Tubería EFW ASTM A671, Tubería de acero soldada por fusión eléctrica ASTM A671

ASTM A671 - Especificación estándar para tuberías de acero soldadas por fusión eléctrica para temperaturas atmosféricas y bajas

ASTM A671 es una norma desarrollada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM International). Esta norma se aplica a las tuberías de acero fabricadas mediante el proceso de soldadura por fusión eléctrica (EFW), utilizadas principalmente en recipientes a presión, sistemas de tuberías y otras aplicaciones críticas en entornos de temperatura normal y baja.

Ámbito de aplicación:
Tuberías a presión, tanques de almacenamiento, etc., utilizados para servicios de temperatura baja o normal, comúnmente utilizados en las industrias del petróleo, gas, química y otras.
La temperatura de trabajo no suele ser inferior a -45 °C (-50 °F), dependiendo del grado de acero y los requisitos de las pruebas de impacto.

Las diferentes categorías de grado (como CL22) se dividen según los procesos de fabricación, los requisitos de inspección y los niveles de tensión admisibles, y tienen requisitos estrictos de calidad de soldadura, ensayos no destructivos, etc.

Especificaciones y materiales:
Diámetro exterior: ≥16 pulg. (406 mm)

Espesor de pared: ≥1/4 pulg. (6,4 mm)

Calidades del material:
La norma incluye varias calidades de acero al carbono y de baja aleación (como CL15, CL16, CL20, CL22, etc.), y el número representa el límite elástico mínimo (unidad: ksi, es decir, mil libras por pulgada cuadrada).
Por ejemplo: CL20 significa que el límite elástico mínimo es de 20 ksi (aproximadamente 138 MPa).

El A671 CC60 es un acero al carbono común con contenidos específicos de carbono, silicio y manganeso. El A671 CC65 y el CC70 también son aceros al carbono comunes, mientras que el A671 CD70 es un acero al manganeso-silicio. La norma A671 también abarca aceros al níquel, como el A671 CF66 y el CF71.

Composición química:

Las tuberías de acero ASTM A671 se fabrican con chapa de acero de calidad para recipientes a presión. Los diferentes grados tienen diferentes requisitos de composición química, pero generalmente incluyen los siguientes elementos clave de control:

Carbono (C): afecta la resistencia y la soldabilidad, generalmente controlado en un rango inferior (como ≤0,23%).
Manganeso (Mn): mejora la resistencia y la tenacidad, rango común: 0,79-1,3%.
Silicio (Si): se utiliza para la desoxidación, generalmente 0,13-0,45%.
Azufre (S) y fósforo (P): estrictamente limitados (≤0,035%) para evitar la fragilidad en caliente y en frío.

Otros elementos de aleación (como Ni, Cr, Mo, V, etc.): algunos grados pueden añadirse para mejorar la tenacidad a baja temperatura.

Propiedades mecánicas:

Las tuberías de acero según la norma ASTM A671 suelen estar fabricadas con acero al carbono-manganeso-silicio, con buena resistencia y tenacidad. Para grados de material específicos, como "GR.CC 60", "GR" significa grado, "CC 60" indica el tipo y grado de resistencia del material, y "60" puede representar el límite elástico, que equivale aproximadamente a 415 MPa.

Las propiedades mecánicas de las tuberías de acero ASTM A671 dependen del grado (como CC60, Gr.65) y de la categoría de tratamiento térmico (como CL22, CL32), incluyendo principalmente:

Límite elástico (YS): Requisito mínimo (como ≥220 MPa o superior).
Resistencia a la tracción (TS): Generalmente 415-555 MPa (como CC60).
Elongación: ≥21 % (mide la ductilidad del material).

Tenacidad al impacto (algunos grados deben superar pruebas de impacto a baja temperatura, como la prueba Charpy de entalla en V a -45 °C).

Proceso de fabricación:
La placa de acero se conforma en un tubo redondo mediante un conformado multietapa: J (Empuje)-C (Engarce)-O (Apertura)-E (Expansión).
El tubo de acero se suelda mediante soldadura por fusión eléctrica (EFW), y las soldaduras se someten a pruebas radiográficas (RT) u otras pruebas no destructivas (END) para garantizar la calidad.
El proceso de soldadura requiere un control estricto de la corriente, el voltaje y la velocidad de soldadura para garantizar la calidad.

Requisitos de las pruebas:
Prueba hidrostática: Cada tubo de acero se somete a una prueba de presión hidráulica.
Pruebas no destructivas (END): Las soldaduras se someten a pruebas radiográficas o ultrasónicas.
Prueba de impacto (opcional): Dependiendo de los requisitos de temperatura, podría requerirse una prueba de impacto Charpy de entalla en V.

Diferencias con otras normas:
Normas similares como la ASTM A672 (para tuberías soldadas por fusión eléctrica de alta presión y alta temperatura), mientras que la ASTM A671 se centra más en aplicaciones de baja temperatura.
A diferencia de las normas para tuberías sin costura (como la ASTM A106), la A671 es una tubería soldada, pero se somete a pruebas rigurosas para garantizar su resistencia.

Escenarios de aplicación comunes:
Oleoductos criogénicos de gas licuado (GNL)
Equipos de refinación de petróleo

Recipientes a presión criogénicos en la industria química

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