La tecnología de conformado por doblado en frío es un método de procesamiento en frío localizado y continuo, que consiste en aplicar una fuerza externa al metal en el ángulo de doblado a través de múltiples etapas para hacer que sufra una deformación por doblado, consiguiendo la forma deseada.
En comparación con el curvado en caliente, el curvado en frío ofrece una eficacia de producción, un consumo de energía y una calidad de producto superiores.
Como técnica de conformado rentable y eficaz, la tecnología de conformado por curvado en frío se utiliza ampliamente en la fabricación de tubos de acero corrugado.
Ajustando los parámetros del equipo de conformado por plegado en frío, se puede controlar el radio de curvatura, ángulo y longitud para obtener diversas formas de tubos de acero corrugado.
Los tubos de acero corrugado formados en frío tienen las mismas características de rendimiento que los tubos formados en caliente, tales como resistencia a la compresión, resistencia a la vibración, y maleabilidad, pero a un costo más bajo y con una calidad más estable, por lo que son muy favorecidos en la industria de tubos de acero corrugado.
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En la construcción de ciudades esponja:
En comparación con los tubos de hierro fundido y hormigón, los tubos de acero corrugado conformados por curvado en frío presentan menores costes de material, alta resistencia, construcción ligera, excelente resistencia a la corrosión, fácil instalación y una vida útil más larga.
Para tubos más cortos o situaciones en las que no es necesario doblarlos, los tubos de acero corrugado enteros son más apropiados por su mayor resistencia y su mejor capacidad de sellado.
Sin embargo, para los sistemas de tuberías que requieren curvado, los tubos de acero corrugado segmentados son más prácticos, ya que pueden combinarse para formar tubos de diferentes longitudes y ángulos, lo que ofrece una mayor flexibilidad.
Para situaciones particulares, como la fabricación de tuberías in situ, los tubos de acero corrugado en espiral son los más adecuados, ya que pueden fabricarse in situ con distintas longitudes y ángulos, ofreciendo la máxima adaptabilidad.
En los proyectos de túneles subterráneos de servicios públicos (Figura 7), los tubos de acero corrugado conformados en frío se utilizan para los sistemas de drenaje como zanjas y tuberías de desagüe.
También sirven como conductos de ventilación en los sistemas de ventilación, garantizando la circulación del aire y la expulsión de gases nocivos.
Estos tubos se utilizan en los sistemas de protección contra incendios de los túneles subterráneos de servicios públicos y forman parte integral de los sistemas de protección de cables, fabricados en diversas formas y tamaños como conductos de protección de cables.
Los tubos de acero corrugado suelen ser más adecuados para tuberías de pequeño diámetro y transmisión a corta distancia que los túneles principales de hormigón armado.
Ofrecen una excelente flexibilidad y estanqueidad, adaptándose a los cambios del terreno y a las curvas de las tuberías. Además, los costes de fabricación e instalación de los tubos de acero corrugado son relativamente más bajos, lo que reduce los costes del proyecto.
También son fáciles de transportar, rápidos de instalar y tienen una gran precisión de construcción.
En los proyectos de alcantarillas, los tubos de acero corrugado conformados en frío pueden utilizarse para el drenaje, la ventilación, los sistemas de soporte (realizando diversas formas y tamaños de arcos y estructuras laterales) y los sistemas de protección (protegiendo las estructuras de las alcantarillas de la erosión del agua y los sedimentos, como se ve en la figura 8).
Los tubos de acero corrugado utilizados en alcantarillas tienen una excelente resistencia a las vibraciones y capacidad de impermeabilización.
En comparación con las alcantarillas de hormigón, los tubos de acero corrugado tienen una vida útil más larga (más de 100 años), ciclos de construcción más cortos, son menos difíciles de construir, cuestan menos, tienen una gran resistencia a la deformación y bajos costes de mantenimiento tras su finalización.
La presencia de corrugación axial ayuda a distribuir la tensión y la deformación a lo largo de las direcciones axial y radial, difundiendo las concentraciones de tensión de forma más eficaz.
Especialmente en regiones frías con permafrost, suelo blando, suelo expansivo y loess, los beneficios económicos son significativos. Las alcantarillas de acero corrugado evitan el desplazamiento de las tuberías de calefacción.
Así pues, la eliminación del óxido de estas tuberías de calefacción garantiza la vida útil de las alcantarillas onduladas. Los métodos de eliminación del óxido incluyen la eliminación técnica del óxido, la eliminación mecánica del óxido y la eliminación química del óxido.
La experiencia demuestra que el uso de alcantarillas de acero corrugado en lugar de hormigón armado para la construcción de alcantarillas presenta ventajas inigualables en términos de ciclos de construcción, coste, protección del medio ambiente, etc.
El uso de alcantarillas onduladas metálicas mejora notablemente el confort y la seguridad de las carreteras, ya que evita el fenómeno del "coche saltarín" en las alcantarillas de las carreteras y hace frente a los daños causados por las heladas en las regiones frías.
La agricultura de conservación del agua es un componente crucial de la producción agrícola que implica el desarrollo, la utilización y la gestión de los recursos hídricos.
Los tubos de acero corrugado conformados en frío tienen amplias aplicaciones en la construcción agrícola para la conservación del agua, entre otras:
1) Canales de riego: Las tuberías de acero corrugado actúan como componentes principales en los canales de riego, desviando el agua de embalses y ríos hacia las tierras de cultivo para abastecer a las cosechas.
2) Sistemas de drenaje: Estas tuberías sirven de conductos principales en los sistemas de drenaje de las tierras de labranza (Figura 9), descargando el exceso de agua en ríos y embalses, y evitando el anegamiento de las tierras de labranza.
3) Embalses y estanques de almacenamiento: Los tubos de acero corrugado se utilizan en la construcción de embalses y estanques de almacenamiento, garantizando un suministro constante de agua (Figura 10). Su gran resistencia y ligereza les confieren una gran durabilidad y bajos costes de mantenimiento.
4) Riego con ahorro de agua: Los tubos de acero corrugado se utilizan en el riego por goteo y aspersión, aumentando el aprovechamiento del agua y conservando los recursos.
5) Proyectos de conservación del suelo y el agua: Estas tuberías desempeñan un papel en proyectos como presas antideslizamiento, terraplenes, prevención de la erosión del suelo y salvaguarda del entorno agrícola.
6) Acuicultura: Los tubos de acero corrugado pueden emplearse en construcciones acuícolas, como estanques para peces y gambas, proporcionando un suministro de agua constante y mejorando el entorno de cría.
7) Mantenimiento de las instalaciones hídricas agrícolas: Estas tuberías son esenciales para el mantenimiento de las instalaciones hídricas agrícolas, como el dragado de los ríos y el desarenado de los canales, garantizando el funcionamiento normal de las instalaciones hídricas agrícolas.
8) Seguimiento y gestión de los recursos hídricos: Los tubos de acero corrugado pueden utilizarse en la construcción de sistemas de control y gestión de los recursos hídricos, como estaciones de observación del nivel del agua y estaciones de control de la calidad del agua, que ofrecen datos precisos sobre los recursos hídricos para orientar la elaboración de políticas en la agricultura de conservación del agua.
En aplicaciones de agua y agricultura, el tipo de tubo corrugado de acero conformado en frío que se debe seleccionar depende principalmente de los siguientes factores:
En el ámbito de los túneles de minas de carbón, las ventajas de las tuberías corrugadas de acero residen en su resistencia, flexibilidad y resistencia a la corrosión. El entorno de los túneles de las minas de carbón es duro y con limitaciones de espacio, lo que exige materiales de alta calidad para las tuberías.
Los tubos corrugados de acero conformado en frío satisfacen perfectamente estas exigencias. Su resistencia puede ser de 3 a 5 veces superior a la de los tubos de acero normales, lo que les permite soportar las altas presiones y las cargas pesadas habituales en los túneles de las minas de carbón.
Además, los tubos corrugados de acero conformado en frío poseen una excelente resistencia a las vibraciones y propiedades anticorrosión, lo que los hace adecuados para zonas con condiciones geológicas complejas y frecuentes desastres naturales, garantizando el funcionamiento seguro de los túneles de las minas de carbón.
Además, los costes de instalación y mantenimiento de estos tubos son menores, lo que reduce eficazmente los costes operativos de los túneles de las minas de carbón.
Por tanto, los tubos corrugados de acero conformado en frío tienen un gran potencial de mercado en aplicaciones de túneles de minas de carbón.
Para su aplicación en túneles de minas de carbón, la selección de tubos corrugados de acero depende de los siguientes factores:
Los medios que suelen transportarse en los túneles de las minas de carbón son aire comprimido y agua, con pocas partículas sólidas en suspensión. Además, los túneles de las minas de carbón son estrechos y tienen muchas curvas.
Así, los tubos corrugados de acero segmentados, por su menor tamaño y mejor maniobrabilidad, son más adecuados para su instalación en espacios reducidos con muchas curvas.
Los tubos corrugados de acero de longitud completa y los tubos corrugados de acero en espiral son menos apropiados en estas situaciones.
En conclusión, para aplicaciones en túneles de minas de carbón, los tubos corrugados de acero segmentados son la opción preferida.
En proyectos de puentes y túneles, los tubos corrugados de acero conformado en frío presentan una gran resistencia y durabilidad.
En los proyectos de puentes, los tubos corrugados de acero conformado en frío se utilizan habitualmente para las estructuras portantes de las pilas y estribos de los puentes, como se muestra en las figuras 11 y 12.
Dada la gran envergadura y las pesadas cargas de los puentes de las autopistas, hay una gran demanda de resistencia estructural del material de las tuberías. La resistencia de los tubos corrugados de acero conformado en frío puede ser de 3 a 5 veces superior a la de los tubos de acero ordinarios, cumpliendo plenamente los requisitos de las estructuras de los puentes.
Además, los tubos corrugados de acero tienen una ductilidad inherente que les permite absorber impactos de cargas dinámicas, lo que aumenta la seguridad estructural.
En los proyectos de túneles, los tubos corrugados de acero conformado en frío se utilizan con frecuencia en estructuras de soporte, como construcciones en arco y pernos de anclaje. Los entornos de los túneles son duros y exigen una gran resistencia y durabilidad de los materiales utilizados.
Los tubos corrugados de acero conformado en frío no sólo poseen una gran resistencia sino que, gracias a los tratamientos superficiales, ofrecen una excelente resistencia a la corrosión, lo que garantiza la seguridad estructural a largo plazo.
Además, gracias a su ligereza, son fáciles de transportar e instalar, sobre todo en espacios reducidos como túneles.
En la actualidad, con la aceleración de la construcción de carreteras en todo el mundo, decenas de miles de kilómetros de autopistas exigen grandes cantidades de materiales estructuralmente seguros. Esta demanda ha allanado el camino para la aplicación de tubos corrugados de acero conformados en frío.
La selección de tubos corrugados de acero conformado en frío en aplicaciones de carretera se basa principalmente en las siguientes consideraciones:
En resumen, la selección de tubos corrugados de acero para aplicaciones en carreteras requiere un juicio exhaustivo basado en las características específicas del proyecto.
En general, los tubos corrugados de acero segmentados son ideales para diámetros pequeños y requisitos de carga menores. Para diámetros mayores o exigencias de carga más elevadas, son más adecuados los tubos corrugados de acero de longitud completa o en espiral.
Aunque la tecnología de conformado en frío se utiliza ampliamente en la industria de los tubos corrugados de acero, aún se enfrenta a ciertos retos y dificultades.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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