En aplicaciones de tuberías industriales, la selección del acero es crucial. Los diferentes tipos de acero tienen diferentes propiedades físicas y químicas, por lo que es necesario considerar el entorno de servicio y los requisitos de la tubería al seleccionar un material adecuado. Este artículo explorará varios tipos comunes de tuberías de acero, incluido el acero al carbono, el acero aleado, el acero inoxidable, el acero galvanizado y las características de fabricación de las tuberías sin costura y con costura.
1. Tipo de acero utilizado en tuberías
1.1 acero al carbono
El acero al carbono representa aproximadamente el 90% de la producción total de tubos de acero. Están compuestos de relativamente pocos elementos de aleación y generalmente son débiles cuando se usan solos. Debido a sus adecuadas propiedades mecánicas y procesabilidad, pueden costar un poco menos y pueden ser más adecuados para aplicaciones de baja tensión. La falta de elementos de aleación reduce la idoneidad de los aceros al carbono para aplicaciones de alta presión y condiciones extremas, por lo que se vuelven menos duraderos bajo cargas elevadas. La razón principal por la que se prefiere el acero al carbono para las tuberías es probablemente su buena ductilidad y sus propiedades de no flexión bajo carga. Se utilizan comúnmente en las industrias automotriz y marina, así como en el transporte de petróleo y gas. A500, A53, A106, A252 son grados de acero al carbono que se pueden utilizar como suturas o sin suturas.
1.2 acero de aleación
La presencia de elementos de aleación mejora las propiedades mecánicas del acero, por lo que la tubería es más resistente a aplicaciones de alto estrés y altas presiones. Los elementos de aleación más comunes son níquel, cromo, manganeso, cobre, etc., en cantidades que oscilan entre el 1 y el 50 por ciento en peso. Diferentes cantidades de diferentes elementos de aleación afectan las propiedades mecánicas y químicas del producto de diferentes maneras, por lo que la composición química del acero también se modifica según los requisitos de la aplicación. Los tubos de acero aleado se utilizan a menudo en condiciones de carga elevada y condiciones inestables, como en la industria del petróleo y el gas, refinerías y plantas petroquímicas y químicas.
1.3 acero inoxidable
El acero inoxidable también se puede clasificar en la familia de los aceros aleados. El principal elemento de aleación en el acero inoxidable es el cromo, que está presente en cantidades entre el 10 y el 20 por ciento en peso. El objetivo principal de añadir cromo es darle al acero las propiedades del acero inoxidable evitando la corrosión. Las tuberías de acero inoxidable se utilizan comúnmente en condiciones extremas donde la resistencia a la corrosión y la alta resistencia son críticas, como en la industria marina, purificación de agua, farmacéutica y de petróleo y gas. 304/304L y 316/316L son grados de acero inoxidable disponibles para la producción de tuberías. Mientras que el grado 304 tiene una gran resistencia a la corrosión y resistencia, la serie 316 es menos fuerte debido a su bajo contenido de carbono y se puede soldar.
1.4 Acero galvanizado
La tubería galvanizada es una tubería de acero galvanizada para evitar la corrosión. La galvanización evita que sustancias corrosivas corroan las tuberías. Alguna vez fue el tipo de tubería más común en las líneas de agua, pero debido a la mano de obra y el tiempo requerido para cortar, roscar e instalar tuberías galvanizadas, ya no se usa ampliamente, excepto para un uso limitado en reparaciones. Este tipo de tuberías están disponibles en diámetros desde 12 mm (0,5 pulgadas) hasta 15 cm (6 pulgadas). Su longitud es de 6 metros (20 pies). Sin embargo, todavía se pueden ver tuberías galvanizadas para suministro de agua en aplicaciones comerciales más grandes. Una desventaja importante de la tubería galvanizada es que tiene una vida útil de 40 a 50 años. Aunque el galvanizado cubre la superficie y evita que sustancias externas reaccionen con el acero y lo corroan, las tuberías pueden corroerse desde el interior si las sustancias que se transportan son corrosivas. Por lo tanto, es fundamental controlar y mejorar las tuberías de acero galvanizado en períodos específicos.
2 tipos de tuberías
Dependiendo del método de fabricación, los tubos se pueden dividir en dos categorías: tubos sin costura y tubos con costura. Los tubos sin costura se forman de una sola vez durante el proceso de laminado, mientras que los tubos con costura requieren un proceso de soldadura después del laminado. Según la geometría de la costura, los tubos con costura se pueden dividir en dos categorías: soldadura en espiral y soldadura directa. Aunque existe un debate sobre si los tubos sin costura son superiores a los tubos de acero con costura, tanto los fabricantes de tubos sin costura como los soldados pueden producir tubos de acero de alta calidad, confiabilidad y resistencia a la corrosión. Al determinar el tipo de tubería, la atención principal debe centrarse en las especificaciones de la aplicación y los aspectos de costo.
2.1 Tubería sin costura
Los tubos sin costura generalmente se fabrican mediante un proceso complejo, que comienza con la perforación de orificios en una palanquilla de acero y luego pasa por procesos de estirado y laminado en frío. Para controlar el diámetro exterior y el espesor de la pared, las dimensiones de los tubos sin costura son más difíciles de controlar que los tubos soldados, y el trabajo en frío puede mejorar las propiedades y tolerancias mecánicas. La ventaja más importante de los tubos sin costura es que pueden producir tubos de paredes gruesas. Dado que los tubos sin costura no tienen soldaduras, se considera que tienen mejores propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión que los tubos con costura. Además, los tubos sin costura también tienen mejor ovalidad o redondez. A menudo son adecuados para su uso en condiciones ambientales extremas, como cargas elevadas, presiones elevadas y corrosividad elevada.
2.2 Tubo cortado
Los tubos de acero soldados están hechos de láminas de acero soldadas en forma de tubo, un proceso de fabricación que generalmente implica estirar palanquillas de acero calientes o tiras planas de acero y presionar los bordes entre sí. Aunque las tuberías con costura tienen tolerancias más estrictas, el espesor de la pared suele ser más delgada, los plazos de entrega son más cortos y los costos son más bajos, lo que las convierte en una ventaja en algunas aplicaciones. Sin embargo, las soldaduras pueden convertirse en puntos débiles potenciales donde las grietas pueden propagarse y provocar fallas en la tubería, por lo que se debe prestar especial atención al tratamiento de las superficies internas y externas de la tubería durante la producción.
3. Resumen
Al seleccionar materiales de tubería adecuados, es necesario considerar exhaustivamente las características y aplicabilidad de diversos materiales de acero. El acero al carbono, el acero aleado, el acero inoxidable y el acero galvanizado tienen cada uno sus propias ventajas y son adecuados para diferentes aplicaciones. Los tubos sin costura y los tubos con costura difieren en rendimiento y costo según sus procesos y características de fabricación. Comprender las características de estos materiales ayudará a tomar decisiones más informadas en aplicaciones prácticas.