La fisuración de los tubos sin costura estirados en frío es una de las quejas más frecuentes que recibimos de los compradores y, en casi todos los casos, el problema se debe a uno de estos tres factores: la materia prima, algún fallo en el proceso de fabricación o las condiciones a las que se expuso el tubo tras salir de la planta. A continuación, hemos clasificado las causas tal y como las diagnosticamos en la propia planta de producción.
Muchas de las grietas en los tubos sin costura estirados en frío se originan antes incluso de que el tubo sea estirado: ya están presentes en la palanquilla.
Material de calidad inferior o inadecuado. A veces, la materia prima simplemente no cumple con las especificaciones, o se sustituye el grado correcto por uno más económico. En cualquier caso, la dureza, la resistencia o la tenacidad del tubo acabado resultan insuficientes para las necesidades reales de la aplicación.
Exceso de inclusiones. Las inclusiones son impurezas no metálicas residuales de los procesos de fusión y colada. Cuando su tamaño o volumen supera los límites establecidos por normas como la ASTM E45, comienzan a actuar como puntos de concentración de tensiones internas; a menudo, es ahí donde se inicia una grieta.
Porosidad interna (burbujas). Las bolsas de gas o las cavidades de contracción derivadas de la colada debilitan el material en puntos localizados. Bajo la tensión del proceso de estirado, estos defectos pueden transformarse en grietas propiamente dichas; hemos observado esto con mayor frecuencia en palanquillas de menor calidad procedentes de proveedores que omiten los controles por ultrasonidos.
Si está adquiriendo tubería para aplicaciones críticas, vale la pena solicitar certificados de fábrica trazables al número de colada y, para aplicaciones exigentes, una inspección por ultrasonidos (UT) de la palanquilla de entrada.
Aquí es donde realmente se origina la mayor parte de las grietas evitables, y es también donde más se hace evidente la brecha entre una planta procesadora experimentada y una operación comercial de menor escala.
Control inadecuado del tratamiento térmico. El tratamiento térmico determina las propiedades mecánicas finales del tubo; sin embargo, muchas operaciones de menor envergadura se basan únicamente en el tiempo y la temperatura de calentamiento, sin contar con el equipo de ensayo necesario para confirmar que el tubo alcanza realmente los niveles de dureza o resistencia a la tracción exigidos para ese grado y espesor de pared específicos. Esta es una deficiencia que encontramos con bastante frecuencia al analizar tubos defectuosos procedentes de otros proveedores.
Reducción excesiva durante el trefilado en frío. Si se lleva la reducción por pasada más allá de los límites que permiten el grado y el espesor de pared, se generan tensiones internas superiores a la capacidad de absorción del material. A veces la fisura aparece de inmediato, pero en otras ocasiones surge semanas después del envío, lo que dificulta determinar la causa raíz.
Control deficiente durante la propia operación de trefilado. Una velocidad de trefilado irregular, una hilera desalineada o una lubricación inadecuada impiden que el tubo se deforme de manera uniforme; en su lugar, se generan tensiones localizadas en lugar de distribuirse homogéneamente, y es ahí donde suele iniciarse la fisura.
Daños durante el enderezado. El enderezado constituye, en realidad, una segunda etapa de deformación, ya que aplica fuerzas de flexión en ambos sentidos para corregir la curvatura. Especialmente en tubos de pared gruesa, si el operario aplica demasiada fuerza o carece de la sensibilidad necesaria para determinar cuánta presión puede soportar la pared, se producen daños internos que a menudo no se manifiestan hasta más adelante.
Parámetros de producción inconsistentes. Hileras desgastadas, refrigeración insuficiente o ausencia de procedimientos operativos estándar (SOP) documentados: son factores que, si bien no provocan una fisura en cada caso, aumentan considerablemente la probabilidad de que ocurra a lo largo de un lote de producción.
Para los compradores, preguntar a un proveedor en qué consisten exactamente sus pruebas de tratamiento térmico —no limitándose a consultar si realizan dicho tratamiento, sino indagando si verifican la dureza y la resistencia a la tracción en cada lote— revela mucho sobre si el riesgo de agrietamiento se ha eliminado mediante ingeniería o si simplemente se ha pasado por alto.
1.3 Problemas relacionados con el entorno de uso
Temperaturas extremas. Las condiciones adversas —calor intenso, humedad elevada o desgaste continuo— pueden provocar la aparición de grietas con el paso del tiempo. El mayor riesgo reside en el uso a bajas temperaturas: si se somete un tubo a una temperatura inferior a la nominal, este puede volverse quebradizo, lo que deriva en un modo de fallo muy distinto al que se observaría a temperatura ambiente.
Daños superficiales. Un arañazo o una muesca en la superficie constituye un punto crítico de concentración de tensiones. Basta muy poco para que se inicie una grieta justo en ese punto y comience a propagarse hacia el interior.
Instalación incorrecta de los accesorios. Una instalación deficiente —abrazaderas excesivamente apretadas, falta de margen para la dilatación térmica, etc.— concentra las tensiones precisamente en el punto de conexión; a menudo, es ahí donde surgen las primeras grietas durante el servicio, y no en el tramo recto de la tubería.
Ajustar las propiedades nominales del tubo (como los datos de impacto Charpy, si se destina a servicio a baja temperatura) a las condiciones reales de operación resuelve la mayor parte de esta cuestión antes de que llegue a convertirse en un problema en el campo.
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R: Las grietas suelen aparecer como finas líneas longitudinales en la superficie interior o exterior; a veces solo son visibles tras el decapado, el ensayo de partículas magnéticas o la inspección por líquidos penetrantes. En casos más graves, el agrietamiento puede apreciarse a simple vista como una fisura a lo largo del tubo o como grietas en espiral con una profundidad de 1 mm o más.
R: No; no se debe utilizar un tubo agrietado en aplicaciones que impliquen presión, requisitos estructurales o soporte de cargas, ya que la grieta actúa como un concentrador de tensiones que puede propagarse bajo cargas de servicio, vibraciones o ciclos de presión, lo que podría provocar un fallo repentino. Cualquier tubo en el que se haya confirmado la presencia de grietas debe desecharse o sustituirse en lugar de volver a ponerse en servicio.
P: ¿Cuál es la causa más común de agrietamiento en tubos sin costura estirados en frío?
R: Las dos causas subyacentes más frecuentes son el endurecimiento por deformación excesivo debido al estirado sin un recocido intermedio adecuado, y la presencia de inclusiones no metálicas en la materia prima que actúan como concentradores de tensiones bajo el esfuerzo de estirado.
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