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23
2026
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Descripción general de los productos de herramientas de perforación para máquinas de perforación de roca en China
La demanda de herramientas de perforación para martillos hidráulicos en el mercado nacional mostrará una tendencia de aumento año tras año; el desarrollo de herramientas de perforación destinadas a máquinas perforadoras es una vía clave para elevar el nivel global de los productos nacionales de este tipo.
Subdivisión China de Herramientas y Brocas de Acero para Soldadura
Desde mediados de la década de 1980, cuando los organismos encargados de la construcción ferroviaria en China emplearon ampliamente la perforadora hidráulica integral Boomer353E de Atlas Copco en las obras de excavación del túnel de Dayaoshan de la línea férrea Beijing–Guangzhou, el profesor Zhang Guojue, experto en el sector nacional de herramientas y barrenos para perforación, señaló en un artículo que la demanda de productos de herramientas para perforadoras hidráulicas integrales en el mercado chino mostraría una tendencia al alza año tras año, y que el desarrollo de herramientas destinadas a estas máquinas constituye una vía clave para elevar el nivel general de los productos nacionales de este tipo. Esta perspectiva fue tomada en consideración por algunas empresas nacionales fabricantes de herramientas, dotadas de sólidas capacidades productivas y adecuadas condiciones tecnológicas, que comenzaron a orientarse hacia la producción a gran escala de herramientas para perforadoras hidráulicas. A lo largo de los casi veinte años siguientes, dichas empresas fueron perfeccionando sus procesos tecnológicos, modernizando su equipamiento, ampliando la escala de sus productos, expandiendo su presencia en el mercado nacional y aumentando de forma sostenida sus exportaciones, entrando así en un ciclo de crecimiento sostenible.
En la actualidad, las herramientas de perforación para martillos de roca fabricadas en China se agrupan principalmente en cuatro grandes series: herramientas para máquinas de perforación subterránea, herramientas para máquinas de perforación minera subterránea, herramientas para operaciones de perforación y anclaje en minería subterránea, y herramientas para máquinas de perforación de roca en cielo abierto.
Herramientas de barrenado para máquinas perforadoras hidráulicas de minería. En las grandes minas subterráneas de metales del país, las máquinas perforadoras totalmente hidráulicas que se emplean son principalmente los modelos Simba 1254 y 1354, fabricados por la empresa sueca Atlas Copco. Estas máquinas utilizan martillos hidráulicos de la serie COP1838, con barras de acoplamiento MF de 1530 mm y 1830 mm, de rosca T38 o T45, así como brocas de dientes esféricos con diámetros de 76 mm y 89 mm, conectadas mediante rosca; su eficiencia en la perforación y la calidad de los barrenos son excelentes. Con el desarrollo de la industria metalúrgica nacional, el volumen de extracción de recursos minerales metálicos en minas subterráneas de gran escala seguirá aumentando, y la utilización de otros modelos de máquinas perforadoras hidráulicas subterráneas de alta eficiencia se incrementa año tras año.
Herramientas de perforación para máquinas de excavación hidráulicas. Aunque en la actualidad los equipos de construcción nacionales siguen recurriendo principalmente a equipos ligeros de perforación para labores de excavación y voladura en túneles y galerías, en proyectos de gran escala como las cavernas subterráneas de centrales eléctricas, la excavación de conducciones de desvío y la ejecución de galerías de gran sección en minas metálicas subterráneas es necesario emplear máquinas de perforación totalmente hidráulicas, tales como los modelos Boomer 281/282 y Boomer 351/353. Estas máquinas utilizan, en su mayoría, barras de perforación R38/T38—H35—R32, con longitudes de 3090 mm, 3700 mm y 5525 mm, así como brocas de dientes esféricos con conexiones roscadas de diámetros D45 mm y D48 mm.
El número de equipos de perforación hidráulicos de fabricación nacional que se utilizan en las minas pertenecientes a las grandes empresas estatales de minería del carbón va en aumento. Los taladros de perforación hidráulicos, junto con sus correspondientes herramientas de perforación —como las barras de taladro R32‑H28‑R28, de longitud 2700 mm, 3100 mm e incluso 4300 mm— se han convertido en uno de los tipos de herramientas de percusión más empleados en la excavación de galerías para la extracción subterránea de carbón; asimismo, el uso de brocas esféricas de rosca con seis o siete dientes, de diámetros D41 mm y D43 mm, que se acoplan a estos equipos, también registra un crecimiento constante.
Herramientas de perforación para martillos hidráulicos de superficie. Los martillos hidráulicos de superficie son equipos mecanizados de perforación de roca ampliamente utilizados en la construcción nacional. En proyectos de energía hidroeléctrica, minería, extracción de minerales y canteras, los modelos más empleados son máquinas de perforación monobrazo sobre orugas fabricadas por las empresas suecas Atlas Copco y Sandvik Tamrock, así como por la japonesa Furukawa. Al adquirir nuevos equipos, las empresas constructoras suelen ceder a contratistas privados los modelos antiguos que ya no utilizan; estos últimos, tras ser renovados y reparados, vuelven a incorporarse masivamente a los sitios de obra. Asimismo, en los actuales emplazamientos de construcción —especialmente en tareas como la excavación de cimentaciones o las voladuras para la nivelación del terreno— se observa un gran número de máquinas de perforación hidráulicas compuestas por excavadoras hidráulicas equipadas con brazos de perforación y dotadas de martillos hidráulicos de diversos modelos, adaptadas mediante modificaciones específicas. Según estimaciones conservadoras, el parque nacional de martillos hidráulicos de superficie, en sus distintas variantes, supera ampliamente las 8.000 unidades. Las barras de acoplamiento MF con roscas T38, T45 y T51, de longitudes 3.050 mm y 3.660 mm, así como los conjuntos de conexión entre barras y cabezales de perforación, y los cabezales de perforación con roscas de diámetros D76 mm, D89 mm y 102 mm, constituyen productos de elevada demanda en el mercado de herramientas de perforación.
En China, las empresas manufactureras nacionales producen anualmente alrededor de 300.000 barras de perforación hidráulicas de diversos tipos; entre ellas, las barras para máquinas de perforación de avance representan aproximadamente el 35 %, mientras que las barras de conexión para máquinas de perforación minera constituyen cerca del 15 %; el resto corresponde principalmente a barras destinadas a máquinas de perforación hidráulicas utilizadas en minería a cielo abierto. Las exportaciones de barras para máquinas de perforación equivalen a aproximadamente el 22 % de la producción total, concentrándose sobre todo en barras para máquinas de perforación a cielo abierto y en barras de avance, mientras que el volumen de barras para minería es relativamente reducido. El resto se destina al mercado nacional. Por otro lado, dado que la calidad de las barras fabricadas en el país aún no logra satisfacer plenamente los requisitos de algunos modelos nuevos de máquinas de perforación hidráulicas de alta potencia, empresas extranjeras productoras de herramientas de perforación, como Sandvik, Atlas Copco, Boart, RockMore y la japonesa Mitsubishi, comercializan anualmente en el mercado chino unas 20.000 barras para máquinas de perforación hidráulicas, principalmente destinadas a equipos de perforación a cielo abierto. En el país existen cerca de veinte empresas con capacidad de producción de barras para máquinas de perforación hidráulicas, la mayoría de las cuales han comenzado a investigar y fabricar este tipo de productos recientemente.
En el ámbito de las cabezas esféricas con conexión roscada para martillos hidráulicos de perforación, las empresas nacionales producen anualmente alrededor de 2,6 millones de brocas de diversos tipos. De este total, aproximadamente el 30 % corresponde a brocas para máquinas de perforación hidráulica de túneles, un 10 % a brocas para máquinas de perforación subterránea hidráulicas, y el resto se destina principalmente a máquinas de perforación hidráulicas para canteras a cielo abierto. Dado que las brocas para máquinas de perforación hidráulica de túneles presentan diámetros reducidos y que las brocas destinadas a la minería subterránea hidráulica suelen emplearse principalmente en la perforación de vetas metálicas, los requisitos en cuanto a la resistencia al desgaste del acero de la carcasa y de los dientes de aleación, así como a la resistencia a la fatiga, a las grietas y a la rotura, y a la capacidad de fijación de los dientes de aleación, son relativamente elevados. Por ello, las empresas fabricantes adoptan un criterio muy riguroso en la selección del acero para la carcasa y del tipo de dientes de aleación, recurriendo en la mayoría de los casos a materiales con prestaciones superiores; asimismo, en el proceso de fijación de los dientes predominan técnicas basadas en el engarzado térmico.
Los martillos hidráulicos de perforación a cielo abierto se emplean en una amplia variedad de aplicaciones, como la excavación de infraestructuras, las obras hidroeléctricas, la explotación de canteras, las minas de materiales de construcción y de cemento, así como la nivelación de terrenos y la ejecución de pozos de anclaje. Dado que las rocas o los suelos a perforar presentan características muy diversas, las diferencias en el rendimiento de las brocas no resultan tan evidentes; por ello, los requisitos de calidad de estas brocas no son tan estrictos como los de los dos tipos anteriores. En consecuencia, para controlar los costos de producción, las empresas fabricantes adoptan distintas estrategias en la selección de materias primas y en los procesos de fijación de los dientes, lo que genera una competencia intensa basada principalmente en el precio del producto en el mercado.
En los últimos años, la calidad de las barras de perforación para martillos hidráulicos fabricadas en nuestro país ha ido mejorando de manera constante; sin embargo, en comparación con los productos similares de los principales fabricantes extranjeros, aún presentan ciertas debilidades, como una vida útil algo inferior y una menor estabilidad en la calidad del producto. En cuanto a las causas, cabe señalar que persisten deficiencias en el material de acero hueco, en el mecanizado de las roscas y en la configuración estructural, así como en los procesos de tratamiento térmico. La barra de perforación para martillos hidráulicos es un elemento tubular de gran longitud que opera bajo condiciones de elevado trabajo de impacto, altos momentos torsionales y fuerte corrosión, lo que impone exigencias extremadamente rigurosas en cuanto a su rendimiento y calidad. Las principales empresas nacionales dedicadas a la producción de barras de perforación para equipos de perforación hidráulica deberían iniciar sus mejoras desde la calidad del acero hueco, prestando especial atención al proceso de mecanizado de las roscas —incluyendo la geometría de la rosca, el método de conformado, la precisión y el acabado superficial—, así como a los procedimientos de tratamiento térmico —como el cementado, la temperatura del horno, el potencial de carbono en el interior del horno y el control de la capa de cementación en la barra, así como el enfriamiento durante el temple—. Asimismo, sería conveniente profundizar en la investigación sobre el proceso de soldadura por fricción de las barras, en las técnicas de endurecimiento de la barra y en los tratamientos de protección contra la corrosión tanto en la superficie interna como externa, así como en el cumplimiento de los estándares de rectitud de la barra, con el fin de lograr una mayor estabilidad y prolongar la vida útil de los productos durante su uso.
La empresa sueca Sandvik es una de las empresas que, en el mercado internacional, fabrica barras de perforación hidráulicas de alta calidad para martillos perforadores; desde siempre ha otorgado gran importancia a los indicadores de calidad del acero hueco empleado en dichas barras. En artículos técnicos redactados a comienzos de la década de 1990, la compañía señaló reiteradamente: “ “Los aceros huecos de excelentes características de rendimiento constituyen la garantía para la fabricación de barrenos de alta calidad.” En la actualidad, el proceso de producción del acero hueco utilizado en los barrenos de las máquinas perforadoras de nuestro país se ha vuelto prácticamente idéntico al de dicha empresa, y tanto los métodos de fabricación como los equipos de producción han ido perfeccionándose progresivamente. Si durante los procesos de fundición y laminación se logra elevar aún más los parámetros de rendimiento del acero hueco, ello redundará sin duda en una notable mejora de la estabilidad cualitativa de los barrenos hidráulicos nacionales. En cuanto a las brocas esféricas con conexión roscada para máquinas perforadoras hidráulicas, desde finales de la década de 1990 estos productos han sido uno de los principales rubros exportados por las empresas nacionales de herramientas de perforación hacia el mercado internacional. Durante el proceso de perforación, la broca es el elemento que actúa directamente sobre la roca; su desempeño operativo influye de manera decisiva en la eficiencia productiva. Sin embargo, en la actualidad las empresas nacionales fabricantes de herramientas de perforación emplean materias primas diversas, cuentan con equipos de mecanizado y tratamiento térmico desiguales, presentan diferencias en la cualificación técnica de sus trabajadores y aplican distintos procedimientos tecnológicos y principios de control de costos, lo que se refleja en variaciones en la vida útil y la estabilidad de sus productos. En este sentido, resulta imperativo que las empresas dedicadas a la fabricación de brocas esféricas con conexión roscada para máquinas perforadoras hidráulicas —en especial aquellas de mayor volumen de producción— presten especial atención a la calidad y a los indicadores de estabilidad de sus productos; asimismo, conviene que las empresas que dispongan de los medios adecuados adopten el proceso de inserción térmica de los dientes. 
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2024-02-10
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