Fabricação de peças forjadas sob encomenda: do desenho à peça acabada 

Ao escolher um fornecedor paraprodução de peças forjadas sob encomendaÉ importante compreender não só os preços, mas também as capacidades tecnológicas de produção, a gama de materiais processados ​​e o sistema de controle de qualidade. Neste artigo compartilho observações práticas que ajudarão você a evitar erros comuns na hora de fazer um pedido.

Por que encomendar peças forjadas requer uma abordagem separada

Certa vez, encomendei um lote de peças forjadas para um trocador de calor - parece que era aço carbono 20 comum, nada complicado. Mas quando as peças chegaram, as tolerâncias de usinagem foram superestimadas em trinta por cento em comparação com as calculadas. Tivemos que recalcular o custo de acabamento e os prazos foram alterados em duas semanas. Desde então, sempre especifiquei não só as dimensões finais da peça, mas também os diâmetros de forjamento com tolerâncias. Na minha experiência, a diferença entre “diâmetro de forjamento 255 ± 10 mm” e “diâmetro de acabamento 230 mm” não é apenas números, é dinheiro e tempo diretos.

Forjar é mais do que apenas aquecer metal e bater nele com um martelo. Este é um método de processamento de metais por pressão, no qual a peça inicial adquire uma determinada forma e tamanho, e ao mesmo tempo são formadas a estrutura e as propriedades necessárias. O peso das peças forjadas pode variar de alguns gramas a 350 toneladas ou mais. E para cada peso, cada tipo de aço - sua própria tecnologia, seu próprio equipamento, seus próprios padrões.

Portanto, quando ouço a frase “precisamos de peças forjadas”, a primeira pergunta que faço é: “Quais exatamente? Qual marca? Qual é o peso? Qual é a precisão? Sem respostas a estas perguntas, qualquerprodução de peças forjadas sob encomendavira loteria. E fiquei convencido disso em mais de uma entrega.

Processo tecnológico: do blank ao forjamento

O desenvolvimento do processo começa com um desenho do forjamento. O tecnólogo analisa o desenho da peça acabada e determina exatamente como ficará o forjamento antes da usinagem - com tolerâncias, tolerâncias e sobreposições de forjamento. E aqui é importante entender: o desenho de uma forja não é o desenho de uma peça. Este é o desenho de uma peça bruta a partir da qual uma peça será posteriormente usinada. E se você enviar ao fabricante apenas o desenho final, sem indicar as dimensões do forjado, prepare-se para surpresas.

GOST 7505-89 regula tolerâncias, tolerâncias e tolerâncias de forjamento para peças forjadas de aço estampado. Para peças forjadas feitas de carbono estrutural e aço-liga, aplica-se GOST 8479-70. Para aços e ligas resistentes à corrosão - GOST 25054-81, que se aplica a peças forjadas com diâmetro de até 1000 mm. Estas não são apenas formalidades. São documentos segundo os quais o fabricante é obrigado a trabalhar. E se eles disserem “faremos de acordo com o seu desenho”, mas quando questionados sobre o GOST eles hesitam, esse é um motivo para ser cauteloso.

Na prática, encontrei situações em que o cliente enviou um desenho sem indicar um grupo de peças forjadas de acordo com GOST 25054-81. Mas existem os grupos I, II, III, IIIK e IV - dependendo da finalidade da peça, do nível de cargas e das condições de operação, incluindo exposição a ambientes que causam corrosão intergranular. Sem especificar o grupo, o fabricante o escolhe por sua própria conta e risco, e isso implica em pagar a mais por uma margem de segurança excessiva ou, pior ainda, na confiabilidade insuficiente do produto acabado.

Materiais para forjamentos: o que pode ser encomendado

Um dos maiores erros que vejo os clientes cometendo pela primeira vez é limitar-se apenas ao aço carbono. Sim, o aço 20, 45, 40Х é um clássico, todo mundo tem. Mas modernoprodução de peças forjadas sob encomendacobre uma gama muito mais ampla.

Aqui está uma lista parcial do que os fabricantes realmente trabalham: aço carbono, aço inoxidável, ligas de aço, ligas de titânio, ligas de cobre, ligas de níquel. Forjados feitos de ligas de titânio dos graus PT-3V, 3M, 5V e 37, por exemplo, são amplamente utilizados na construção naval, energia nuclear e engenharia mecânica. Forjados feitos de aço resistente à corrosão 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 20Х13 e muitos outros são regulamentados pelo GOST 25054-81.

Um dia precisei de peças forjadas de aço 09Х14Н19В2БР - este é um material resistente ao calor para componentes de alta temperatura. Encontrei um fabricante que trabalha com isso e recebi blanks de alta qualidade dentro do prazo. E eu poderia ter passado semanas em buscas e aprovações se não tivesse verificado antecipadamente se o fornecedor tinha experiência com essas marcas. A propósito, anúncios aparecem regularmente em portais metalúrgicos para a venda de peças forjadas feitas de classes como 9Х2МФ de acordo com GOST 8479-70, 12ХН2 e até mesmo ligas de níquel como ХН65МВ e ХН78Т.

Outro ponto importante: ao solicitar peças forjadas para usinagem, o cliente deverá indicar o tamanho de acabamento da peça. E quanto mais precisão você fizer isso, menor será o desperdício de material e menor será o custo do acabamento. De acordo com meus cálculos, a economia em licenças pode chegar a 15-20% do custo total do pedido.

Padrões e controle de qualidade

Sem sistema de controle de qualidadeprodução de peças forjadas sob encomendaperde todo o significado. Não basta obter uma peça com o formato desejado - é importante que ela suporte as cargas de projeto, não tenha defeitos internos e corresponda à composição química.

A análise química do metal forjado deve ser realizada de acordo com GOST 12344-78 e GOST 12365-66. Ao fazer peças forjadas de metal fundido por empresas de manufatura, a composição química do aço é determinada pela análise térmica da amostra final. Este é um procedimento padrão, mas nem todos os clientes sabem que têm o direito de solicitar protocolos para estas análises. E eu sempre recomendo perguntar - esta é a única maneira de ter certeza de que você recebeu exatamente a marca que encomendou.

Alguns fabricantes, a pedido do cliente, realizam testes ultrassônicos de peças forjadas e testes de resistência à corrosão intergranular. Forjados feitos de aços e ligas especificados pelo GOST 5632-72, bem como ligas dos graus KhN32T, KhN78T e KhN65MV devem ser resistentes à corrosão intergranular. Para produtos críticos que operam em ambientes agressivos, este é um requisito obrigatório.

Tive um caso em que um lote de peças forjadas de aço inoxidável não passou no teste ICC - corrosão intergranular. O fabricante garantiu que estava tudo bem, mas insistimos em um teste de laboratório independente. E fizeram a coisa certa: o defeito foi identificado antes da montagem das peças. A substituição teria custado muito mais se tivéssemos notado o problema já no equipamento acabado.

Quanto ao marco regulatório, vale citar a OST 26-01-135-81, que fixa o peso máximo dos forjados para diversos tipos de aço - de 3 toneladas para 09G2S a 85 toneladas para 22Kh3M e 25Kh2MFA. Isto é importante se você estiver solicitando grandes peças forjadas para vasos de pressão ou equipamentos de coluna. Nem todo fabricante pode trabalhar com essas massas.

Onde os forjados personalizados são usados?

A gama de aplicações para peças forjadas é tão ampla que é simplesmente impossível listar todas as indústrias. Mas se falarmos das encomendas mais frequentes que encontro, são petroquímica, energia e engenharia geral.

Os equipamentos petroquímicos requerem peças forjadas feitas de aços resistentes à corrosão e ao calor. Vasos de pressão, colunas, trocadores de calor, acessórios para tubulações - todos esses produtos contêm elementos forjados. E aqui é importante não só a qualidade do metal, mas também a disponibilidade da documentação que o acompanha: certificados, relatórios de testes, relatórios de laboratórios independentes.

No setor energético, especialmente no nuclear, os requisitos são ainda mais rigorosos. As peças forjadas para engenharia de energia nuclear devem passar por controle adicional e os fabricantes devem ter licenças apropriadas. A massa dessas peças forjadas pode chegar a dezenas de toneladas. Em empreendimentos como a Fábrica Motovilikha, prensas de forjamento com força de 10, 20 e 30 MN permitem a produção de até 4 mil toneladas de peças forjadas por mês. Mas estes são, claro, gigantes. Para a maioria dos pedidos, capacidades menores são suficientes.

Na engenharia mecânica, peças forjadas são usadas em eixos, engrenagens, flanges, discos, anéis e caixas. Um forjamento de aço estrutural é uma peça ou peça obtida por forjamento de aço estrutural, que apresenta maior resistência e estrutura densa devido à deformação plástica do metal. É essa estrutura compactada que torna as peças forjadas preferíveis para componentes críticos em comparação com peças fundidas ou laminadas.

Aliás, pedidos de peças forjadas de marcas específicas aparecem regularmente no mercado. Por exemplo, um anúncio sobre o pedido de forjados Caso (12Х1МФ) para 10 peças ou uma proposta para forjados 08Х18Н10Т conforme OST 108.109.01-92. Isso significa que a demanda porprodução de peças forjadas sob encomendaé estável e os fabricantes que puderem oferecer condições e preços competitivos estarão sempre em demanda.

Como escolher um fornecedor para solicitar peças forjadas

Selecionando um fornecedor paraprodução de peças forjadas sob encomendaé sempre um compromisso entre preço, prazo e qualidade. E minha experiência sugere que não se pode economizar na qualidade nesse assunto. Mais barato pode significar não apenas metal inferior, mas também geometria incompatível, tolerâncias excessivas, falta de documentação - e isso acaba sendo mais caro.

A primeira coisa que verifico com um fornecedor em potencial é a experiência dele com meu tipo de aço. Nem todos os fabricantes trabalham igualmente bem com, digamos, ligas de níquel ou titânio. Se não houver projetos semelhantes em seu portfólio, este é um motivo para pensar nisso. A segunda é a disponibilidade de certificados e um sistema de gestão da qualidade. Terceiro, prontidão para fornecer relatórios de testes e outra documentação de apoio.

Também é importante entender quais tipos de controle o fabricante pode realizar internamente e quais tipos ele exige de laboratórios terceirizados. Testes ultrassônicos, testes de penetração, testes mecânicos, análises químicas – tudo isso deve ser feito internamente ou em um grupo de empreiteiros confiáveis. E, claro, prazos. Prazos realistas, não promessas de “faremos isso em uma semana” para peças forjadas que pesam várias toneladas.

EmpresaWuxi Kaisheng Energia Elétrica e Equipamento Petroquímico Co., Ltd(Wuxi Kaisheng Electricity Petrochemical Equipment Co., Ltd.) não apenas produz equipamentos completos - vasos de pressão, unidades de caldeiras - mas também produz novos componentes para diversos tipos de equipamentos. A empresa possui capacidade de produção para trabalhar com diversos materiais: aço carbono, aço inoxidável, ligas de aço, ligas de titânio, ligas de cobre, ligas de níquel. É exatamente esse o caso quando o fabricante consegue fechar todo o ciclo - desde o desenvolvimento do desenho do forjamento até o acabamento e entrega da peça acabada.

Mais informações sobre os equipamentos e exemplos de trabalhos podem ser encontradas no site da empresa:https://www.ks-heatexchanger.com.

Como resultado, eu formularia os pontos-chave ao solicitar peças forjadas da seguinte forma: indicar claramente o tipo de aço e as dimensões de acabamento, verificar se o fabricante tem experiência com seu material, exigir documentação de controle de qualidade e não buscar o preço mais baixo.Fabricação de peças forjadas sob encomendaé um processo onde a confiabilidade do fornecedor é mais importante do que economizar alguns por cento.

Veja fotos de equipamentos e exemplos de peças forjadas acabadas no site do fabricante - isso o ajudará a entender melhor com quem está lidando. Se você tiver alguma dúvida sobre a escolha do material ou tecnologia, deixe um comentário, tentarei responder com base na minha experiência.

Fontes:
Grande Enciclopédia Russa - Forjamento
GOST 8479-70 Forjados feitos de carbono estrutural e aço-liga
GOST 25054-81 Forjados feitos de aços e ligas resistentes à corrosão
Visão geral do mercado de peças forjadas de aço na Rússia, 2024.