Los pernos de los revestimientos son componentes fundamentales para fijar los revestimientos de un molino de bolas. Una vez que se rompen, las consecuencias pueden ir desde el aflojamiento y el desplazamiento de los revestimientos (lo que acelera el desgaste tanto de los revestimientos como de la carcasa) hasta consecuencias más graves, como el desprendimiento de los revestimientos, daños en la rejilla de descarga o en el equipo de elevación, e incluso la deformación de la carcasa —un fallo grave del equipo—. Por lo tanto, es esencial identificar con precisión las causas de la rotura y adoptar medidas correctivas rápidas y adecuadas.

I. Análisis de las causas de las fracturas

La rotura de un perno de revestimiento rara vez se debe a un único factor; suele ser el resultado de la combinación de múltiples efectos. Entre las causas principales se incluyen:

1. Estrés y fatiga

• Cargas de impacto alternas: Durante molino de bolas Durante el funcionamiento, los medios de molienda y el material ejercen impactos y compresiones periódicas sobre los revestimientos. Los pernos están sometidos a tensiones alternas a largo plazo de tracción, flexión y cizallamiento. Las microfisuras se inician en los puntos de concentración de tensiones y se propagan gradualmente, lo que acaba provocando fractura por fatiga — la causa más frecuente.
• Concentración de tensiones: Un radio de transición demasiado pequeño entre la cabeza y el vástago del perno, o unas raíces afiladas en la rosca, aumentan el factor de concentración de tensiones y hacen que estas zonas sean propensas a convertirse en el origen de grietas por fatiga.

2. Fuerza de apriete previo inadecuada

• Apretado previo excesivo: Un apriete excesivo durante la instalación hace que la tensión de tracción inicial se acerque al límite elástico o lo supere. Cuando a ello se suman las cargas de impacto durante el funcionamiento, la tensión supera la resistencia máxima y provoca la rotura.
• Apretado o aflojamiento previo insuficiente: Si los pernos no se aprietan con el par de apriete requerido, o si fallan las medidas de fijación durante el funcionamiento (por ejemplo, arandelas de seguridad ausentes, tuercas aflojadas), aparecen huecos entre el revestimiento y la carcasa. El movimiento relativo del revestimiento somete a los pernos a fuerzas adicionales de flexión y cizallamiento, lo que acaba provocando una fractura por cizallamiento o por flexión.
• Carga desigual entre los pernos: El apriete no se realiza de forma simétrica y secuencial, lo que provoca que algunos pernos se vean sometidos a una carga excesiva.

3. Factores relacionados con el revestimiento y la estructura

• Flujo plástico o deformación de los revestimientos: Los revestimientos fabricados con materiales como el acero con alto contenido en manganeso pueden sufrir un flujo plástico tras un impacto, lo que provoca abombamientos, pandeos o una reducción del espesor. Esto comprime la cabeza o el vástago del perno, lo que genera grandes fuerzas adicionales de tracción y flexión que, con el tiempo, provocan que el perno se rompa por tracción o por cizallamiento.
• Agujeros avellanados desgastados o desalineados: Tras un uso prolongado, los orificios avellanados de los casquillos pueden agrandarse o desalinearse, lo que provoca un apoyo desigual de la cabeza del perno y genera una tensión de flexión adicional en el perno.
• Espacios obstruidos o atascados entre los revestimientos: Las bolas de acero, ya sean de material o rotas, quedan encajadas en los huecos entre los revestimientos. La expansión térmica o la compactación del material pueden hacer que los revestimientos adyacentes se presionen entre sí, lo que provoca que los pernos se tensen más allá de su límite.

4. Defectos de fabricación y de los materiales

• Calidad del material inferior a la norma: Los pernos fabricados con materiales de resistencia insuficiente (por ejemplo, utilizando acero al carbono común en lugar de acero aleado) o con un tratamiento térmico inadecuado (templado y revenido deficientes) presentan una resistencia o tenacidad insuficientes.
• Defectos de procesamiento: Grietas de forja, pliegues, capas de descarburación excesivas, rebabas en las roscas o perfiles de rosca incompletos.
• Juntas de estanqueidad deterioradas: Las juntas de goma resistentes al calor o de amianto situadas entre el perno y la carcasa pueden envejecer y deformarse, lo que provoca que el perno se afloje o que falle el sellado. La penetración de polvo en el orificio del perno acelera entonces el desgaste.

5. Factores ambientales y de corrosión

• Corrosión: En molinos húmedos o al moler materiales corrosivos, el agua de refrigeración o la lechada pueden filtrarse por el espacio libre del perno, provocando corrosión electroquímica en la rosca. Se forman picaduras de corrosión que actúan como puntos de inicio de grietas por fatiga, lo que acelera la fractura (corrosión por tensión).
• Efectos de las altas temperaturas: En las plantas de secado o cuando la ventilación es deficiente, las altas temperaturas internas provocan que los materiales de los pernos sufran fluencia y pierdan resistencia. Además, la expansión térmica genera tensiones adicionales que aumentan el riesgo de fractura.

II. Métodos de tratamiento

El tratamiento de la rotura de un perno del revestimiento depende de la ubicación de la rotura, del estado de la pieza rota y del estado de funcionamiento del molino. Existen diferentes medidas de reparación de emergencia y correctivas.

(A) Medidas de mantenimiento preventivo rutinario (soluciones fundamentales)

1. Elige pernos de alta calidad y gran resistencia: Uso acero aleado de alta resistencia (por ejemplo, 42CrMo, 40Cr) sometidos a un tratamiento de temple y revenido, y con un grado de resistencia no inferior a Grado 8,8 o 10.9. Controlar rigurosamente la calidad del mecanizado de las roscas.
2. Estandarizar la instalación y el apriete:
   • Aprieta los tornillos en un patrón cruzado simétrico en 2 o 3 pasos para garantizar una carga uniforme.
   • Utiliza un llave dinamométrica Apriete hasta alcanzar el par de apriete especificado; no apriete en exceso basándose solo en la sensación.
   • Ajuste arandelas de seguridad (por ejemplo, arandelas elásticas, arandelas Belleville) o utilizar tuercas dobles para evitar que se afloje.
3. Mejora la protección de la estanqueidad: Coloque anillos de sellado de goma resistente al calor o de amianto entre la cabeza del perno y el orificio avellanado del revestimiento, y entre la pared exterior de la carcasa y la tuerca, para evitar la entrada de lodos o polvo y la corrosión de la rosca.
4. Inspección periódica y reajuste del par de apriete: Tras la instalación o sustitución de un nuevo revestimiento, reapretar Todos los pernos en las primeras 24 horas de funcionamiento. Durante las inspecciones rutinarias, compruebe que las tuercas no estén sueltas y que no haya un desgaste anormal del orificio avellanado. Programe inspecciones periódicas durante las paradas de la instalación.
5. Selecciona los materiales adecuados para el revestimiento: En el primer compartimento, sometido a fuertes impactos, se debe evitar el uso de revestimientos de acero con alto contenido en manganeso, que son propensos al flujo plástico. En su lugar, se deben utilizar aceros multialegados de carbono medio, que presentan una mayor resistencia a la deformación, con el fin de reducir las fuerzas de compresión que actúan sobre los pernos.

(B) Solución de emergencia para pernos sueltos o ligeramente torcidos

• Si durante una inspección rutinaria se comprueba que una tuerca se ha aflojado, pero el perno aún no se ha roto, hay que Vuelve a apretarlo al par de apriete especificado, comprueba la junta de estanqueidad y cámbiala si es necesario.
• Si el vástago del perno está ligeramente doblado, pero no roto, debería sustituido. No lo endereces ni lo vuelvas a utilizar, ya que al doblarlo se habrán producido daños internos.

(C) Métodos de reparación de pernos rotos

En función del estado del extremo roto que haya quedado en el orificio del perno de la carcasa, se pueden utilizar los siguientes métodos para extraerlo:

Método 1: Soldadura (el más habitual y fiable)

• Se aplica cuando el extremo roto sobresale de la superficie exterior de la carcasa o queda a ras de la superficie del orificio.
• Procedimiento:
  ① Limpia el aceite y el polvo de alrededor de la fractura.
  ② Coloca una tuerca (o arandela) ligeramente más pequeña que el extremo roto sobre este y suéldala firmemente al extremo roto mediante soldadura por arco eléctrico.
  ③ Mientras aún esté caliente, utiliza una llave para girar la tuerca de forma lenta y constante en sentido contrario al de apriete, con el fin de desenroscar la pieza rota.
  ④ Si no funciona, repítelo con una tuerca más grande.

Método 2: Taladrado y roscado (con un extractor de tornillos)

• Se aplica cuando el extremo roto se encuentra completamente dentro de la carcasa, sin que quede ningún extremo al descubierto, pero el orificio roscado sigue estando relativamente intacto.
• Procedimiento:
  ① Realiza un taladro piloto en el centro del extremo roto.
  ② Taladra la pieza rota con una broca de menor diámetro que el diámetro menor del agujero original.
  ③ Inserta un macho de rosca a la izquierda (macho inverso) en el agujero perforado. Una vez que quede encajado, sigue girando en sentido contrario para extraer la pieza rota.
  ④ Como alternativa, utiliza un “extractor de pernos rotos” específico (extractor de espiral inversa).

Método 3: Ampliar y volver a roscar (último recurso)

• Se aplica cuando la pieza rota está oxidada y atascada, soldada de forma permanente o la rosca está muy dañada, lo que hace que los métodos anteriores no sean viables.
• Procedimiento:
  ① Utiliza una broca de mayor diámetro que el del agujero original para taladrar y extraer a la vez el agujero antiguo y el trozo roto.
  ② Vuelva a roscar con un macho de roscar más grande (por ejemplo, de M30 a M36) y utilice un perno de alta resistencia del nuevo tamaño.
  ③ Si el grosor de la carcasa no permite ampliarla, repárela mediante soldar el agujero para cerrarlo, volver a taladrar y volver a roscar a su tamaño original.

Método 4: Retirar el tornillo y sustituirlo por uno nuevo

• Si la pieza rota está muy incrustada y el orificio está muy deformado, haz un pequeño orificio de acceso en el exterior de la carcasa (tras comprobar la integridad estructural), retira la pieza rota desde el interior, limpia el orificio, sueldalo para cerrarlo y púlelo hasta que quede liso; a continuación, instala un perno nuevo.

(D) Requisitos de calidad tras el tratamiento

• El perno de recambio debe cumplir las mismas especificaciones que el original (o las nuevas especificaciones tras el aumento de tamaño) y tener un grado de resistencia no inferior al del diseño original.
• Antes de instalar el nuevo perno, limpia a fondo el orificio para eliminar cualquier resto de virutas, aceite o mortero de cemento.
• Tras la sustitución, Vuelve a comprobar y a apretar todos los tornillos en el mismo anillo de revestimiento para garantizar una pretensión uniforme.
• Tras el reinicio, intensifique las inspecciones de esa zona durante la fase inicial de funcionamiento y vuelva a ajustar el par de apriete al cabo de 24 horas.