Qué piezas se forjan, cuáles se tornean de barra y cuáles se recalcan en frío a partir de alambre, por qué los casquillos deben recocerse, de qué aceros se hacen adaptadores y racores y qué tiene de particular la fabricación de bridas de 6000 psi.

Toda pieza del catálogo empieza como una pieza en bruto. De cómo se obtiene dependen la resistencia de la pieza, su precio e incluso el tamaño de lote en el que conviene pedirla. En nuestras fábricas se usan tres métodos.

• Forja en estampa. Un tocho cortado de la barra se calienta y se forja en una prensa: el metal llena la cavidad de la matriz y toma la forma de la futura pieza. Así se fabrican codos, tes, cruces, cuerpos de forma compleja, racores grandes y bridas.
• Torneado de barra. La pieza se mecaniza a partir de barra redonda o hexagonal en un torno automático o en un torno CNC. Así se fabrican adaptadores rectos, tapones, niples y tuercas.
• Recalcado en frío a partir de alambre. El alambre de un rollo se corta en tacos y se conforma sin calentar, en varios golpes, en una máquina de varias estaciones. Así se fabrican los casquillos y los racores de hasta 3/4″.

Después, las rutas confluyen: mecanizado, control de dimensiones y roscas, cincado con pasivado, control final y embalaje. El esquema muestra las operaciones por las que pasan los principales grupos de piezas.

Los adaptadores rectos, reducciones, tapones y niples se tornean de barra. La barra entra en la máquina de forma automática y la pieza se mecaniza en un solo ciclo: refrentado, diámetros exteriores, taladro pasante, cono o cara de sellado, rosca, ranuras y tronzado. El segundo extremo se termina en el contrahusillo o después de volver a sujetar la pieza. Los adaptadores con hexágono se fabrican de barra hexagonal calibrada, o bien las caras del hexágono se fresan en la misma máquina.

Los codos, tes, cruces y cuerpos de adaptadores con tuerca loca se forjan. La barra se corta en tochos, se calienta a 1150–1200 °C y se forja en una prensa. El metal sobrante que sale entre las dos mitades de la matriz forma la rebaba de forja; se recorta en una matriz aparte, y la cascarilla se elimina con granallado. La pieza forjada ya tiene la forma del cuerpo, y a la máquina solo le queda mecanizar cada extremo: la cara, la rosca y el asiento. Los taladros se hacen desde distintos lados para que se encuentren dentro del cuerpo, y las rebabas que quedan en su intersección se eliminan siempre; de lo contrario, partículas de metal acaban en el aceite del sistema hidráulico.

Un codo también puede mecanizarse de un bloque macizo, y en lotes pequeños a veces se hace. Pero entonces la mayor parte del bloque se va en viruta y la fibra del metal queda cortada. En la pieza forjada la fibra sigue el contorno del cuerpo y rodea los ángulos, por lo que es más resistente justo donde las cargas son mayores. La forja, en cambio, necesita una matriz, que solo se amortiza con un lote. Por eso los artículos forjados pueden tener una cantidad mínima de pedido, mientras que las piezas torneadas de barra también pueden fabricarse en lotes pequeños.

Los casquillos se fabrican en recalcadoras en frío de varias estaciones. El alambre de acero de bajo carbono llega en rollos, calibrado y con una capa lubricante de fosfato que ayuda al metal a fluir en las matrices. La máquina endereza el alambre, corta un taco y, en varios golpes en matrices sucesivas, forma un vaso, perfora el fondo y termina el perfil exterior e interior. El metal fluye en la matriz sin arrancar viruta, así que casi no hay desperdicio, y una sola máquina produce decenas de casquillos por minuto.

Sin embargo, el recalcado en frío tiene un inconveniente. Cuando el metal se deforma sin calentarlo, se endurece: su dureza aumenta y su ductilidad disminuye. Este fenómeno se llama acritud o endurecimiento por deformación. En un casquillo no es admisible, porque al prensar el casquillo tiene que deformarse plásticamente y abrazar con fuerza la manguera. Un casquillo con acritud puede agrietarse en el borde o en las estrías, sobre todo con frío, o prensarse de forma desigual y sujetar peor la manguera.

Por eso, después del recalcado los casquillos se recuecen siempre: se calientan a 650–700 °C, se mantienen a esa temperatura y se enfrían lentamente. El metal recristaliza, la acritud desaparece y el casquillo vuelve a ser dúctil. Por fuera, un casquillo sin recocer es idéntico a uno correcto; solo un durómetro o un prensado de prueba muestran la diferencia, así que conviene verificar esta etapa con cualquier proveedor.

Al salir del horno se mide la dureza de los casquillos, y algunos de cada lote se prensan de prueba sobre manguera y se inspeccionan: no debe haber grietas en el borde ni en las estrías. El diámetro interior y el espesor de pared se controlan en cada lote, y solo entonces los casquillos pasan al cincado.

Los racores de hasta 3/4″ (DN20) se fabrican en las mismas recalcadoras en frío. A partir del alambre se recalca la pieza en bruto de la espiga, con collar y cola para la manguera. Después, en máquinas CNC se taladra el conducto interior, se rosca, se mecaniza el cono o la cara de sellado y se tornean en la cola las ranuras anulares que sujetan la manguera. El recalcado da a la espiga las mismas ventajas que al casquillo: casi no hay desperdicio y la fibra del metal sigue el contorno de la pieza.

Por encima de 3/4″ el recalcado deja de ser rentable, porque la fuerza de conformado crece con la sección de la pieza y se necesitan máquinas grandes y caras. Por eso los racores de 1″ en adelante se forjan o se tornean de barra.

En el prensado, la espiga y el casquillo tienen funciones distintas. La espiga debe conservar su forma y su diámetro interior, mientras que el casquillo debe abrazar con fuerza la manguera; por eso el recocido obligatorio se refiere a los casquillos.

Las fábricas chinas designan el acero según las normas nacionales GB/T, y esos son los grados que verá en los certificados. La tabla recoge los grados que se usan habitualmente en conexiones hidráulicas y sus equivalentes internacionales más cercanos. El grado de acero de cada lote concreto figura en el certificado del material.

En los documentos de fábrica se usan varios sistemas de designación.

• 10, 20, 35, 45 son aceros al carbono de calidad según GB/T 699. El número indica el contenido medio de carbono en centésimas de por ciento, así que el acero 45 contiene alrededor del 0.45 % de carbono. En los documentos de fábrica el número suele llevar el signo «#»: «45#» es el mismo acero 45.
• SWRCH y ML son aceros para recalcado en frío. SWRCH es la designación japonesa según JIS G3507, que también usan las acerías chinas; ML es la designación china según GB/T 6478, por ejemplo ML08Al.
• Los grados que empiezan por la letra Y son aceros de fácil mecanizado según GB/T 8731, con adición de azufre o plomo, que se mecanizan con más facilidad. Por ejemplo, el Y15Pb es cercano al 12L14 estadounidense.
• 06Cr19Ni10 y 06Cr17Ni12Mo2 son aceros inoxidables, equivalentes a AISI 304 y 316. Los documentos chinos suelen darlos en el sistema japonés: SUS304 y SUS316.

Por cada colada, la acería emite un certificado con el número de colada, la composición química y las propiedades mecánicas del acero. Los tipos de estos documentos los define la norma europea EN 10204. En China su equivalente es la GB/T 18253, idéntica a la internacional ISO 10474, con los mismos tipos de documento y la misma numeración. La primera cifra del tipo indica en qué se basan los resultados: 2 significa el control rutinario de producción del fabricante; 3, ensayos sobre los mismos productos que se suministran. Para el comprador, dos tipos son los más importantes.

Existen además el tipo 2.1, una declaración de conformidad con el pedido sin resultados de ensayo, y el tipo 3.2, igual que el 3.1 pero con los resultados confirmados además por el inspector del comprador o por un organismo de inspección independiente. Si necesita un certificado 3.1 del material de un lote, indíquelo en su consulta. El recubrimiento y el ensayo de niebla salina se tratan en el artículo «Materiales y acabado».

Los racores de brida Code 62 según SAE J518, también conocidos como ISO 6162-2, están diseñados para 42 MPa (420 bar) en todos los tamaños. Las bridas Code 61 tienen una presión nominal menor, que además disminuye a medida que aumenta el tamaño. Para soportar 420 bar, la cabeza de brida Code 62 se hace de mayor diámetro y más gruesa, y los tornillos se colocan más separados. Por ejemplo, en un racor de 2″ la cabeza Code 61 tiene 71.4 mm de diámetro y 9.53 mm de espesor, mientras que la cabeza Code 62 tiene 79.4 mm de diámetro y 12.57 mm de espesor. Por eso no son intercambiables con las bridas Code 61.

La pieza en bruto de un racor de brida se forja. La cabeza de brida es mucho más ancha que la cola, más del doble en los tamaños pequeños, y al tornear la pieza de una barra del diámetro de la cabeza la mayor parte del metal se iría en viruta. Más importante aún: en la pieza forjada la fibra del metal rodea la transición entre la cabeza y la cola. Es el punto más cargado de la pieza: las semibridas presionan sobre la parte posterior de la cabeza, mientras que desde dentro actúa la presión con pulsaciones.

Los requisitos de mecanizado más estrictos corresponden a la cara de sellado y a la cabeza. En la cara, la norma solo admite marcas de herramienta circunferenciales con una rugosidad no mayor de Ra 3.2 µm, porque una raya radial en esta superficie se convierte en un camino de fuga. La ranura de la junta tórica se mecaniza exactamente a medida, para que la junta quede comprimida en la cantidad especificada. El espesor de la cabeza se mantiene dentro de una tolerancia estrecha; de lo contrario, las semibridas no la apretarán de forma uniforme contra el puerto en toda la circunferencia.

Los racores de brida de 6000 psi se fabrican en tres versiones: para manguera trenzada 1SN y 2SN, para manguera espiral 4SH y la versión interlock para manguera pelada. En la versión interlock, al prensar, el casquillo se engancha mecánicamente con la espiga, por lo que el casquillo y la espiga de esta conexión se fabrican como un par emparejado.

Trabajamos en Zhuji, en la localidad de Diankou, provincia de Zhejiang. Es uno de los mayores centros metalmecánicos de China: aquí operan miles de empresas, desde grandes plantas hasta pequeños talleres que fabrican matrices y utillaje. Para la producción de racores esto significa cadenas de suministro cortas, porque la barra, el alambre, las matrices y las herramientas de corte están en el mismo distrito.

• División por productos y por operaciones. En China la producción suele repartirse: la fábrica que hace casquillos no tornea bridas, y un taller de forja suministra piezas forjadas a varios talleres de mecanizado. Cada fábrica ajusta a su pieza el equipo, el personal y el control, y eso da un precio difícil de lograr en una planta generalista. Cómo está organizado en nuestro caso se muestra en la página «Fábrica».
• Alta ocupación de las máquinas. Los tornos automáticos y las máquinas CNC trabajan día y noche, y un solo operario suele atender varias máquinas. Por eso las series grandes salen económicas, mientras que en un lote pequeño el cambio de preparación supone una parte apreciable del precio.
• Un sistema común de referencias. Muchas fábricas chinas usan los mismos números de racor: 20411, 26711, 87611, etc. Un número del catálogo de una fábrica suele entenderse en otra, y nuestro catálogo conserva estos números. Las piezas se fabrican según normas internacionales —SAE, ISO, DIN, BS y JIS—, mientras que los materiales se designan según las normas chinas GB/T.
• Precios distintos para el mismo artículo. Un mismo artículo del catálogo puede tener precios muy distintos de una fábrica a otra, y la diferencia casi siempre está en lo que no se ve en una foto: el grado de acero, el recocido de los casquillos, la precisión de las roscas, el espesor del cinc y el tipo de pasivado.

Por eso, al elegir proveedor, nosotros incluidos, conviene hacer algunas preguntas.

1. De qué acero están hechas las piezas y si hay certificado del material.
2. Si los casquillos se recuecen después del recalcado y cómo se controla su dureza.
3. Con qué se controlan las roscas y los asientos, y con qué frecuencia.
4. Qué espesor tiene el cinc, qué pasivado se usa y cuántas horas aguanta el recubrimiento en niebla salina hasta la corrosión blanca.
5. Cómo se marca el lote y si con ese marcado se puede localizar su informe de ensayo.