Qué son los tubos de caldera sin costura y cómo se fabrican?

Qué es el tubo de caldera sin costura?

El tubo de caldera sin costura es un tipo de tubo de caldera que pertenece a la categoría de tubo de acero sin costura y está compuesto de acero al carbono o acero aleado. El método de fabricación es el mismo que el de los tubos sin costura, pero existen requisitos estrictos para el tipo de acero utilizado en la fabricación de los tubos de acero. 

Los tubos sin costura de calderas a menudo están expuestos a condiciones de alta temperatura y alta presión durante el uso. Bajo la acción de los gases de combustión y el vapor de agua a alta temperatura, los tubos se oxidarán y corroerán. Se requiere que las tuberías de acero tengan una alta durabilidad, una alta resistencia a la oxidación y la corrosión y una buena estabilidad estructural. Los tubos sin costura para calderas se utilizan principalmente para fabricar tubos de sobrecalentador, tubos de recalentador, tubos de guía de aire, tubos principales de vapor, etc. para calderas de media, alta y ultra alta presión. Se utilizan ampliamente en calderas de vapor. generación de energía, plantas de combustibles fósiles y plantas de procesamiento industrial, plantas de energía, etc.

Clasificación y usos de los tubos de calderas:

Los tubos de caldera se dividen en tubos de caldera generales y tubos de caldera de alta presión según el rendimiento a alta temperatura que soportan. ‌

1. Los tubos de calderas generales se utilizan principalmente para fabricar tubos de pared de agua, tubos de agua hirviendo, tubos de vapor sobrecalentado, tubos de vapor sobrecalentado para calderas de locomotoras, tubos de humo grandes y pequeños y tubos de arco de ladrillo, etc. ‌Estas tuberías se utilizan a temperaturas inferiores a 450 °C. ‌Las tuberías domésticas están hechas principalmente de tubos laminados en caliente de acero al carbono N° 10 y ‌20 o tubos estirados en frío.

2. Los tubos para calderas de alta presión se utilizan principalmente para fabricar calderas de vapor y tuberías para alta presión y superiores. ‌Estos tubos suelen estar expuestos a condiciones de alta temperatura y alta presión, y la temperatura de funcionamiento generalmente es superior a 450 °C. Se utilizan principalmente para fabricar tubos de sobrecalentador, tubos de recalentador, tubos de guía de aire, tubos de vapor principales, etc. para alta presión. y calderas de ultra alta presión. ‌ Bajo la acción de los gases de combustión a alta temperatura y el vapor de agua, ‌ los tubos de las calderas de alta presión se oxidarán y corroerán, ‌ por lo que se requiere que las tuberías de acero tengan una gran resistencia duradera, ‌ una alta resistencia a la oxidación y la corrosión, ‌ y una buena estabilidad organizativa . ‌

Las propiedades mecánicas de los tubos de calderas son indicadores importantes para garantizar el rendimiento final (propiedades mecánicas) del acero. Depende de la composición química y del sistema de tratamiento térmico del acero. En los estándares de tuberías de acero, las propiedades de tracción (resistencia a la tracción, límite elástico o límite elástico, alargamiento), así como los indicadores de dureza y tenacidad, se especifican de acuerdo con los diferentes requisitos de uso, así como las propiedades de alta y baja temperatura requeridas por los usuarios.

Cómo se fabrican los tubos de caldera sin costura?

Método de fabricación:
1. Tanto los tubos para calderas de media presión como los de alta presión se someten al mismo proceso de fabricación inicial, que incluye estirado fino, abrillantado de superficies, laminado en caliente, estirado en frío y expansión térmica. Sin embargo, seguir los siguientes pasos puede hacer que sus tuberías de alta presión sean más resistentes y duraderas. ‌
2. El tratamiento térmico incluye calentar y enfriar los tubos de calderas de alta presión para aumentar su tenacidad, dureza y resistencia al desgaste. Los diferentes pasos del tratamiento térmico incluyen templado, revenido y recocido.
3. El enfriamiento consiste en aumentar la dureza de los tubos de las calderas de alta presión. Caliente el tubo uniformemente a la temperatura adecuada, luego sumérjalo rápidamente en agua o aceite para que se enfríe inmediatamente. Luego se enfría al aire o en un congelador.
4. El templado se utiliza para eliminar la fragilidad de la tubería. El enfriamiento puede causar roscas o grietas en la tubería.

5. El recocido puede eliminar la tensión interna en el tubo. En este proceso, la tubería sin costura se calienta a una temperatura crítica y luego se enfría lentamente en ceniza o cal.

Proceso de producción de tubos sin costura:

a. Tubo sin costura laminado en caliente (extruido): tocho de tubo redondo → calentamiento → perforación → laminado transversal de tres rodillos, laminado continuo o extrusión → extracción del tubo → dimensionamiento (o reducción) → enfriamiento → enderezado → Prueba hidrostática (o detección de fallas) → marcado → almacenamiento
b. Tubo sin costura estirado en frío (laminado): tubo redondo en blanco → calentamiento → perforación → encabezado → recocido → decapado → engrasado (cobrizado) → estirado en frío de múltiples pasadas (laminado en frío) → tubo en blanco → tratamiento térmico → Enderezado → prueba hidrostática (defecto detección) → marcado → almacenamiento

Cómo elegir el material adecuado para los tubos de la caldera?

Hay varios factores a considerar al elegir el material adecuado para los tubos de la caldera:

1. Requisitos de temperatura y presión: las calderas tienen diferentes requisitos de temperatura y presión según diferentes condiciones de trabajo. En términos generales, bajo alta temperatura y alta presión, los materiales comúnmente utilizados incluyen acero inoxidable ferrítico, acero aleado y superaleación. A bajas temperaturas y bajas presiones, el acero al carbono ordinario puede satisfacer las necesidades.

2. Entorno corrosivo: pueden existir gases o líquidos corrosivos en el entorno de trabajo de la caldera, por lo que es necesario seleccionar materiales con buena resistencia a la corrosión. Si se encuentran ambientes ácidos, el acero inoxidable o las aleaciones a base de níquel son opciones comunes.

3. Propiedades del material: Los materiales de los tubos de la caldera deben tener buena conductividad térmica y propiedades mecánicas para garantizar el efecto de transferencia de calor y un funcionamiento seguro. Seleccione los materiales adecuados según las condiciones de trabajo específicas, como acero resistente al calor, acero resistente a la presión y materiales reforzados.

4. Consideraciones de costos: el costo de los diferentes materiales también es un factor importante en la selección. Con la premisa de cumplir con los requisitos de uso, es necesario considerar exhaustivamente el rendimiento y el costo del material para seleccionar materiales económicos y adecuados.

Al seleccionar materiales para tubos de calderas, puede consultar a ingenieros o empresas de materiales profesionales para evaluarlos y seleccionarlos en función de circunstancias específicas. Además, también es necesario cumplir con los requisitos de las normas y regulaciones nacionales e industriales para garantizar que los materiales seleccionados cumplan con las normas y regulaciones correspondientes.

Eliminación de óxido en tubos de caldera:
Hay varias formas de eliminar el óxido de los tubos de las calderas, siendo la más sencilla la limpieza con disolventes y lociones. Sin embargo, esto sólo puede eliminar polvo, aceite, etc., pero no puede eliminar completamente los residuos orgánicos de las tuberías.
El segundo método consiste en utilizar herramientas manuales o eléctricas para eliminar el óxido. La limpieza de herramientas elimina capas de óxido, escoria de soldadura y óxido.
Los métodos más comunes son mediante métodos químicos y electrolíticos, también conocidos como decapado.

El desoxidante por pulverización es el método de limpieza ideal para tuberías de calderas, ya que elimina en mayor medida suciedad, óxidos y herrumbre. Además, puede aumentar la rugosidad de la tubería.

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