítica a través de todo el espesor; reducción máxima de elementos residuales; alta calidad de solidez y compactación; y excelente maquinabilidad.

Guilino // “Con los aceros desarrollados no hay tratamiento térmico después del mecanizado, se logran perforados profundos sin inconvenientes en el herramental y se prolonga la vida útil en servicio”

Conclusiones

En cuanto a la homogeneidad de dureza, Guilino precisa que los estudios realizados a 1/4 y centro del espesor de bloques de 950 milímetros en toda su extensión muestran un gradiente de dureza de solo 14 HB. “En términos de compactación, todos los bloques aprueban el test de Ultrasonido según ASTM A 578 S9 con criterio de aceptación FBH 1/8. Y con respecto a la calidad superficial, Mecasteel cumple con el test de partículas magnéticas AMS 2301”, especifica.

En definitiva, expone, con los aceros y procesos estándar no se logran microestructuras y propiedades homogéneas a través del grosor de grandes bloques, lo cual genera serias dificultades en el mecanizado y posibles defectos en servicio. “El tratamiento térmico generalmente debe hacerse después del mecanizado en bruto”, apunta.

Guilino // “Se ha logrado un análisis químico adaptado y mejorado con respecto a los aceros estándar; un menor contenido de carbono; adición de boro y control de nitrógeno; y reducción máxima de elementos residuales, entre otras ventajas”

Con los aceros desarrollados, añade, no hay tratamiento térmico adicional después del mecanizado, se logran perforados profundos sin inconvenientes en el herramental y además se prolonga la vida útil en servicio por la homogeneidad de las propiedades físicas y mecánicas. “Estos aceros son producidos por Industeel (del Grupo Arcelor Mittal) en sus acerías de Francia y se mantiene un stock de bloques pesados para servicios de urgencia”, completa. ©

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