Normas de resistencia para tubos cuadrados de acero inoxidable 304

En aplicaciones prácticas, una alta resistencia indica que el material es menos propenso a deformarse y romperse (agrietarse) bajo cargas estáticas; además, suele presentar buena dureza y resistencia al desgaste. Por lo tanto, los materiales que requieren alta dureza y resistencia al desgaste suelen fabricarse con materiales de alta resistencia. Este artículo presenta los estándares de resistencia para tubos cuadrados de acero inoxidable 304.

Influencia de las dimensiones y el espesor de pared en la resistencia de los tubos cuadrados de acero inoxidable 304
La resistencia real de los tubos cuadrados 304 no solo está determinada por el propio material, sino que también se ve significativamente influenciada por los siguientes factores:

1. Dimensiones de la sección transversal (ancho y alto)
Unas dimensiones mayores resultan en una mayor resistencia a la flexión y a la torsión.

Por ejemplo, un tubo cuadrado de 40×40 tiene una resistencia a la flexión mucho mayor que un tubo cuadrado de 20×20.

2. Espesor de pared
A mayor espesor de pared → aumento del módulo de sección → mejora significativa de la resistencia.

Espesores comunes: 0,6 mm, 0,8 mm, 1,0 mm, 1,2 mm, 1,5 mm, 2,0 mm, 3,0 mm…
Aumentar el espesor de pared de 1,0 mm a 2,0 mm puede aumentar la capacidad de carga de flexión entre un 50 % y un 120 %.

3. Calidad de la soldadura
Los tubos cuadrados 304 son principalmente tubos soldados, por lo que la integridad de la soldadura es fundamental.
Una soldadura que cumple los siguientes criterios tiene una resistencia prácticamente equivalente a la del metal base:
Fusión completa del metal de soldadura
Ausencia de grietas, porosidad o inclusiones de escoria
Suficiente penetración en la cara posterior
Las soldaduras deficientes reducen directamente la capacidad de carga.

Normas de resistencia para tubos cuadrados de acero inoxidable 304 (Especificaciones de implementación)
Las normas de resistencia para tubos cuadrados 304 se basan principalmente en las siguientes especificaciones:

(1) Normas internacionales (de uso común para productos de exportación)
ASTM A554 (Tubos estructurales soldados de acero inoxidable)
ASTM A312 (Tubos sin costura de acero inoxidable)
EN 10296-2 (Tubos de acero inoxidable para fines estructurales)
DIN 17455

(2) Normas nacionales chinas
GB/T 19228.1-2011 "Tubos soldados de acero inoxidable"
GB/T 14976 "Tubos sin costura de acero inoxidable para transporte de fluidos"

GB/T 12771 "Tubos soldados de acero inoxidable para transporte de fluidos"

¿Cuál es la resistencia de los tubos cuadrados de acero inoxidable 304?
La resistencia de un material es su capacidad para resistir daños bajo fuerzas externas. Cuando un material se somete a fuerzas externas, se genera tensión interna. A medida que la fuerza externa aumenta, la tensión también lo hace hasta que la fuerza de unión entre las partículas internas del material es insuficiente para resistir la fuerza externa aplicada, momento en el cual el material falla. El valor de tensión última alcanzado al fallar el material se denomina resistencia última del material.

En función de la temperatura ambiente, la resistencia se puede clasificar en: resistencia a temperatura ambiente (resistencia a fuerzas externas a temperatura ambiente) y resistencia térmica (alta temperatura) o en frío (baja temperatura) (resistencia a fuerzas externas a altas o bajas temperaturas). Según la naturaleza de la fuerza externa, las principales resistencias incluyen el límite elástico, la resistencia a la tracción, la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión. En ingeniería, el límite elástico y la resistencia a la tracción se utilizan comúnmente; estos dos indicadores de resistencia se pueden medir mediante ensayos de tracción.

La resistencia a la tracción se refiere al máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de fracturarse. Cuando un tubo cuadrado de acero inoxidable 304 cede hasta cierto punto, su resistencia a la deformación aumenta de nuevo debido a la reorganización de sus granos internos. En este punto, aunque la deformación se desarrolla rápidamente, solo puede aumentar con el aumento de la tensión hasta que esta alcanza su valor máximo. Posteriormente, la resistencia del acero a la deformación disminuye significativamente y se produce una gran deformación plástica en el punto más débil. La sección transversal del tubo se contrae rápidamente en este punto, lo que resulta en una estrangulación, hasta la fractura. El valor máximo de la tensión antes de que el acero se fracture bajo tensión se denomina resistencia última a la tracción o resistencia a la tracción.

Resistencia a la tracción del tubo cuadrado de acero inoxidable 304: ≥515~1035 (MPa). Dado que la resistencia a la tracción representa la capacidad máxima de carga de una pieza real en condiciones de tracción estática y es fácil de medir con buena reproducibilidad, es uno de los indicadores de propiedades mecánicas más importantes de los materiales metálicos en ingeniería, ampliamente utilizado en especificaciones de productos o indicadores de control de calidad.

El límite elástico es el límite de fluencia de un material metálico cuando cede, es decir, la tensión que resiste una pequeña cantidad de deformación plástica. Sin embargo, para materiales metálicos sin un límite elástico definido, el valor de tensión que produce un 0,2 % de deformación residual se define como su límite elástico, denominado límite elástico condicional o resistencia a la fluencia. Las fuerzas externas que superen este límite provocarán un fallo permanente e irreversible del componente.

El límite elástico condicional de los tubos cuadrados de acero inoxidable 304 es ≥205 MPa. Este límite se utiliza comúnmente como índice de evaluación de las propiedades mecánicas de los tubos cuadrados de acero inoxidable 304 y representa el límite de servicio real del material. Esto se debe a que la estrangulación se produce cuando la tensión supera el límite elástico del material, lo que aumenta la deformación y provoca su fallo, dejándolo inutilizable.

Los estándares de resistencia anteriores para los tubos cuadrados de acero inoxidable 304 son los siguientes. La resistencia de los tubos de acero inoxidable se suele evaluar mediante el límite elástico y la resistencia a la tracción. El límite elástico refleja la resistencia del material a la deformación. La resistencia a la tracción refleja la resistencia del material a la falla por tracción.

Normas de resistencia para tubos cuadrados de acero inoxidable 304