Las placas de tubos se utilizan ampliamente en industrias como la petroquímica, las calderas y las turbinas de refrigeración

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1. Tecnología de procesamiento de placas tubulares Las placas tubulares se utilizan ampliamente en industrias como la petroquímica, la de calderas, la de refrigeración y la de turbinas de vapor. El procesamiento de las placas tubulares es un paso importante en la fabricación de intercambiadores de calor, ocupando un lugar muy relevante en su producción. La precisión en el mecanizado de la placa de tubos, en particular las tolerancias de la distancia entre orificios y del diámetro de los tubos, la perpendicularidad y la rugosidad superficial, influyen enormemente en el ensamblaje y el rendimiento operativo del intercambiador de calor. A medida que los equipos químicos y las centrales eléctricas se vuelven más grandes, el diámetro de sus intercambiadores de calor también aumenta. Es común encontrar placas de tuberías con un diámetro de 4 a 5 metros; en algunos casos, el diámetro puede llegar a los 7 metros. Las placas de tubos de gran tamaño se caracterizan por tener un gran número de orificios, que son densos, de diámetro pequeño y profundidad considerable; además, requieren alta precisión y buena acabado superficial, lo cual impone requisitos muy exigentes para su mecanizado. 2. Aunque los procesos de mecanizado de las placas de tubos varían ligeramente entre los diferentes fabricantes, en general consisten en: primero trazar líneas (dado que estas forman una red, se les llama líneas de retícula), marcar puntos guía, taladrar agujeros pequeños con un taladro de diámetro reducido y, posteriormente, realizar el taladrado definitivo. Si se requiere una alta calidad superficial de las paredes del agujero, también hay que rebavarlo; por último, se le da el chaflán. Analicemos este proceso. En primer lugar, el marcado de líneas: si se trata de una placa de tubos estándar (de tipo panal), no hay problema; pero si el diseño es complejo, el marcado resulta muy laborioso. En cuanto a el taladrado, los operarios utilizan taladros de brazo oscilante para perforar. Ajustan la posición del brazo, luego hacen descender la broca; posteriormente la levantan y vuelven a ajustar la posición del brazo. Para hacer un solo agujero se deben realizar varios movimientos. Como resultado, la carga de trabajo de los operarios es elevada y la eficiencia no es alta. En resumen, los métodos tradicionales de mecanizado de placas de tubos tienen baja precisión y requieren mucho tiempo y esfuerzo, lo que convierte este proceso en un cuello de botella en toda la producción. Cuando se habla del mecanizado de placas de tubos, la gente frunce el ceño. 3. Métodos avanzados de mecanizado de placas tubulares. De hecho, uno de los principales problemas que limitan el mecanizado de placas tubulares es el equipo. En el mecanizado tradicional de placas de tubos, el taladro de brazo oscilante es su equipo principal. Debido a sus características de operación manual, el método de uso es bastante fijo, por lo que es difícil encontrar potencial para mejorarlo. Aunque se pueden utilizar plantillas de perforación y métodos similares para mejorar la eficiencia, esto no resuelve el problema fundamental. Solo encontrando una solución en el propio dispositivo se puede resolver el problema de raíz. En el extranjero, se utilizan ampliamente taladros CNC de múltiples ejes para el mecanizado de orificios; ya no se emplean taladros con brazo articulado. Los taladros planos CNC pueden reemplazar las tareas manuales de trazado de líneas y perforación, lo que permite **mejorar la precisión y la eficiencia en el mecanizado**. En los últimos años, nuestro país también ha comenzado a producir localmente este tipo de taladros. Sin embargo, la mayoría de los productos fabricados por las empresas locales tienen un cuerpo más pequeño (de 2 a 3 metros), y cuentan con un número reducido de ejes principales (uno o dos). No se pueden mecanizar placas de tubos de gran tamaño. No puede reemplazar completamente a los productos importados. Por lo tanto, para las placas de tubos de gran tamaño (más de 7 m) que requieren una alta precisión de mecanizado, solo es posible procesarlas en el extranjero. Por otro lado, las máquinas-herramienta CNC importadas son costosas, tienen un largo período de instalación y son difíciles de reparar; por lo tanto, no necesariamente se adaptan a las condiciones nacionales de China. Existe una necesidad urgente de que los fabricantes nacionales de máquinas-herramienta produzcan taladradoras CNC de tamaño extra grande, para satisfacer las necesidades de los procesadores de placas y tubos. 4. Aplicación de taladradoras CNC supergrandes de fabricación nacional en el mecanizado de placas de tubos. Shanghai Nickel-based Heavy Industry Co., Ltd. es una empresa dedicada al desarrollo y la producción de máquinas herramienta CNC. Desde que logró desarrollar con éxito en 2003 la primera taladradora CNC supergrande, la PD4040A/4, su tecnología ha ido madurando progresivamente; hasta la fecha, ha producido decenas de taladradoras CNC supergrandes que se encuentran distribuidas por todo el país. Algunos usuarios han adquirido, de una sola vez, dos taladradoras CNC de tamaño extra grande de Faith CNC. Esta taladradora CNC cuenta con una estructura de tipo pórtico con cabezal motorizado y múltiples ejes (de 2 a 12 ejes). El usuario puede elegir, al realizar el pedido, el tamaño de la mesa de trabajo y la cantidad de ejes. El tamaño máximo de la pieza a mecanizar puede llegar a 7 m × 7 m (según sea necesario, se pueden fabricar máquinas para mecanizar placas de tubos de mayor tamaño). Sus productos principales son los modelos PD4040, para piezas con un tamaño máximo de 4 m × 4 m, y PD7045, para piezas de hasta 7 m × 4,5 m. Generalmente, cuentan con 4 ejes principales y cuatro cabezales de taladrado controlados numéricamente, los cuales pueden moverse de forma independiente. La distancia mínima entre los cabezales es de aproximadamente 500 mm. El diámetro máximo de perforación en una sola operación es de Φ50 mm (opcional); el grosor máximo de la pieza a mecanizar es de unos 200 mm (opcional). Cuentan con un sistema de accionamiento bidireccional sin juego, y la máquina entera dispone de diez ejes controlados numéricamente (opcional). Incluye un programa de conversión automática CAD/CAM; permite convertir archivos CAD en programas de mecanizado, así como la programación manual. Puede realizarse el taladrado, escariado, rebarbado y otros procesos de mecanizado mediante control numérico. De este modo, se eliminó la necesidad de trazar líneas manualmente y ya no fue preciso realizar perforaciones a mano, lo que supuso un salto cualitativo en la tecnología de procesamiento de placas de tuberías. **Se ha mejorado la precisión del procesamiento y la eficiencia de la producción. Gracias a su alta eficiencia, el trabajo que antes llevaba un mes completar ahora se hace en pocos días. Se eliminaron por completo los cuellos de botella en el mecanizado de las placas de tubos durante todo el proceso de producción. 5. Método específico de uso de las taladradoras CNC de gran tamaño. Las taladradoras CNC de gran tamaño producidas por Faison utilizan un modo de control que combina PC (ordenador) + CNC (unidad de control numérico) + PLC (controlador programable). En el PC, se introduce el dibujo CAD de la placa de tubos y luego se convierte en un archivo DXF. A continuación, se ejecuta el software de ordenador host desarrollado independientemente por FASTCAM, se abre ese archivo DXF e introducen las coordenadas de los puntos de referencia de la pieza; de este modo, se genera automáticamente el programa de mecanizado y la información correspondiente. El programa de piezas es generado por la máquina, lo que evita los errores que suelen producirse al elaborar manualmente dichos programas. Luego, mediante el software de comunicación WINDNC entre el PC y el CNC, se transfiere el programa de la pieza al CNC, y posteriormente se llama ese programa desde el CNC para el mecanizado. Mediante la comunicación entre el PC y el PLC, se supervisa el estado de funcionamiento de la máquina. (6) A continuación se muestra un ejemplo de programa para taladrado de piezas:
%,MX,N0001 Z2700.000N0002 X1360.000 Y2640.000 U720.000 V2000.000N0003 (B0,C0,D1,E0)N0004 M55N0005 Z2000.000N0006 X1360.000 Y2640.000 U720.000 V2000.000N0007 (B0,C0,D1,E0)N0008 M55N0009 X1400.000 Y3040.000 U720.000 V2400.000N0010 (B0,C1,D1,E0)N0011 M55N0012 Z1500.000N0013 X1360.000 Y3040.000 U720.000 V2000.000N0014 (B0,C0,D1,E0)N0015 M55N0016 M30

(7) A continuación se muestra un ejemplo de información del programa de una pieza:
1. Método de programación: CAD
2. Archivo procesado: D:PD4040BDXF3270f30.dxf
3. Eliminación de agujeros duplicados: 0
4. Número total de taladros: 5500
5. Verificación del número total de taladros: 5500
6. Número de taladros en los puntos #1, #2, #3 y #4: 1239 1428 1559 1274
7. Número de veces que el cabezal de taladrado estuvo inactivo: 1020
8. Tasa de utilización del cabezal de taladrado: 84.36%
9. Número de unidades de taladrado: 1630
10. Diámetro de los taladros: 30.000
11. Diámetro de la placa de tubos: 3270.000
12. Número de filas de agujeros: 93
13. Último número de secuencia del programa: N4984
14. Coordenadas del punto de referencia (U): 2000.000
15. Coordenadas del punto de referencia (Z): 2000.000
16. Dirección del movimiento del eje Z: Positiva
17. Tipo de placa de tubos: Estándar
18. Momento de procesamiento del programa: 2005-2-3 12:49:44

Al consultar la información del programa de la pieza, es posible analizarlo y reducir así las posibilidades de error. La selección adecuada de taladradoras CNC de gran tamaño en el mecanizado de placas de tubos es el camino indispensable para mejorar la precisión del mecanizado y la eficiencia productiva. La puesta en servicio temprana de taladradoras CNC de gran tamaño tiene un significado positivo para mejorar la calidad del producto, aumentar el contenido tecnológico del mismo, mejorar la competitividad de la empresa y formar talento especializado en aplicaciones CNC.