Untitled - Forjas Bolivar

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FORJAS BOLÍVAR S.A.S
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Con nuestras múltiples innovaciones en alta ingeniería sumados a más de 46 años de
experiencia al servicio de la industria pesada del país y 18 países del continente, Forjas Bolívar
S.A.S. es la empresa pionera transformando acero en soluciones a la medida para múltiples
sectores como el cementero, minero, petroquímico, entre otros.
Como sinónimo de creación, en Forjas Bolívar S.A.S. fabricamos una innumerable variedad de
piezas para todo tipo de maquinaria pesada a nivel industrial con base en un continuo proceso
de investigación que nos permite enfrentar los nuevos desafíos que se presentan a diario, y para
los cuales destinamos todos nuestros recursos tecnológicos y humanos para darles respuestas
eficientes, fiables y económicas.
Por eso nuestra empresa se ha convertido en proveedor constante de las más importantes
industrias gracias a la eficaz combinación de exigentes pruebas de calidad en la selección
de materiales y procesos de fabricación y montaje; productos de clase mundial, y servicios
orientados al cliente de consultoría, apoyo y soporte postventa.
Los SISTEMAS DE SUJECIÓN son ampliamente empleados en la industria para diversas
tecnologías e infinidad de procesos, y como ésta ha confiado permanentemente en el conocimiento
de nuestros expertos para ofrecer componentes de alta calidad y desempeño, forjamos una
línea que comprende tornillería normalizada, tornillería especial, espárragos, pernos de anclaje,
anclajes refractarios, herrajes eléctricos y partes para vías férreas.
+ Filosofía
A LA VANGUARDIA DE LA INDUSTRIA
En Forjas Bolívar S.A.S., hemos alcanzado la meta que nos trazamos desde nuestro inicio,
convertirnos en el proveedor líder a nivel nacional en el suministro de tecnología y soluciones a
la medida para la industria cementera, minera, petrolera y en general para la industria pesada;
hoy podemos decir que gracias a un recorrido de más de 46 años en los que la experiencia, la
innovación, la investigación y el desarrollo han sido el foco, el crecimiento propio y el de nuestros
clientes es una realidad.
Con certeza, pero sobre todo con orgullo, podemos decir que somos una empresa de estatus
mundial porque contamos con equipos de última generación y un capital humano que se capacita
constantemente, para responder ante las más altas exigencias de la industria metalmecánica
actual. Las certificaciones que poseemos, sumados a cientos de clientes satisfechos en más de
18 países así lo avalan.
+ Nuestra Empresa
Convencidos de que el futuro debe ser forjado por todos, en la compañía trabajamos
constantemente para tejer lazos constructivos entre nuestros empleados. Como filosofía de
empresa, creemos que la calidad humana es la base fundamental del éxito de nuestros productos,
servicios y soluciones a la medida; por eso la confianza, la solidaridad, la lealtad, la disciplina,
la perseverancia y el respeto hacía compañeros, clientes y proveedores son los valores que han
permitido conquistar el reconocimiento del mercado nacional e internacional.
En pocas palabras, estamos orgullosos de decir que seguimos creando una gran organización
más que por lo que hacemos, por lo que somos… Una gran familia comprometida con entregarle
lo mejor como individuos y empresa para garantizarle la satisfacción a usted y a su empresa.
+ CONTENIDO
1.TOR NILLERÍ A......................................................4
Tornillería Normalizada......................................................4
Tornillería Especializada.....................................................5
Accesorios para Tornillos...................................................5
Materiales y propiedades Mecánicas.................................6
2.ESPÁRRAGOS Y BRIDAS.....................................................7
Espárragos........................................................................7
Acabados y recubrimientos.................................................8
Bridas.................................................................................8
Espárragos según norma ASTM A 193...................9 / 10
Espárragos según norma ASTM A 320..........................11
3.PERNOS DE ANCLAJE.......................................................12
Según norma ASTM F-1554............................................13
Según norma ASTM A-307..............................................13
4.ANCLAJES REFRACTARIOS.............................................14
Temperatura de operación de los aceros inoxidables........15
Materiales y especificaciones...........................................15
Anclaje tipo vs*..................................................................16
Anclaje tipo v......................................................................16
Anclaje tipo v - 136.............................................................16
5.DISEÑO Y MANTENIMIENTO DE JUNTAS PERNADAS.....17
Precarga de juntas pernadas..............................................17
Cargas que afectan el desempeño de las juntas.........18 / 19
3
+ TORNILLERÍA
Dentro de los Sistemas Sujeción encontramos tornillería
normalizada, tornillería especial, espárragos, pernos de
anclaje, anclajes refractarios, herrajes eléctricos y productos
para vías férreas. Con el pasar de los años, en Forjas Bolívar
S.A.S. nos especializamos en concebir en acero soluciones
ideales para cada requerimiento, más cuando estos son
parte esencial de los productos, máquinas y dispositivos
usados en la operación de las empresas cementeras,
mineras, petroleras y de alimentos.
Tornillería Normalizada
Esta línea que comprende tornillos, tuercas y otros elementos roscados de baja, media y alta
resistencia según diferentes normas y grados, fue pensada para atender cualquier aplicación en
duras condiciones de trabajo. Por eso es fabricada en acero al carbón, acero aleado y en algunos
casos, en acero inoxidable. Las medidas pueden ser bajo pedido.
4
Las normas bajo las cuales se fabrican tornillos son entre otras las siguientes:
DIN 15237
DIN 604
DIN 792
DIN 912 - ISO4762
ANSI/ASME18.3
DIN 7991
DIN603
DIN 444
DIN 186
DIN 188
DIN 581
DIN 582
ANSI/ASME B18.2.1
DIN 931
Tornillería Especializada
Convencidos de que la industria pesada reclama respuestas flexibles, la tornillería especial que
ofrecemos está sujeta a las especificaciones y medidas dadas por el cliente. En Forjas Bolívar S.A.S.
la forjamos en acero al carbón, acero aleado y en aceros inoxidables, refractarios u otros tipos que se
soliciten.
Accesorios para Tornillos
Los Sistemas de Sujeción son siempre un conjunto de partes que al ensamblarse realizan el trabajo
de unión. Por lo tanto, en Forjas Bolívar S.A.S, fabricamos todo tipo de tuercas, arandelas, espaciadores,
etc. Estos accesorios son fabricados en diferentes tipos de acero y en algunas ocasiones cuentan con
insertos en diferentes materiales. Algunos ejemplos de accesorios comúnmente utilizados son:
5
Materiales y Propiedades Mecánicas de los Tornillos
Esfuerzo
carga de
prueba (KSI)
Esfuerzo
Esfuerzo
mínimo de de tracción
fluencia (KSI)
(KSI)
Grado
o
clase
Diámetro
nominal
SAE
J-429
2
1/4” hasta 3/4”
3/4” hasta 1 1/2”
Acero de bajo carbono
55
33
57
36
74
60
80 HRB
70 HRB
100 HRB
5
1/4” hasta 1”
1” hasta 1 1/2”
Acero de medio carbono
templado y revenido
85
74
92
81
120
105
25 HRC
19 HRC
34 HRC
30 HRC
8
1/4” hasta 1 1/2”
Acero aleado de medio
carbono templado
y revenido
120
130
150
33 HRC
39 HRC
4,6
M5-M100
Acero de bajo carbón
33
35
58
67 HRB
95 HRC
4,8
M5-M100
Acero de bajo carbón
45
47
61
71 HRB
4,8
5,6
M5-M100
Acero de bajo carbón
41
43
72
79 HRB
5,6
5,8
M5-M100
Acero de medio carbón
55
58
75
82 HRB
5,8
6,8
M5-M100
Acero de medio carbón
64
70
87
89 HRB
99 HRC
6,8
8,8
M5-M24
Acero de medio carbón
templado y revenido
87
96
116
22 HRC
32 HRC
8,8
8,8
M27-M72
Acero aleado de medio
carbón templado y revenido
87
96
121
23 HRC
34 HRC
8,8
9,8
M5-M100
Acero aleado de medio
carbón templado y revenido
94
105
130
28 HRC
37 HRC
9,8
10,9
M5-M100
Acero aleado de medio
carbón templado y revenido
121
131
151
32 HRC
39 HRC
10,9
12,9
M5-M100
Acero aleado de medio
carbón templado y revenido
141
157
177
39 HRC
44 HRC
12,9
1
1/2 hasta 1”
1 1/8 hasta 1 1/2
Acero medio carbono o
acero aleado de medio carbón
templado y revenido
85
74
92
81
120
105
25 HRC
19 HRC
34 HRC
30 HRC
3
1/2 hasta 1”
1 1/8 hasta 1 1/2
Acero resistente a la corrosión
atmosférica templado
y revenido
85
74
92
81
120
105
25 HRC
19 HRC
34 HRC
30 HRC
1
1/2” hasta 1 1/2”
Acero aleado de medio
carbono templado y
revenido
120
130
150
33 HRC
38 HRC
Acero resistente a la corrosión
atmosférica templado
y revenido
120
130
150
33 HRC
38 HRC
ISO
898-1
2009
ASTM
A-325
ASTM
A-490
3
6
Material
y tratamiento
térmico
Norma
Dureza Rockwell
Mínima Máxima
Identificación
Ninguna
4,6
+ ESPÁRRAGOS
y bridas
ESPÁRRAGOS
Involucrar a todos los departamentos de la compañía nos ha permitido convertir en realidad los
proyectos de los clientes y ofrecer infinidad de referencias que se ajustan a una amplia gama de
necesidades. En el caso de los espárragos, para las normas ASTM A193 y ASTM A320 los elaboramos
en acero aleado y acero inoxidable para flanges, válvulas de presión y acoples. Para la norma ASTM
A307 se fabrican en acero al carbón.
Para las roscas también somos flexibles, las hacemos en milímetros o pulgadas y se hace completa
a menos que se especifique lo contrario.
7
Acabados y recubrimientos
En Forjas Bolívar S.A.S. tenemos establecidos procesos que garantizan la idoneidad de los productos
en todo momento, desde su concepción hasta la entrega final al cliente. Dentro de estos, como
medida de protección contra la corrosión de los espárragos durante su transporte y almacenamiento,
perfeccionamos una técnica de recubrimiento en aceite; no obstante, para atender cualquier solicitud
individual, podemos suministrarlos con diferentes acabados y recubrimientos.
ALGUNOS RECUBRIMIENTOS ESPECIALES QUE OFRECEMOS SON:
Galvanizado:
El galvanizado en caliente electrolítico provee al espárrago resistencia a la corrosión. Es un
recubrimiento entre el hierro del material base y el zinc, lo que produce una capa muy resistente al
maltrato mecánico.
Cuando existe la posibilidad de fragilizacion por hidrogeno podemos ofrecer un recubrimiento
órgano metálico según norma ASTM F1136.
Recubrimiento anticorrosivo fluopolimerico (Xylan):
Se trata de un recubrimiento de alta resistencia a la corrosión ideal para espárragos expuestos
a un medio ambiente salino, cáustico, ácido o brómico; es además resistente a los golpes y a la
abrasión y tiene un bajo coeficiente dinámico de fricción que facilita su ensamble.
Tipo de
Recubrimiento
Norma
Resistencia Cámara Salina
ASTM B117 (hrs)
Uso.
Galvanizado en frío
ASTM B633
72
Interiores
Galvanizado en caliente
ASTM A 153 / ASTM A 123
320
Exteriores
Cadmiado
N/A
200
Exteriores
Teflonado (PTFE)
N/A
600
Salino
Órgano-metálico
ASTM F 1136
100-2000 Salino
Exteriores
bridas
Las bridas para tuberías según los estándares ASME/ANSI B16.5 ó ASME/ANSI B16.47 normalmente
están fabricadas a partir de una forja con las caras mecanizadas.
CIEGA
Blind
BL
8
CON ASIENTO
PARA SOLDAR
Socket Welding
SW
CUELLO
SOLDABLE
Welding Neck
WN
BRIDA
DESLIZANTE
Slip-on
SO
ROSCADA
Threaded
TH
Espárragos según norma ASTM A193
MEDIDAS EN PULGADAS
Aceros Ferríticos
Grado / Acero
Diámetro
(Pulgadas)
Temperatura Resistencia
Mínima de a la tracción
Temple (F)
(ksi)
Límite de
fluencia min.
en 0.2 % (ksi)
Elongacion en
4d min. (%)
Reduccion de
area min. (%)
Dureza Máxima
-
B5 / 4% - 6 % Cromo
Hasta 4”, incl
1100
100
80
16
50
B6 / 13 % Cromo
Hasta 4”, incl
1100
110
85
15
50
-
B6X / 13 % Cromo
Hasta 4”, incl
1100
90
70
16
50
26 HRC
2 1⁄2” y por debajo
1100
125
105
16
50
321 HBW / 35 HRC
2 1⁄2” hasta 4”
1100
115
95
16
50
321 HBW / 35 HRC
4” hasta 7”
1100
100
75
18
50
321 HBW / 35 HRC
4” y por debajo
1150
100
80
18
50
235 HBW / 99 HRB
4” hasta 7”
1150
100
75
18
50
235 HBW / 99 HRB
2 1⁄2” y por debajo
1200
125
105
18
50
321 HBW / 35 HRC
2 1⁄2” hasta 4”
1200
110
95
17
45
321 HBW / 35 HRC
4” hasta 8”
1200
100
85
16
45
321 HBW / 35 HRC
B7 /
Cromo, Molibdeno
B7M /
Cromo, Molibdeno
B16 / Cromo,
Molibdeno, Vanadio
Aceros Austeníticos
Clase / Grado
Diámetro
( Pulgadas)
Tratamiento
Térmico
Resistencia
a la tracción
min (ksi)
Limite de
fluencia min.
en 0.2 % (ksi)
Clase 1 y 1D / B8,
Todos
Disolución de carburos
75
30
30
50
223 HBW / 96 HRB
Clase 1 / B8C, B8T
Todos
Disolución de carburos
75
30
30
50
223 HBW / 96 HRB
Clase 1A / B8A,
B8CA, B8CLNA, B8MA,
B8PA, B8TA, B8LNA,
B8MLNA, B8NA,
B8MNA, B8MLCuNA
Todos
Disolución de carburos en
producto terminado
75
30
30
50
192 HBW / 90 HRB
Clase 1B y 1D / B8N,
Todos
Disolución de carburos
80
35
30
40
223 HBW / 96 HRB
Clase 1C y 1D / B8R
Todos
Disolución de carburos
100
55
35
55
271 HBW / 28 HRC
Clase 1C / B8RA
Todos
Disolución de carburos en
producto terminado
100
55
35
55
271 HBW / 28 HRC
Clase 1C y 1D / B8S
Todos
Disolución de carburos
95
50
35
55
271 HBW / 28 HRC
Clase 1C / B8SA
Todos
Disolución de carburos en
producto terminado
95
50
35
55
271 HBW / 28 HRC
125
100
12
35
321 HBW / 35 HRC
115
80
15
35
321 HBW / 35 HRC
105
65
20
35
321 HBW / 35 HRC
1 1⁄4” hasta 1 1⁄2” incl.
100
50
28
45
321 HBW / 35 HRC
3/4” y por debajo
110
95
15
45
321 HBW / 35 HRC
100
80
20
45
321 HBW / 35 HRC
95
65
25
45
321 HBW / 35 HRC
1 1⁄4” hasta 1 1⁄2” incl.
90
50
30
45
321 HBW / 35 HRC
2” y por debajo
95
75
25
40
321 HBW or 35 HRC
90
65
30
40
321 HBW or 35 HRC
80
55
30
40
321 HBW or 35 HRC
85
65
30
60
321 HBW or 35 HRC
85
60
30
60
321 HBW or 35 HRC
B8M, B8P, B8LN,
B8MLN, B8CLN
B8MN, B8MLCuN
3/4” y por debajo
Clase 2 / B8, B8C,
B8P, B8T, B8N
Clase 2 / B8M, B8MN,
B8MLCuN”
Clase 2B / B8, B8M2D
Clase 2C / B8M3
3⁄4” hasta 1” incl.
1” hasta 1 1⁄4” incl.
3⁄4” hasta 1” incl.
1” hasta 1 1⁄4” incl.
2” hasta 2 1⁄2” incl.
2 1⁄2 hasta 3” incl.
2” y por debajo
Sobre 2”
Disolución de carburos
y endurecimiento por
deformacion
Disolución de carburos
y endurecimiento por
deformacion
Disolución de carburos
y endurecimiento por
deformacion
Disolución de carburos
y endurecimiento por
deformacion
Elongación Reducción
de área
en 2 pulg.
( % )Min.
(%) Min.
Dureza Máxima
9
MEDIDAS EN SISTEMA MÉTRICO
Aceros Ferríticos
Grado / Acero
Diámetro
(mm)
Temperatura Resistencia
Mínima de
a la tracción
Temple (C)
(mpa)
Límite de
fluencia min.
en 0.2 % (mpa)
Elongacion en
4d min. (%)
Reduccion de
area min. (%)
Dureza Máxima
..
B5 / 4% - 6 % Cromo
Hasta M100
593
690
550
16
50
B6 / 13 % Cromo
Hasta M100
593
760
585
15
50
..
B6X / 13 % Cromo
Hasta M100
593
620
485
16
50
26 HRC
M64 y por debajo
593
860
720
16
50
321 HBW or 35 HRC
M64 hasta M100
593
795
655
16
50
321 HBW or 35 HRC
M100 hasta M180
593
690
515
18
50
321 HBW or 35 HRC
M100 y por debajo
620
690
550
18
50
235 HBW or 99 HRB
M100 hasta M180
620
690
515
18
50
235 HBW or 99 HRB
M64 y por debajo
650
860
725
18
50
321 HBW or 35 HRC
M64 hasta M100
650
760
655
17
45
321 HBW or 35 HRC
M100 hasta M180
650
690
585
16
45
321 HBW or 35 HRC
B7 / Cromo,
Molibdeno
B7M / Cromo,
Molibdeno
B16 / Cromo,
Molibdeno, Vanadio
Aceros Austeníticos
Clase / Grado
Resistencia
Limite de
Elongación Reducción
a la tracción fluencia min. en 4d min.
de área
min (Mpa) en 0.2 % (Mpa)
( % )Min.
(%).
Diámetro
( mm )
Tratamiento
Térmico
Clase 1 y 1D / B8, B8M,
B8P, B8LN, B8MLN,
B8CLN
Todos
Disolución de carburos
515
205
30
50
223 HBW / 96 HRB
Clase 1 / B8C, B8T
Todos
Disolución de carburos
515
205
30
50
223 HBW / 96 HRB
Clase 1A / B8A, B8CA,
B8CLNA, B8MA,
B8PA, B8TA, B8LNA,
B8MLNA, B8NA,
B8MNA, B8MLCuNA
Todos
Disolución de carburos en
producto terminado
515
205
30
50
192 HBW / 90 HRB
Clase 1B y 1D / B8N,
B8MN, B8MLCuN
Todos
Disolución de carburos
550
240
30
40
223 HBW / 96 HRB
Clase 1C y 1D / B8R
Todos
Disolución de carburos
690
380
35
55
271 HBW / 28 HRC
Clase 1C: B8RA
Todos
Disolución de carburos en
producto terminado
690
380
35
55
271 HBW / 28 HRC
Clase 1C y 1D / B8S
Todos
Disolución de carburos
655
345
35
55
271 HBW / 28 HRC
Clase 1C / B8SA
Todos
Disolución de carburos en
producto terminado
655
345
35
55
271 HBW / 28 HRC
860
690
12
35
321 HBW / 35 HRC
795
550
15
35
321 HBW / 35 HRC
725
450
20
35
321 HBW / 35 HRC
M30 hasta M36, incl
690
345
28
45
321 HBW / 35 HRC
M20 y por debajo
760
655
15
45
321 HBW / 35 HRC
690
550
20
45
321 HBW / 35 HRC
655
450
25
45
321 HBW / 35 HRC
M30 hasta M36, incl
620
345
30
45
321 HBW / 35 HRC
M48 y por debajo
655
515
25
40
321 HBW or 35 HRC
620
450
30
40
321 HBW or 35 HRC
550
380
30
40
321 HBW or 35 HRC
585
450
30
60
321 HBW or 35 HRC
585
415
30
60
321 HBW or 35 HRC
M20 y por debajo
Clase 2 / B8, B8C, B8P,
B8T, B8N
Clase 2 / B8M, B8MN,
B8MLCuN”
Clase 2B / B8, B8M2D
M20 hasta M24, incl.
M24 hasta M30, incl
M20 hasta M24, incl
M24 hasta M30, incl
M48 hasta M64, incl
M64 hasta M72, incl
Clase 2C / B8M3
M48 y por debajo
Sobre M48
Disolución de carburos
y endurecimiento por
deformacion
Disolución de carburos
y endurecimiento por
deformacion
Disolución de carburos
y endurecimiento por
deformacion
Disolución de carburos
y endurecimiento por
deformacion
Dureza Máxima
Materiales utilizados para la fabricación de espárragos según ASTM A 193
10
Grado
Materiales
Grado
Materiales
B5
B6, B6X
B7, B7M
B16
B8, B8A
B8C, B8CA
AISI 501
AISI 410
AISI 4140, 4142 ó 4145
Acero al cromo, Molibdeno, Vanadio
AISI 304
AISI 347
B8M, BMA
B8M2, B8M3
B8N, B8NA
B8MN
B8MNA
B8P, B8PA
AISI 316
AISI 316
AISI 304N
AISI 316N
AISI 316N
AISI 305 Con restricción de carbono
Espárragos según norma ASTM A 320
Aceros Ferríticos
Grado
Diámetro
( Pulgadas)
Hasta 2 1/2
L7, L7A, L7B
L7C,L70,L71
L72, L73
L43
Resistencia
a la tracción
KSI
Límite de
Fluencia en
0.2% KSI Min.
Elongación en
2 pulg.
Min
Reducción de
área ( % )
Min.
Dureza Máxima
Brinell Rockwell
Temple y
revenido
125
105
16
50
321 HBW / 35 HRC
Temple y
revenido
125
105
16
50
Tratamiento
Térmico
321 HBW / 35 HRC
L7M
Hasta 2 1/2
Temple y
revenido a 620
min.
100
80
18
50
235 HBW / 99 HRB
L1
Hasta 1
Temple y
revenido
125
105
16
50
-
Aceros Austeníticos
Clase
Grado
1
B8, B8C
B8M,B8P,B8F
Tratamiento
Térmico
Resistencia
a la tracción
KSI Min.
Todos
Disolución
de carburos
75
30
Todos
Disolución
de carburos
en producto
terminado
75
Diámetro
( Pulgadas)
B8T,B8LN
B8MLN
B8A
B8CA,B8MA
B8PA,B8FA
B8TA,B8LNA
B8MLNA
1A
2
Hasta 3/4
B8, B8C
B8P,B8F,B8T
de 3/4 a 1
de 1 a 1 1/4
1 1/4 a 1 1/2
Hasta 3/4
de 3/4 a 1
B8M
de 1 a 1 1/4
1 1/4 a 1 1/2
Disolución
de carburos
y dureza por
deformación
Límite de
Fluencia en
0.2% KSI Min.
Reducción
de área
( % )Min.
Dureza Máxima
Brinell - Rockwell
35
50
223 HBW / 96HRB
30
35
50
192 HBW / 90 HRB
125
100
12
35
321 HBW / 35 HRC
115
105
100
110
100
80
65
50
95
80
15
20
28
15
20
35
35
45
45
45
321 HBW
321 HBW
321 HBW
321 HBW
321 HBW
95
90
65
50
25
30
45
45
321 HBW / 35 HRC
321 HBW / 35 HRC
Elongación en
2 pulg. (%)
Min.
/
/
/
/
/
35 HRC
35 HRC
35 HRC
35 HRC
35 HRC
Materiales utilizados para la fabricación de espárragos según ASTM A 320
Grado
Materiales
Grado
Materiales
L7,L7M,L70
AISI 4140,4142 ó 4145
B8C, B8CA
AISI 347
L7A, L71
AISI 4037
8T, B8TA
AISI 321
L78,L72
AISI 4137
B8P, B8PA
AISI 305 con restricción de carbono
L7C,L78
AISI 8740
B8F, B8FA
AISI 303
L43
AISI 4340
B8M.B8MA
AISI 316
L1
Acero bajo carbono, con boro
B8LN, B8LNA
AISI 304N con restricción de carbono
B8,B8A
AISI 304
B8MLN
B8MLNA
AISI 316N con restricción de carbono
11
+ PERNOS DE ANCLAJE
SEGÚN norma astm
Más que piezas o repuestos, nuestro foco es ofrecer tecnologías y propuestas de valor eficaces
para la industria en general, de ahí nuestro incansable cometido por proveer pernos de anclaje
tradicionales, modificados o de cualquier tipo que el cliente solicite.
Asi mismo estamos en condiciones de dotarlos de accesorios como arandelas, platinas cuadradas,
tuercas camisa en polímeros o metálicas.
ALGUNOS EJEMPLOS COMUNMENTE UTILIZADOS SON:
12
NORMA ASTM F-1554
Norma
F1554
Grado
Diámetro
Nominal
Material y
tratamiento
térmico
Esfuerzo
carga de
prueba (KSI)
Esfuerzo
mínimo de
fluencia (KSI)
Esfuerzo de
tracción (KSI)
36
1/4”-4”
Acero de bajo
carbono al Mn
36
36
58 - 80
-
-
36
AZUL
55
1/4”-4”
Acero de bajo
carbono al Mn
55
55
75 - 95
-
-
55
AMARILLO
105
1/4”-3”
Acero aleado
de medio
carbono
templado y
revenido
105
105
125 - 150
-
-
105
ROJO
Dureza Máxima
Brinell Rockwell
Identificación
NORMA ASTM A-307
Norma
A307
Grado
Diámetro
Nominal
Material y
tratamiento
térmico
Esfuerzo
carga de
prueba (KSI)
Esfuerzo
mínimo de
fluencia (KSI)
Esfuerzo de
tracción (KSI)
A
1/4”-4”
Acero de bajo
carbono
60
N/A
60
69 HRB
100 HRB
307A
B
1/4”-4”
Acero de bajo
carbono
100
N/A
60-100
69 HRB
95 HRB
307B
Dureza Máxima
Brinell Rockwell
Identificación
13
+ ANCLAJES
REFRACTARIOS
Transformar las necesidades de la industria en soluciones de bajo costo, efectivas y durables se ve
reflejado una vez más en la línea de anclajes refractarios en acero de altas prestaciones que vendemos.
Usados para la fijación de concretos, telas y todo tipo de recubrimientos de esta clase, podemos
gracias a nuestra experiencia en conversión, modificarlos según su uso o fabricarlos por encargo en
otros tipos.
14
Temperatura de operación de los aceros inoxidables
AISI
Acero
DIN
Composición
Química (%)
Cr - Ni
Temperatura Máxima
Servicio
Servicio
Continuo
Intermitente
304
1.4301
18
-
8
925
870
310
1.4841
25
-
20
1150
1035
316
1.4401/1.4436
18
-
8
925
870
410
1.4006
13
-
0
705
815
- Mo
MATERIALES Y ESPECIFICACIONES
* Fabricación de aceros refractarios SAE 304 Y SAE 310 entre otros.
* Las dimensiones en las tablas son sólo una referencia, otras medidas disponibles bajo pedido.
* Disponibles con accesorios para la fijación.
15
ANCLAJE TIPO VS*
Referencia
Diámetro
(in)
A
(in)
B
(in)
C
(in)
D
(in)
E
(mm)
VS - 20
5/16
21/8
21/8
0
11/2
20-22
VS - 25
5/16
25/8
25/8
0
11/2
20-22
VS - 30
5/16
31/8
31/8
0
11/2
20-22
VS - 35
5/16
35/8
25/8
1
11/2
20-22
VS - 40
5/16
41/4
31/2
3/4
11/2
20-22
VS - 50
5/16
5
4
1
11/2
20-22
VS - 60
5/16
6
4
2
11/2
20-22
VS - 70
5/16
7
4
3
2
20-22
VS - 80
5/16
8
4
4
2
20-22
VS - 90
5/16
9
4
5
21/2
20-22
VS - 100
3/8
10
5
5
21/2
20-22
VS - 120
3/8
12
6
6
21/2
20-22
*Este anclaje es conocido también como tipo FWM.
ANCLAJE TIPO V
Referencia
Diámetro
(in)
A
(mm)
C
(mm)
U°
R
VS - 30
1/4
30
42
60
12
VS - 40
1/4
40
56
60
12
VS - 50
1/4
50
88
60
12
VS - 70
1/4
70
65
60
12
VS - 85
1/4
85
108,5
60
12
VS - 95
1/4
95
120
60
12
VS - 110
1/4
110
137
60
12
VS - 135
5/16
135
161
60
12
VS - 150
5/16
150
178
60
12
VS - 180
5/16
180
213
60
12
ANCLAJE TIPO V - 136
16
Referencia
Diámetro
(in)
A
(mm)
B
(mm)
C
(mm)
F
(mm)
VS - 136 -30
1/4
30
20
42
20
VS - 136 - 40
1/4
40
20
56
20
VS - 136- 50
1/4
50
20
88
20
VS - 136 - 70
1/4
70
20
65
20
VS - 136 - 85
1/4
85
20
108,5
20
VS - 136 - 95
1/4
95
20
120
20
VS - 136 - 110
1/4
110
20
137
20
VS - 136 - 135
5/16
135
20
161
20
VS - 136 - 150
5/16
150
20
178
20
VS - 136 - 180
5/16
180
20
213
20
+ Diseño y mantenimiento de
juntas pernadas
Los tornillos y barras roscadas son ampliamente utilizados en Ia industria. Su duración de vida util depende de una
instalación apropiada y un mantenimiento efectivo durante el servicio, es por eso que FORJAS BOLlVAR presenta a
continuación una breve introducción acerca del diseño y mantenimiento de las juntas pernadas, indicando algunas causas
comunes de fallas y los procedimientos para evitarlas.
Las juntas pernadas son probablemente Ia mejor opción para el ensamble de dos piezas a un bajo costo teniendo
además Ia opción de desensamblar en cualquier momento. Además, Ia simpleza del mecanismo para obtener y mantener
una fuerza de union, han hecho de los tornillos uno de los elementos de ingenieria más populares y aceptados.
Negativamente, esta simpleza y popularidad ha hecho que muchos usuarios no tengan en cuenta algunos aspectos
importantes.
Es común decir que un tornillo puede ser apretado hasta que falle,
pero es claro que no se debe apretar para que falle. Cuando un tornillo
es traccionado, éste se expandirá elásticamente hasta alcanzar el
limite elástico del material que es precisamente el punto máximo que
se puede alcanzar antes de obtener una deformación permanente. A
partir de ese punto, el material se expande rápidamente hasta alcanzar
el punto de fractura. La Figura 1 muestra el diagrama esfuerzo —
deformación para los tres grados de resistencia más comunes. De esta
forma podemos encontrar una zona antes de Ia fractura en Ia que no es
deseable estar.
A
BOLT TENSION (N)
El diseño correcto de las juntas pernadas depende de Ia evaluación
adecuada de factores como el uso de Ia junta, punto de falla preferido,
condiciones de trabajo (temperatura, corrosion, vibración, etc.),
geometria y material, tipo de tornillo, grado de resistencia, precarga,
método de instalación, etc. Una junta pernada es básicamente Ia
unión de dos piezas mediante un tornillo o perno. Cuando el tornillo
es apretado aplicando un torque, el movimiento angular se transforma
en movimiento lineal creando una fuerza de presión entre los dos
componentes como si fueran presionados por una prensa.
B
C
A. SAE Grade 8; ASTM A354 BD
B. SAE Grade 5; ASTM A449
C. SAE Grade 2; ASTM A307
ELONGATION (mm)
FIGURA 1: Diagrama esfuerzo - deformación
para diferentes grados de resistencia
en tornillos.
Precarga de juntas pernadas
Cuando una union debe resistir cargas externas de tracción y de cizallamiento, el tornillo debe ser pretensionado para
obtener un sistema más estable. En Ia figura 2, el tornillo ha sido precargado con una carga inicial P y después es aplicada
a carga externa de trabajo F.
La intención de Ia precarga es poner ambas partes bajo compresión para que exista una mejor resistencia a Ia carga
externa y a su vez para crear una fuerza de fricción y evitar deslizamientos que generen cargas cortantes.
Los tornillos mantienen considerablemente Ia carga de tracción después de ser apretados incluso cuando ha sido
sobrepasado el limite de fluencia. Por este motivo, precargar hasta el limite elástico optimiza el funcionamiento del
sistema sin incurrir en riesgos inminentes. Incluso, para uniones rigidas de metal con metal, Ia precarga minima
debe ser al menos un 90% del limite elástico. Generalmente se puede afirmar que entre más alta Ia precarga, mayor
seguridad contra separación o deslizamiento de Ia junta. Cuando una junta es debidamente precargada se reduce casi
en su totalidad Ia posibilidad de desapriete debido a vibraciones externas o al acomodamiento de las partes unidas
incrementando Ia resistencia a cargas ciclicas de fatiga. Adicionalmente, debido a que los aceros son materiales dúctiIes,
17
las concentraciones de esfuerzos no representan mayor importancia cuando la junta se encuentra precargada. La precarga
permite también que se utilicen menos y más pequeños tornillos para un diseño de junta equivalente al utilizado cuando
no se utiliza precarga. Por otro lado es importante considerar la exposición al medio ambiente ya que los materiales
de alta resistencia trabajando bajo altas cargas son susceptibles a fracturarse cuando se presenta corrosión. Se debe
tener cuidado con realizar precargas por encima del límite elástico únicamente con materiales cuyas propiedades sean
estables y conocidas, pues se pueden presentar comportamientos inesperados. Por esa razón es recomendable utilizar
aceros de alta resistencia con propiedades conocidas tales como grados SAE 5 y 8. La precarga en un tornillo se obtiene
mediante el torque aplicado a la cabeza del tornillo o a la tuerca, por lo tanto es importante verificar el torque necesario
para cada tornillo de forma que se obtenga una precarga óptima.
Cargas que afectan el desempeño de las juntas
Todos los componentes mecánicos sometidos a cargas alternantes
durante el servicio, son propensos a fallar incluso a valores inferiores
que el esfuerzo máximo de tracción del material. La junta de la figura
2 está sometida a cargas alternantes si la carga F fluctúa en el tiempo,
haciendo, a su vez, que la carga P también fluctúe. Esto significa que
la vida del tornillo depende de la frecuencia e intensidad de las cargas
alternantes a las que está sometido todo el sistema. El peor caso se
presenta cuando la precarga es muy baja o las cargas alternantes
externas son demasiado altas separando la junta y permitiendo así
que el tornillo asuma toda la carga externa. Cuando la precarga se
mantiene cercana al limite elástico del material, el tornillo mantendrá
la junta unida sin importar la magnitud de las cargas externas. En
conclusión podemos afirmar que entre más alta la precarga, mayor
será la resistencia a la fatiga.
CARGAS EXCÉNTRICAS
En la práctica, juntas trabajando con cargas que actúan paralelamente al eje del tornillo o con cargas perpendiculares
al mismo, no representan la mayoría de los casos. En cambio, las juntas normalmente tienen muchos tornillos y las
cargas externas generan esfuerzos combinados de torsión, tracción y cizalladura con diferentes magnitudes en cada
uno de los tornillos. Para determinar los efectos de estas cargas en cada uno de los tornillos, es necesario realizar un
estudio mucho más detallado. Para simplificar, se puede asumir una carga distribuida uniformemente en cada uno de
los tornillos que componen la junta como si el ensamble fuera un conjunto totalmente rígido. Es importante por eso
mantener todos los tornillos que conforman la junta debidamente precargados.
VIBRACIÓN
La vibración es probablemente la causa número uno de juntas y tornillos sueltos que generan fallas y pérdida de
partes. Los transportadores vibratorios son un buen ejemplo de sistemas donde la vibración es un elemento crítico.
Cuando las juntas están cargadas estáticamente, no hay razón para que se aflojen las piezas, pero cuando se presentan
cargas dinámicas, cargas cíclicas o vibraciones, los tornillos son susceptibles de aflojarse. Cualquier movimiento, incluso
microscópico, reduce la precarga del tornillo y, si se presenta repetidamente, puede aflojar completamente la junta. La
mejor forma de evitar la separación de la junta, es manteniendo la precarga de forma que la magnitud de la fricción
entre la placas sea mayor que la de las cargas externas presentadas durante el servicio. La utilización de tuercas de
seguridad, adhesivos, pines, arandelas de presión, etc., es una solución efectiva cuando se presenta vibración excesiva.
18
CARGA DE CIZALLADURA
De acuerdo a las cargas durante el servicio, las juntas se pueden clasificar en juntas a tracción y juntas a cizallamiento.
En las juntas a tracción, las cargas externas son paralelas al eje del tornillo, mientras que en las juntas a cizallamiento,
las cargas se presentan perpendicularmente al eje del tornillo (Figura 3). Cuando los tornillos no son debidamente
precargados, las placas se deslizan generando una carga de cizalladura en el tornillo. En esta situación, la capacidad
de carga de la junta se convierte en el producto del área de la
sección transversal del tornillo multiplicado por el máximo esfuerzo
cortante admisible por el material. Cuando el tornillo se encuentra
debidamente precargado, las placas se encuentran apretadas una
contra otra, evitando así el deslizamiento relativo entre ellas. De
esta forma el tornillo está cargado únicamente por su precarga hasta
que se presente deslizamiento entre las placas . Es por esto que la
resistencia de fricción debe ser mayor que las cargas externas que
afectan la junta.
ACOMODAMIENTO (RELAJAMIENTO) DE LA JUNTA
Todas las juntas experimentan un acomodamiento de sus
componentes durante el servicio que genera finalmente una pérdida
de la precarga.
Inmediatamente después de la instalación de los tornillos, las
superficies de la junta se acomodan y se pierde entre un 2 % y
un 11 % de la precarga. Este acomodamiento inicial se debe a un
aplastamiento de las superficies imperfectas y rugosas mientras se
aplica la nueva carga. Durante los primeros días, este acomodamiento
continúa mientras se aplican las primeras cargas de servicio,
generando o una pérdida adicional de precarga de un 2 % a 5%.
Los metales sometidos a cargas continuas tienen una tendencia a elongarse continuamente aun cuando las cargas
externas se mantienen constantes. Pero este fenómeno debe considerarse únicamente cuando existen cambios en la
temperatura de operación, pues a temperatura ambiente la rata de elongación es tan baja que se puede despreciar.
Al aumentar la temperatura de operación esta rata aumenta y el fenómeno se convierte en un factor a considerar.
También es importante considerar que a elevadas temperaturas los aceros sufren una disminución de su límite elástico
permitiendo mayores deformaciones en el tornillo que generan finalmente una pérdida de la precarga.
Hay algunos factores que reducen las consecuencias del acomodamiento de las juntas:
• Buen control de calidad en las superficies de contacto de las placas a unir de forma que sean suaves y homogéneas.
• Uso de tornillos y arandelas endurecidas para aumentar la rigidez del conjunto.
• Apriete frecuente de los tornillos durante el servicio.
• Uso de pernos y tuercas con arandela deslizante a fin de reducir el esfuerzo de giro en el apoyo del tornillo y de la tuerca.
El acomodamiento puede continuar durante toda la vida útil de la junta, por lo tanto es importante tenerlo en cuenta
en todo momento.
19
20