En comparación con el hierro fundido (como el hierro gris o el hierro dúctil), los componentes de las bombas fabricados en acero fundido se utilizan principalmente en aplicaciones industriales que implican alta presión, alta temperatura, alta resistencia o entornos altamente corrosivos. Gracias a sus propiedades mecánicas superiores, las piezas de acero fundido son la opción preferida para bombas químicas, bombas de alimentación de calderas en centrales eléctricas y bombas para procesos petroleros y petroquímicos.
A continuación se detallan las principales características técnicas y los aspectos más destacados de la aplicación de los componentes de las bombas de acero fundido:
1. Clasificación común de los componentes de bombas de acero fundido
Componentes sometidos a presión: Carcasa, tapa de la bomba, sección de succión, sección de descarga. Estos componentes deben soportar la alta presión del sistema; el acero fundido ofrece mayor densidad que el hierro fundido, lo que previene eficazmente las fugas a alta presión.
Componentes giratorios de alta velocidad: Impulsor. A altas velocidades de rotación, el acero fundido proporciona la resistencia suficiente para soportar las fuerzas centrífugas y evitar fallos en el impulsor.
Componentes de soporte de carga: Bastidor del cojinete, carcasa del cojinete. Estos requieren una buena rigidez estructural para mantener la precisión de la alineación del eje.
2. Materiales de acero fundido de uso común (seleccionados en función de las condiciones de funcionamiento)
La selección de materiales de acero fundido generalmente sigue las normas internacionales pertinentes (como ASTM, DIN, GB):
Piezas fundidas de acero al carbono (por ejemplo, WCB): El material más utilizado en la industria, apto para condiciones generales de temperatura y presión ambiente. Ofrece buena soldabilidad y maquinabilidad.
Fundiciones de acero aleado (por ejemplo, WC6, WC9): Contienen elementos como cromo y molibdeno, lo que les confiere una excelente resistencia al calor; se utilizan habitualmente en bombas de alimentación de calderas de alta temperatura y alta presión en centrales eléctricas.
Piezas fundidas de acero inoxidable (acero inoxidable martensítico, por ejemplo, CA15 / ZG0Cr13): Poseen buena resistencia a la cavitación y una resistencia moderada a la corrosión, lo que las convierte en el material principal para componentes de bombas con corrosión media a baja.
Acero inoxidable dúplex (por ejemplo, CD4MCu, CE3MN): Combina microestructuras austeníticas y ferríticas, ofreciendo una excelente resistencia a la corrosión bajo tensión; se utiliza principalmente en medios que contienen cloruros, bombas químicas y bombas de agua de mar.
Acero inoxidable austenítico de ultrabajo contenido de carbono (por ejemplo, CF8M, CF3M): Excelente resistencia a la corrosión, aplicado principalmente en entornos altamente corrosivos como ácidos y álcalis.
3. Características de los procesos de producción de acero fundido
El punto de fusión del acero fundido es significativamente más alto que el del hierro fundido (por encima de aproximadamente 1500 °C), lo que plantea importantes desafíos durante el proceso de fundición:
Alta contracción: El acero fundido presenta una elevada tasa de contracción volumétrica (aproximadamente del 10 % al 12 %), lo que hace que las piezas fundidas de acero sean muy propensas a la formación de cavidades de contracción y porosidad. Por lo tanto, el diseño del bebedero es fundamental, requiriendo canales de alimentación suficientes y calculados con precisión.
Baja fluidez: El acero fundido presenta menor fluidez que el hierro fundido durante el vertido. Para asegurar un llenado adecuado de secciones de paredes delgadas o formas complejas, se requieren temperaturas de vertido más altas, lo que a su vez puede provocar la sinterización del molde de arena.
Tendencia al agrietamiento en caliente: Durante la solidificación, las piezas de acero fundido experimentan importantes tensiones de contracción. Si el molde de arena carece de la elasticidad adecuada, es probable que se produzcan grietas en caliente. Por lo general, se requieren arenas especiales de resina desintegrable.