Tubos

Los tubos de acero inoxidable y los tubos de acero al carbono son el tipo más común de tubos estándar utilizados hoy en día. Son parte de los productos tubulares, que se fabrican con diferentes especificaciones y normas. Las tuberías se venden por «tamaño nominal de tubería» en tamaños de 1/8″ a 72″. Los dos tipos más comunes de tubos son los tubos soldados y los tubos sin soldadura. Ambos están disponibles en acero al carbono y en acero inoxidable. Los tubos soldados también se denominan tubos ERW (Electric Resistance Welded). La especificación más común para los tubos de acero al carbono soldados es la A53. Los tubos sin costura se fabrican mediante un proceso que no requiere soldadura. La especificación más común para los tubos de acero al carbono sin soldadura es A106B. Los tubos de acero inoxidable se fabrican según la especificación A312. Los tubos de acero inoxidable también están disponibles tanto en configuración sin costura como soldada. Los materiales inoxidables más comunes son el 316 y el 304.

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Tipos de tubos y productos tubulares

Hay seis tipos de tubos y productos tubulares.

1. Tubos estándar: Existen tres tipos diferentes de tubos metálicos estándar: los soldados (ERW Pipe), los sin soldadura y los galvanizados. Representan el 10% de todos los productos tubulares.
2. Tubos de conducción: Utilizados principalmente en aplicaciones de petróleo y gas. Los tubos de línea incluyen tubos ERW, FW, SAW y DSAW. Se fabrican según la especificación API 5L y están disponibles en los grados X42, X50, X60, etc. Representan el 21% de todos los productos tubulares.
3. Productos tubulares para la industria petrolera (OCTG): Incluye los tubos de perforación, los tubos y las tuberías de revestimiento. Se utilizan en la perforación y terminación de pozos de petróleo y gas. Los OCTG se producen mediante la fabricación de ERW y Seamless. Los OCTG representan el 35% de todos los productos tubulares.
4. Tubos de presión: se utilizan para aplicaciones industriales y de presión. Los tubos a presión se fabrican sin costura. Representan el 2% de todos los productos tubulares.
5. Tubos mecánicos: se utilizan para aplicaciones mecánicas y estructurales y se fabrican con ERW y sin costura. Se ajustan a la especificación ASTM. Los tubos mecánicos representan el 17% de todos los productos tubulares. Este tubo puede ser redondo o cuadrado y se produce mediante la fabricación de ERW. Se utilizan para vallas, construcción y otras necesidades de soporte. Representan el 15% de todos los productos de tuberías.

¿Cómo se miden las tuberías?

Las tuberías se identifican generalmente por el «tamaño nominal de la tubería» (NPS), con el espesor de la pared definido por el «Schedule» (SCH). El NPS es un designador sin dimensiones y es una indicación de un tamaño, pero no un tamaño real. Esto resulta confuso para muchas personas que no conocen el sector de las tuberías. NPS 1/8 a NPS 12 tiene un diámetro exterior que se define por los tamaños de tubería ansi. En general, una dimensión de tubería schedule 40 hasta 12 NPS es aproximadamente igual al ID de la tubería. Los tamaños de tubería de 14 y superiores son menos confusos, ya que un NPS de 14 es igual a un OD (diámetro exterior) de 14″.

Tabla de tamaños de tuberías

ASME B 36.10 tiene más detalles de los tamaños de tuberías. La norma industrial para el tamaño de las tuberías también varía entre los diferentes tipos de tuberías. En el caso de una tubería estándar, un tubo de 4,5″ de diámetro exterior se denominará 4″ NPS, pero en el caso de las tuberías y los OCTG, sólo se denominará 4,5″. El grosor de la pared también se menciona de forma diferente. En el caso de los tubos estándar, se utiliza el esquema de tubos para designar el grosor de la pared. Sin embargo, los tubos de conducción casi siempre se indican por el grosor de la pared, mientras que los OCTG se indican por el peso por pie.

Peso de los tubos

El peso de los tubos se mide en libras por pie o en kilogramos por metro. Hay que recordar que el peso de la tubería en la tabla de tamaños de tuberías ansi es un peso «teórico» y no un peso real. El peso real variará en función de la tolerancia del tamaño de la tubería.

La fórmula para calcular el peso de la tubería de acero es;

W = x 10.69

W = Peso por pie lineal

OD = Diámetro exterior

WT = Espesor de pared

Fabricación de tubos

Los tubos de acero se agrupan en dos categorías principales;

• Tubos soldados
• Tubos sin soldadura

Hay cuatro métodos principales de producción de tubos metálicos:

1. Soldadura en horno (FW). También se denomina soldadura continua
2. Soldadura por resistencia eléctrica (ERW)
3. Soldadura por arco sumergido (SAW), también DSAW
4. Método sin costura (SMLS)

Tubos soldados por resistencia eléctrica (ERW)

Los tubos ERW se producen en tamaños de 1/8 a 24 in NPS. Los tubos soldados ERW se fabrican a partir de chapas planas. La tubería ERW se forma primero en frío en una forma cilíndrica y luego se suelda longitudinalmente. Tanto la tubería soldada continua como la tubería soldada por resistencia eléctrica se fabrican dando forma cilíndrica a rollos de acero enrollado y soldando a lo largo de las costuras longitudinales. La imagen de abajo muestra el primer paso de la formación de tiras en forma cilíndrica y luego la fusión en el segundo paso.

Hay muchas maneras de utilizar la corriente eléctrica para soldar la tira laminada. Entre ellas se encuentran el disco de cobre giratorio, los contactos fijos de aleación de Cu y las bobinas de inducción. Estos métodos elevan la temperatura del borde de acero a 2600 grados F para una soldadura efectiva. El proceso de laminación ejerce tanta presión que crea una costura de soldadura metálica en el exterior y en el interior. Estos cordones de soldadura se eliminan durante el proceso de acabado. La tubería soldada se somete a tratamiento térmico, se inspecciona y se somete a pruebas hidráulicas.

La tubería ERW está disponible en las siguientes especificaciones comunes;

ASTM A53, A135, A252, A500, A795, API 5L y API 5CT.

Las especificaciones más comunes para las tuberías soldadas son A53 y API 5L.

Tubos sin soldadura

¿Qué se entiende por sin soldadura? Los tubos sin soldadura se fabrican en tamaños de 1/8 a 36″ nominales. El tubo sin costura no tiene costura longitudinal o soldadura en comparación con el tubo ERW. En términos simples, la tubería sin costura se produce mediante la perforación de un tocho redondo sólido dejando un tubo hueco sin costura. Hay dos métodos principales para producir tubos sin costura;

1. Perforación rotativa en caliente
2. Método de proceso de extrusión

En el proceso de extrusión, los tochos calientes de metal se convierten en tubos sin costura forzando los tochos a través de matrices de extrusión y sobre un mandril de formación. Véase la imagen siguiente;

El método de perforación rotativa en caliente es el proceso más común de producción de tubos sin soldadura. En este proceso las palanquillas calientes son forzadas a través de rodillos pesados giratorios sobre un mandril o tapón de perforación. El tapón de perforación crea el agujero a través de los tochos cilíndricos sin costura. La imagen siguiente ilustra el proceso de rotación en caliente.

Los tubos sin soldadura pasan por varias operaciones de acabado, como el enderezamiento, la inspección, las pruebas hidráulicas y la toma de imágenes. Los tubos sin soldadura se utilizan ampliamente en tuberías de presión, construcción, petroquímica y refinerías de petróleo. Los tubos sin soldadura están disponibles en las siguientes especificaciones:

ASTM A53, A106, A252, A333, A335, A501, A523, A589, API 5L y API 5CT. La tubería sin costura más común es la A106B.

El acabado final de la tubería sin costura incluye extremos lisos, ya sea biselados o de corte cuadrado. La tubería de acero al carbono sin costura está disponible en negro, desnudo, galvanizado o con revestimiento epoxi.

Longitudes de tubería de acero

Generalmente la tubería de acero se suministra en longitudes de 21 pies. También está disponible en longitud aleatoria simple (SRL) que podría ser en cualquier lugar de 17 pies a 24 pies. Longitud aleatoria doble (DRL) se refiere a las tuberías que es al menos 37 pies de largo y hasta 44 pies.

Acabado de los tubos de acero

Hay cinco tipos comunes de acabados de los tubos de metal;

1. Roscado y acoplado
2. Roscado sin acoplamiento
3. Terminación plana – Corte cuadrado
4. Biselado para soldar – bisel de 30 grados
5. Terminación ranurada – Corte o laminado para acoplamiento mecánico

La siguiente imagen muestra diferentes acabados de tubos de acero;

Los acoplamientos para tubos extrafuertes y dobles extrafuertes tienen rosca cónica y están empotrados para todos los tamaños. La imagen de arriba muestra el acoplamiento roscado recto y el acoplamiento roscado recto con rebaje.

Identificación y marcado de los tubos de acero

Los tubos de acero están disponibles en diferentes clasificaciones, grados, pesos, números de cédula, etc. Por lo tanto, es importante identificar las marcas de los tubos de acero. Los tubos de acero se identifican mediante una plantilla de pintura o una marca estampada en el propio tubo o mediante una etiqueta adherida a él.

Identificación de los tubos según ASTM

La siguiente imagen muestra los requisitos de marcado según las especificaciones de ASTM

Identificación de los tubos según API

La siguiente imagen muestra el marcado requerido según la especificación API.

Procesos de acabado de tuberías metálicas

El acabado más común de las tuberías metálicas es el recubrimiento de laca que evita la corrosión y protege la tubería de la intemperie. También se denomina tubería de hierro negro. Aparte de la laca, hay cuatro tipos de acabados de tuberías metálicas;

1. Metal desnudo
2. Sólo decapado
3. Decapado y aceitado
4. Tuberías galvanizadas

El galvanizado implica el uso de un recubrimiento de zinc como elemento de sacrificio para evitar la corrosión. El zinc suele aplicarse mediante un proceso de inmersión en caliente en el que la tubería se sumerge en un baño fundido de solución de zinc. El peso estándar del zinc es de 1,8 onzas por pie cuadrado. Las tuberías galvanizadas proporcionan una buena protección a la tubería por dentro y por fuera.

Recubrimiento de tuberías de acero y tuberías de acero revestidas

La resistencia a la corrosión de las tuberías también puede mejorarse con un recubrimiento de tuberías resistente a la corrosión. Estos revestimientos suelen ser más duraderos que los acabados de laca o galvanizados. Hay tres tipos principales de revestimiento protector contra la corrosión para tuberías de acero

Recubrimiento metálico

Recubrimiento no metálico

Recubrimiento de tuberías

Material de tuberías de acero

Las tuberías metálicas están disponibles en los siguientes grados de material;

• A106B/A53B/API 5L-X42/API 5L B
• Acero inoxidable 304
• Acero inoxidable 316
• Súper inoxidable A20
• Acero dúplex D2205
• Aleación de níquel A200
• Aleación de níquel A400
• Aleación de níquel A600

Tubos de acero inoxidable

El acero inoxidable es una aleación basada en el hierro que contiene un mínimo de 16% de cromo. El níquel es otro elemento de aleación importante en los tubos de acero inoxidable. Las tuberías de acero inoxidable son muy resistentes a los medios corrosivos y a la oxidación a casi cualquier temperatura.

Las tuberías de acero inoxidable soldadas y sin costura se utilizan por diversas razones, como la resistencia a la corrosión, el preformado a alta temperatura, el aspecto limpio y el bajo coste de mantenimiento. El aspecto más importante de las tuberías de acero inoxidable son sus características inherentes al material, que permiten crear paredes mucho más finas, como sch 5, sch 10, sin comprometer la integridad estructural de la tubería. El uso de la soldadura por fusión para unir la tubería también elimina la necesidad de roscado.

La tubería de acero inoxidable tipo 304 se utiliza sobre todo para aplicaciones generales resistentes a la corrosión. se utiliza en plantas químicas, refinerías, fábricas de papel e industrias alimentarias. La tubería 304SS tiene un contenido máximo de carbono de 0,08%. No se recomienda su uso en el rango de temperatura entre 800 grados F y 1650 grados F debido a la precipitación de carburo en los límites del grano. El tipo 304L es el mismo que el 304, salvo que tiene un contenido máximo de carbono del 0,035%.

Los tubos de tipo 316SS son mucho más resistentes a las picaduras que otras aleaciones de cromo-níquel debido a la adición de un 2-3% de molibdeno. Es útil en aplicaciones con ácidos, salmueras, agua sulfurosa, agua de mar y con sales holográficas. Los tubos de acero inoxidable 316L, al igual que los 304L, tienen un contenido máximo de carbono del 0,035%.

Los tubos de acero inoxidable soldados se fabrican según las especificaciones ASTM A312 y A358. A312 es la especificación más común para los tubos de acero inoxidable. Los tubos de acero inoxidable soldados se fabrican desde 1/8″ hasta 24″ NPS.

Los tubos de acero inoxidable sin soldadura se fabrican según la especificación ASTM A312 y A376. A312 es también la especificación más común para los tubos de acero inoxidable sin soldadura. Los tubos de acero inoxidable sin soldadura se fabrican desde el tamaño 1/8 hasta el 14″ nominal

Tubos de acero País de origen

Los tubos de acero se fabrican en fábricas de todo el mundo y se comercializan en diferentes países. Algunos de los grandes nombres en la industria de la tubería son US Steel, ArcelorMittal, Nippon Steel, Nucor Corp, Hyundai Steel, ThyssenKrup, Vallourec, Hebei Iron and Steel Group, Posco, Jiangsu Shagang, Ulma Piping, Shultz USA y Webco, etc.

Q&A Steel Pipe

Trupply vende una gran variedad de tubos soldados y sin costura. Sobre la base de nuestros años de experiencia, las siguientes son las principales preguntas o puntos clave que los clientes preguntan;

• La tubería de acero se vende por el tamaño nominal de la tubería y el horario. Es importante mencionar ambos
• A106 B es la especificación más común de los tubos sin costura. La mayoría de los clientes saben que quieren tubos A106B y esto implica simplemente que quieren tubos sin soldadura de acero al carbono según A106B. El A106 NO es una especificación para los tubos de acero inoxidable
• Los tamaños de los tubos de 10 pulgadas y superiores NO se correlacionan directamente con el número de cédula. Por ejemplo, SCH 40 y SCH 80 NO significan siempre Estándar y Extra Pesado respectivamente. Consulte la tabla de tubos para asegurarse de que está pidiendo el grosor de pared correcto
• El grado B de A53 es la especificación más común de los tubos soldados. Sólo significa una tubería que ha sido producida por el proceso ERW.
• La tubería soldada NO tiene una costura de soldadura dentro o fuera. Los tubos soldados se producen mediante soldadura por resistencia eléctrica y la costura se ha eliminado durante el proceso de fabricación.
• Los tamaños de tubo inferiores a 2″ están disponibles en tubos de soldadura continua, también conocidos como A53 grado A.
• Los tubos de acero inoxidable están disponibles tanto en configuración soldada como sin costura y en material de grado 316 y 304. Otros grados de acero inoxidable también están disponibles, pero son menos comunes.
• La tubería de acero inoxidable también es muy común en el horario 10 que es una pared delgada.
• Los horarios de la tubería de acero inoxidable se especifican por «s» después del número de horario como Sch 10s, Sch 40s, Sch 80s.
• Los horarios de la tubería de acero inoxidable NO siempre se correlacionan con los horarios de la tubería de acero al carbono. Compruebe la tabla de tuberías ansi para determinar correctamente el número de horario y el grosor de la pared
• Los tubos se venden principalmente por SRL (longitud aleatoria única) o doble longitud aleatoria (DRL). SRL significa que la tubería será generalmente entre 17 pies y 24 pies. DRL generalmente significa que la tubería será 37 pies a 44 pies.
• La mayoría de los tubos vendidos tienen un acabado lacado. Si desea un tubo sin revestimiento, especifíquelo en el momento de realizar el pedido.
• El revestimiento epóxico del tubo se puede realizar a petición.
• El tipo de extremo de tubo más común es el extremo liso o el extremo biselado. Los extremos roscados también están disponibles a petición