Los tubos de acero al carbono sin costura son uno de los materiales más utilizados en los sectores industrial y civil. Su fabricación se rige por estrictas normas internacionales, nacionales e industriales, que detallan la composición química, las propiedades mecánicas, las tolerancias dimensionales, la calidad superficial, los métodos de ensayo no destructivos y los usos de los tubos de acero.
Normas americanas (ASTM/ASME/API)
Las normas estadounidenses tienen una gran influencia a nivel mundial, especialmente en las industrias del petróleo y el gas, la electricidad, la petroquímica y otras.
1. ASTM A53 / ASME SA-53: Tubería de acero, negra y galvanizada por inmersión en caliente, soldada y sin costura
Usos: Es adecuada para aplicaciones mecánicas y de presión generales, y también se utiliza comúnmente en tuberías de vapor, agua, gas y aire.
Características: Abarca tuberías soldadas y sin costura, y está disponible en dos grados: A y B. El grado B es el más común, con mayor resistencia a la tracción y límite elástico.
Composición química y propiedades mecánicas: La norma establece requisitos claros sobre el contenido de elementos como carbono, manganeso, fósforo y azufre, así como sobre la resistencia a la tracción y el límite elástico.
2. ASTM A106 / ASME SA-106: Tubería de acero al carbono sin costura para servicio a alta temperatura
Aplicación: Está especialmente diseñada para entornos de alta temperatura y alta presión, y se utiliza ampliamente en refinerías, plantas químicas, centrales eléctricas, calderas, barcos, etc.
Características: Solo tubos sin costura, disponibles en tres grados: A, B y C. El grado B (A106 Gr. B) es el más utilizado, con un excelente rendimiento a alta temperatura.
Composición química y propiedades mecánicas: Existen controles más estrictos sobre elementos como el carbono, el manganeso y el silicio, y se especifican la resistencia a la tracción y el límite elástico a altas temperaturas, lo que requiere pruebas de tracción, flexión, aplanamiento, presión de agua y otras.
3. ASTM A333 / ASME SA-333: Tuberías de acero soldadas y sin costura para servicio a baja temperatura
Aplicación: Apto para recipientes a presión y tuberías de baja temperatura, como gas licuado, equipos de refrigeración, etc.
Características: Abarca tuberías soldadas y sin costura, ofrece múltiples grados (como Grado 1 y Grado 6) y requiere pruebas de impacto para garantizar su tenacidad a bajas temperaturas.
Composición química y propiedades mecánicas: Existen requisitos específicos para el contenido de elementos como carbono, manganeso y silicio, así como para la resistencia al impacto a baja temperatura.
4. ASTM A500 / A500M: Tubo estructural de acero al carbono, soldado y sin costura, conformado en frío, redondo y perfilado.
Usos: Se utiliza principalmente en aplicaciones estructurales como estructuras de edificios, puentes, estructuras mecánicas, etc.
Características: Abarca tubos soldados y sin costura conformados en frío, y se presenta en cuatro grados: A, B, C y D, con diferentes requisitos de resistencia.
Composición química y propiedades mecánicas: Se centra en el límite elástico y la resistencia a la tracción de la estructura.
5. API Spec 5L: Especificación para Tuberías de Línea
Usos: Se utiliza especialmente en sistemas de transporte por ductos en la industria del petróleo y el gas, abarcando desde baja presión hasta alta presión, y se utiliza frecuentemente para el transporte a larga distancia de petróleo crudo, gas natural, etc.
Características: Abarca tuberías con y sin costura, ofreciendo una variedad de grados de resistencia (como Grado B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70).
Composición química y propiedades mecánicas: Existen controles estrictos sobre el equivalente de carbono, azufre, fósforo y otros elementos, y regulaciones detalladas sobre el límite elástico, la resistencia a la tracción, la tenacidad, la soldabilidad, la precisión dimensional y la calidad superficial. Generalmente se divide en grados PSL1 y PSL2, siendo los requisitos del grado PSL2 más estrictos.
Norma Nacional China (GB/T)
El sistema estándar nacional de China también subdivide los tubos de acero al carbono sin costura según sus usos.
1. GB/T 8162: Tubo de acero sin costura para uso estructural
Uso: Para estructuras generales y estructuras mecánicas, no para el transporte de fluidos.
Materiales comunes: 10#, 20#, 45#, Q345 (anteriormente conocido como 16Mn), etc.
Características: Se centra en la resistencia, la tenacidad y el rendimiento de procesamiento.
2. GB/T 8163: Tubería de acero sin costura para el transporte de fluidos
Aplicación: Se utiliza para el transporte de fluidos generales como agua, petróleo y gas.
Materiales comunes: 10#, 20#, Q345, etc.
Características: En comparación con la GB/T 8162, presenta mayores requisitos de prueba de presión de agua y calidad de la superficie.
3. GB/T 3087: Tubo de acero sin costura para calderas de baja y media presión
Propósito: Se utiliza para la fabricación de tuberías de vapor sobrecalentado, tuberías de agua hirviendo y tuberías para calderas de locomotoras de baja y media presión de diversas estructuras.
Materiales comunes: 10#, 20#, etc.
Características: El material cumple con los requisitos de resistencia a la presión y a la temperatura, y generalmente se realizan pruebas de proceso como aplanamiento y expansión.
4. GB/T 5310: Tubo de acero sin costura para calderas de alta presión
Propósito: Se utiliza para la fabricación de tubos de superficie de calentamiento para calderas acuotubulares, economizadores, sobrecalentadores, recalentadores, tubos para la industria petroquímica, etc., con presiones altas y superiores.
Materiales comunes: 20G, 20MnG, 25MnG, etc. (acero al carbono) y acero aleado.
Características: Requisitos estrictos de resistencia a altas temperaturas, resistencia a la fluencia, resistencia a la fatiga y resistencia a la oxidación.
5. GB/T 3639: Tubo de acero sin costura de precisión, estirado o laminado en frío
Aplicación: Aplicaciones con altos requisitos de precisión dimensional y acabado superficial, como sistemas hidráulicos, sistemas neumáticos, piezas de automoción, etc.
Materiales comunes: 10#, 20#, 45#, etc.
Características: Baja tolerancia dimensional, excelente acabado superficial interno y externo.
Normas Europeas (EN)
Las normas europeas (en especial la serie EN 10216) se utilizan ampliamente en países europeos y en algunos proyectos internacionales.
EN 10216-1: Tubos de acero sin costura para aplicaciones a presión. Parte 1: Tubos de acero no aleado con propiedades mecánicas específicas a temperatura ambiente.
Aplicación: Aplicaciones generales bajo presión, como el transporte de agua, vapor, gas, etc.
Grados comunes: P195TR1, P235TR1, P265TR1, P195TR2, P235TR2, P265TR2, etc.
Características: Define los diferentes grados de tubos de acero no aleado y sus propiedades mecánicas a temperatura ambiente.
Normas Japonesas (JIS)
Las Normas Industriales Japonesas tienen cierta influencia en Asia.
JIS G3444: Tubería de acero al carbono para uso estructural general
Aplicación: Estructuras mecánicas generales y estructuras de ingeniería civil.
Grados comunes: STK30, STK41, STK50, STK51, STK55.
JIS G3454: Tubería de acero al carbono para tuberías de presión
Aplicación: Adecuada para tuberías de media y baja presión.
Grados comunes: STPG38, STPG42.
JIS G3456: Tubería de acero al carbono para tuberías de alta temperatura
Aplicación: Adecuada para tuberías que transportan fluidos a alta temperatura.
Grados comunes: STPT38, STPT42, STPT49.
Conclusión
Al seleccionar tubos de acero al carbono sin costura, es fundamental comprender su uso final, el entorno de trabajo (temperatura, presión, fluido) y las normas que deben cumplir. Las diferentes normas y grados incluyen disposiciones claras sobre la composición química, las propiedades mecánicas, las tolerancias dimensionales, los métodos de inspección y el estado de entrega de los tubos de acero, lo que garantiza que los productos seleccionados cumplan con los requisitos específicos y las especificaciones de seguridad del proyecto de ingeniería.
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