¿Qué es una tubería de acero sin costura? Guía rápida

Definición y significado de tubo de acero sin costura

En el campo de los materiales industriales, los tubos de acero sin costura son un ejemplo de excelencia en ingeniería y ofrecen innumerables aplicaciones en diferentes sectores. Conocidos por su resistencia, durabilidad y versatilidad, estos tubos desempeñan un papel vital en diversas industrias, como la del petróleo y el gas, la construcción, la automoción y la manufactura. En este análisis exhaustivo, profundizamos en las complejidades de los tubos de acero sin costura, revelando sus procesos de fabricación, sus ventajas, aplicaciones y su importante impacto en la infraestructura moderna.

Clasificación de los tubos de acero sin costura

Un tubo de acero sin costuras a lo largo del perímetro de su sección transversal. Según los diferentes métodos de producción, se dividen en tubos laminados en caliente, laminados en frío, estirados en frío, extruidos, hincados, etc., cada uno con sus propias regulaciones de proceso.
Los materiales incluyen acero estructural al carbono común y de alta calidad (Q215-A ~ Q275-A y acero 10 ~ 50), acero de baja aleación (09MnV, 16Mn, etc.), acero aleado, acero inoxidable resistente al ácido, etc.
Según su propósito, se divide en dos categorías: uso general (para transporte de agua, gasoductos y piezas estructurales, piezas mecánicas) y uso especial (para calderas, exploración geológica, cojinetes, resistencia al ácido, etc.).

Proceso de fabricación de tubos de acero sin costura
El proceso de fabricación de tubos de acero sin costura es un proceso complejo pero fascinante que consta de varias etapas, cada una de las cuales contribuye a la calidad e integridad del producto final. Desglosemos el proceso en pasos clave:

Preparación de la Palanquilla de Acero:
El proceso comienza con la selección de materias primas de alta calidad, generalmente palanquillas redondas de acero macizo. Estas palanquillas sirven como base para el tubo sin costura y se inspeccionan cuidadosamente para garantizar que cumplan con los estándares requeridos de composición y calidad.
Calentamiento y Perforación:
La palanquilla seleccionada se somete a un intenso calentamiento para forjarla hasta obtener un estado maleable. Una vez calentada, se perfora en su centro con un molino de mandril o una máquina perforadora. Esta perforación crea un tubo hueco, conocido como carcasa, con el diámetro deseado.
Perforación Rotativa:
La palanquilla perforada se alarga y reduce para lograr el diámetro exterior y el espesor de pared deseados. Los molinos de perforación rotativos desempeñan un papel fundamental en la conformación de la carcasa para convertirla en un tubo con dimensiones precisas.
Proceso de Molienda de Mandril:
La carcasa hueca se alarga aún más utilizando un molino de mandril, que utiliza una varilla de mandril para controlar el diámetro interno del tubo. Este proceso garantiza la uniformidad del espesor y el diámetro a lo largo del tubo sin costura.
Reducción por Estiramiento:
Para refinar las dimensiones y mejorar las propiedades del tubo, este se somete a un proceso de reducción por estiramiento. Este proceso consiste en alargarlo mediante una serie de rodillos para alcanzar el tamaño y espesor de pared finales.
Recocido:
El tubo sin costura se somete a un recocido, un proceso de tratamiento térmico que le confiere propiedades cruciales como dureza y tenacidad. El recocido también alivia las tensiones internas, garantizando así la integridad estructural del tubo.
Tratamiento de Superficie:

El paso final consiste en el tratamiento de superficie, que puede incluir decapado, pasivación o recubrimiento, según la aplicación prevista. Este tratamiento mejora la resistencia a la corrosión y protege el tubo sin costura durante el transporte y el almacenamiento.

①Principales procesos de producción de tubos de acero sin costura laminados en caliente (△Principales procesos de inspección):
Preparación e inspección de la pieza bruta del tubo △ → Calentamiento de la pieza bruta del tubo → Perforación → Laminado del tubo → Recalentamiento del tubo de acero → Determinación del diámetro (reducción) → Tratamiento térmico △ → Enderezamiento del tubo terminado → Acabado → Inspección △ (no destructiva, física y química, inspección de Taiwán) → Almacenamiento

②Principales procesos de producción de tubos de acero sin costura laminados en frío (trefilados):
Preparación de la pieza bruta → Decapado y lubricación → Laminado en frío (trefilado) → Tratamiento térmico → Enderezamiento → Acabado → Inspección

El proceso de producción de tubos de acero sin costura se divide en dos tipos: estirado en frío y laminado en caliente. El proceso de producción de tubos de acero sin costura laminados en frío suele ser más complejo que el de laminado en caliente. Las piezas brutas del tubo se someten primero a un laminado continuo de tres rodillos y luego a una extrusión. Tras la prueba de dimensionamiento, si no se observan grietas de respuesta en la superficie, el tubo redondo se corta con una máquina cortadora en una pieza bruta de aproximadamente un metro de longitud. A continuación, se procede al proceso de recocido. El recocido requiere un decapado con un líquido ácido. Durante el decapado, preste atención a la presencia de burbujas en la superficie. Si aparecen, significa que la calidad del tubo de acero no cumple con los estándares correspondientes. En apariencia, los tubos de acero sin costura laminados en frío son más cortos que los laminados en caliente. El espesor de pared de los tubos de acero sin costura laminados en frío suele ser menor que el de los laminados en caliente, pero la superficie tiene un aspecto más brillante y no es demasiado gruesa que la de los tubos de acero sin costura de pared gruesa. Es bastante rugoso y presenta un diámetro mínimo.

Los tubos de acero sin costura laminados en caliente se entregan generalmente laminados en caliente tras el tratamiento térmico. Tras pasar la inspección de calidad, el personal los selecciona manualmente. Tras la inspección de calidad, se aplica aceite a la superficie y se realizan múltiples pruebas de estirado en frío. Tras el laminado en caliente, se realiza una prueba de perforación. Si el diámetro de la perforación es demasiado grande, es necesario enderezarla y corregirla. Tras el enderezamiento, se transfiere mediante el dispositivo de transmisión a la máquina de detección de defectos para realizar las pruebas. Finalmente, se etiqueta, se clasifica según las especificaciones y se almacena en el almacén. Tubo redondo en bruto → calentamiento → perforación → laminado transversal de tres rodillos, laminado continuo o extrusión → extracción del tubo → dimensionado (o reducción de diámetro) → enfriamiento → enderezamiento → prueba hidráulica (o detección de defectos) → marcado → almacenamiento. Tubo de acero sin costura. Se fabrica a partir de lingotes de acero o tubos sólidos en bruto mediante perforación y posteriormente se lamina en caliente, laminado en frío o estirado en frío. Las especificaciones de los tubos de acero sin costura se expresan en términos de diámetro exterior * espesor de pared en milímetros.

El diámetro exterior de los tubos de acero sin costura laminados en caliente suele ser superior a 32 mm y el espesor de pared es de 2,5 a 200 mm. El diámetro exterior de los tubos de acero sin costura laminados en frío puede ser de hasta 6 mm y el espesor de pared es de hasta 0,25 mm. El diámetro exterior de los tubos de pared delgada puede ser de hasta 5 mm y el espesor de pared es inferior a 0,25 mm. El laminado ofrece mayor precisión dimensional que el laminado en caliente.

Los tubos de acero sin costura se fabrican con aceros estructurales al carbono de alta calidad, laminados en caliente o en frío, como 10, 20, 30, 35, 45, 16Mn, 5MnV y otros aceros estructurales de baja aleación, o 40Cr, 30CrMnSi, 45Mn2, 40MnB y otros aceros compuestos. Los tubos sin costura de acero de bajo carbono de grado 10 y 20 se utilizan principalmente en tuberías para el transporte de fluidos. Los tubos sin costura de acero de medio carbono, como 45 y 40Cr, se utilizan para fabricar piezas mecánicas, como las piezas sometidas a tensión en automóviles y tractores. Generalmente, los tubos de acero sin costura deben superar las pruebas de resistencia y aplanamiento. Los tubos de acero laminados en caliente se entregan laminados en caliente o con tratamiento térmico; los tubos de acero laminados en frío se entregan con tratamiento térmico.

El laminado en caliente, como su nombre indica, se caracteriza por su alta temperatura, lo que reduce la resistencia a la deformación y permite alcanzar grandes deformaciones. Tomemos como ejemplo el laminado de placas de acero. Generalmente, el espesor de una palanquilla de colada continua es de aproximadamente 230 mm, y tras el laminado de desbaste y el laminado de acabado, el espesor final es de 1 a 20 mm. Al mismo tiempo, debido a la baja relación ancho-espesor de la placa de acero, los requisitos de precisión dimensional son relativamente bajos y no es probable que se produzcan problemas de forma. El objetivo principal es controlar la corona. Para aquellos con requisitos estructurales, generalmente se logra mediante el laminado y el enfriamiento controlados, es decir, controlando la temperatura de laminación inicial y la temperatura de laminación final del laminado de acabado. Tubo redondo en bruto → calentamiento → perforación → encabezado → recocido → decapado → aceitado (recubrimiento de cobre) → estirado en frío de múltiples pasadas (laminado en frío) → tubo en bruto → tratamiento térmico → enderezado → prueba hidráulica (detección de defectos) → marcado → almacenamiento.

Especificaciones y normas comunes de tubos de acero sin costura

Standard	Description
ASTM A106	For high-temperature service
ASTM A53	For structural and pressure purposes
API 5L	For pipeline transportation of gas and oil
DIN 17175	For boiler tubes
EN 10216	For pressure purposes in Europe

Usos de los tubos de acero sin costura

Los tubos de acero sin costura son ampliamente utilizados.

1. Los tubos de acero sin costura de uso general se laminan a partir de acero estructural al carbono común, acero estructural de baja aleación o acero estructural aleado. Son los de mayor producción y se utilizan principalmente como tuberías o piezas estructurales para el transporte de fluidos.

2. Disponibles en tres categorías según sus diferentes usos:

a. Suministrados según la composición química y las propiedades mecánicas;
b. Suministrados según las propiedades mecánicas;
c. Suministrados según la prueba de presión hidráulica. Si los tubos de acero suministrados según las categorías a y b se utilizan para soportar la presión de líquidos, también deben someterse a una prueba hidrostática.

3. Los tubos sin costura para usos especiales incluyen los tubos sin costura para calderas, industria química y eléctrica, los tubos sin costura para uso geológico y los tubos sin costura para petróleo. Los tubos de acero sin costura tienen secciones huecas y se utilizan ampliamente como tuberías para el transporte de fluidos, como tuberías para el transporte de petróleo, gas natural, gas de carbón, agua y ciertos materiales sólidos. En comparación con materiales de acero sólido, como el acero redondo, los tubos de acero son más ligeros cuando la resistencia a la flexión y a la torsión es la misma, y constituyen un material de acero de sección transversal económica. Se utilizan ampliamente en la fabricación de piezas estructurales y mecánicas, como tuberías de perforación petrolera, ejes de transmisión de automóviles, cuadros de bicicletas y andamios de acero utilizados en la construcción. El uso de tubos de acero para fabricar piezas anulares puede optimizar el uso del material, simplificar el proceso de fabricación y ahorrar materiales y procesamiento. Los tubos de acero se han utilizado ampliamente en la fabricación.

Ventajas de los tubos de acero sin costura
Un tubo sin costura es una tira larga de acero con una sección transversal hueca y sin costuras a su alrededor. Existen más de 5100 plantas de producción de más de 1850 empresas en más de 110 países del mundo que producen tubos sin costura, incluyendo más de 260 plantas de más de 170 empresas en 44 países que producen tuberías para petróleo.

Debido a esta característica, los tubos de acero sin costura se utilizan ampliamente en el transporte de petróleo, gas natural, gas de carbón, agua y algunos materiales sólidos. En comparación con otros tubos de acero, los tubos de acero sin costura ofrecen una gran ventaja en cuanto a resistencia a la flexión. Además, su calidad es relativamente ligera. Su sección transversal es muy económica.

Además, los tubos de acero sin costura ofrecen las siguientes ventajas:

1. Son ligeros, solo una quinta parte del peso del acero cuadrado.

2. Resistencia a la corrosión: Resistentes a la corrosión ácida, alcalina, salina y atmosférica, resistentes a altas temperaturas, con buena resistencia al impacto y a la fatiga, no requieren mantenimiento regular y tienen una vida útil de más de 15 años.

3. Su resistencia a la tracción es de 8 a 10 veces superior a la del acero convencional, y su módulo elástico es superior al del acero, con excelente resistencia a la fluencia, a la corrosión y al impacto. 4. Los tubos de acero sin costura poseen excelentes propiedades mecánicas y son fáciles de mecanizar.

5. Los tubos de acero sin costura son altamente elásticos, se pueden utilizar repetidamente en equipos mecánicos, no tienen memoria, son indeformables y antiestáticos.

¿Cómo elegir correctamente los tubos de acero sin costura?

En los últimos años, los tubos de acero sin costura se han utilizado ampliamente en diversas industrias. La demanda del mercado es alta y cada vez más empresas producen tubos de acero sin costura, con una calidad desigual. Entonces, ¿cómo evaluar la calidad de los tubos de acero sin costura? El editor de Yinze Steel tiene algo que decir.

En primer lugar, debemos saber que el espesor de pared del acero sin costura de alta calidad será particularmente alto, ya que cuanto mayor sea el espesor de pared del producto, más económico y práctico será. Si el espesor de pared es menor, su costo de procesamiento aumentará significativamente y el costo de los recursos será mayor. En segundo lugar, el proceso del acero sin costura también determina sus limitaciones. El acero sin costura general presenta baja precisión, espesores de pared irregulares, bajo brillo tanto en el interior como en el exterior del tubo, alto costo de la longitud fija, y picaduras y manchas negras en el interior y el exterior difíciles de eliminar. Además, su detección y conformación deben procesarse fuera de línea. Por lo tanto, demuestra su superioridad en materiales de alta presión, alta resistencia y estructuras mecánicas. Lo descubriremos gradualmente durante su uso.

De hecho, los tubos de acero sin costura se han introducido en el mercado en los últimos años. Con la creciente demanda del mercado, también se han visto estimuladas las ventajas de los tubos de acero sin costura, pero también existen muchos productos falsificados y de mala calidad en el mercado. Se recomienda precaución al elegir.

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