Tubería de acero negra cédula 40

Qué es la tubería de acero negra cédula 40?

La cédula 40 (SCH40) es una designación estándar para los grados de espesor de pared de las tuberías de acero, que se utiliza generalmente para designar tuberías de acero soldadas o sin costura que cumplen con estándares específicos de espesor de pared. Esta norma se utiliza principalmente en sistemas de tuberías industriales, como los de las industrias del petróleo y el gas. El espesor de pared se calcula mediante una fórmula estándar y el valor específico se determina en función del diámetro de la tubería y las especificaciones del material.

La tubería de acero negra cédula 40 es una tubería de acero al carbono que cumple con la Clasificación Estándar Americana de Espesor de Pared (SCH 40). Su superficie es una capa de óxido negro (Fe₃O₄) formada por laminación en caliente y no está recubierta ni pintada. Sus principales características son:

Material: Acero bajo en carbono (contenido de carbono ≤ 0,25 %, como ASTM A53 Gr.B y Q235B).

Espesor de pared: El SCH 40 es un espesor de pared de grado medio, que equilibra la capacidad de carga y el coste. 

Acabado superficial: Gris oscuro/negro, conserva la capa de óxido natural después del laminado.

Parámetros dimensionales: El diámetro exterior y el espesor de pared deben consultarse según las normas específicas (como la tabla de tamaños de tubos de acero ANSI B36.10). Los diferentes diámetros de tubería corresponden a diferentes espesores de pared.
Aplicaciones: Se utiliza principalmente para el transporte de fluidos como petróleo, gas y agua, lo que requiere el cumplimiento de ciertos requisitos de resistencia a la presión y a la corrosión.

Ventajas de la tubería de acero negra SCH 40:

1. Rentabilidad: El precio de la tubería SCH 40 con espesor de pared es entre un 20 % y un 30 % inferior al de la SCH 80 y un 40 % inferior al de la tubería galvanizada.
2. Facilidad de procesamiento: El acero bajo en carbono tiene buena ductilidad y es fácil de cortar y soldar.
3. Resistencia fiable: Cumple con la mayoría de los requisitos estructurales y de fluidos a baja presión.

Aplicaciones de la tubería de acero negra SCH 40:

1. Construcción
Montantes de andamios, soportes temporales de estructuras de acero
Conductos de ventilación, aptos para interiores secos

2. Sistemas industriales
Tuberías de aire comprimido de baja presión (≤0,8 MPa)
Tuberías de agua de refrigeración para equipos mecánicos (requiere tratamiento anticorrosivo)

3. Ingeniería municipal
Tuberías de drenaje temporales, aptas para el transporte de medios no corrosivos.

Restricciones de uso de la tubería de acero negra SCH 40:

Prohibido su uso directo:
Sistemas de agua potable (higiene deficiente)
Transporte de medios ácidos/alcalinos
Ambientes exteriores costeros o con alta humedad (vida útil <3 años sin protección)

Opciones de protección contra la corrosión:
Uso en exteriores: Recubrimiento de alquitrán de hulla epóxico (vida útil extendida a 10 años)
Instalación subterránea: Recubrimiento anticorrosivo 3PE

Preguntas frecuentes sobre las tuberías de acero negro SCH 40:

1. Qué presión soportan las tuberías de acero negro SCH 40?

La presión no es un valor fijo; depende del diámetro, el material y la temperatura de la tubería. Tomando como ejemplo el acero al carbono a temperatura ambiente, los rangos comunes son los siguientes, pero deben calcularse según la fórmula estándar ASME:

Diámetro pequeño: Mayor (p. ej., tubería de 1/2″, aproximadamente 15-20 MPa).
Diámetro grande: Menor (p. ej., tubería de 6″, aproximadamente 5-8 MPa).

2. Se pueden enterrar las tuberías de acero negro directamente o utilizarlas en exteriores?

No, no se pueden utilizar directamente. La capa de óxido en la superficie de las tuberías de acero negro no proporciona protección contra la corrosión a largo plazo y se oxida rápidamente en ambientes húmedos.

a. Enterrado: Se requiere un recubrimiento anticorrosivo 3PE, un recubrimiento de alquitrán de hulla epóxico, etc.
b. Uso en exteriores: Se requiere pintura antioxidante (p. ej., imprimación epóxica rica en zinc + capa de acabado).
c. Ambientes interiores secos: Es posible su uso a corto plazo, pero se recomienda un tratamiento anticorrosivo básico.

3. Cuál es la diferencia entre las tuberías de acero negro y las tuberías de acero galvanizado? Cuál debería elegir? 

Las tuberías de acero negro de acero al carbono son más económicas, pero su superficie no está tratada y es propensa a la oxidación, lo que requiere un tratamiento anticorrosivo adicional. Son adecuadas para aplicaciones que requieren pintura posterior, aislamiento, revestimiento de plástico subterráneo o para su uso en entornos secos y no corrosivos.

Las tuberías de acero galvanizado tienen un revestimiento de zinc blanco plateado y son más caras. Son adecuadas para aplicaciones expuestas a la atmósfera, en entornos húmedos pero no altamente corrosivos, donde no se requiere un tratamiento anticorrosivo profundo (p. ej., barandillas exteriores, tuberías expuestas).

4. Cómo elegir entre las tuberías de acero negro SCH 40 y SCH 80?

Depende del rango de presión del entorno operativo. 

Elija SCH 40: Para sistemas de baja presión (p. ej., agua corriente, agua de aire acondicionado, aire a baja presión). Es la mejor opción en términos de rentabilidad.
Elija SCH 80: Para sistemas de media y alta presión (p. ej., tuberías de proceso, aire a alta presión), entornos abrasivos o aplicaciones que requieren mayor resistencia mecánica. Es más grueso, pesado y costoso.

5. Pueden las tuberías de acero negro transportar agua potable?

Las tuberías negras (sin revestimiento) no se pueden utilizar directamente para agua potable. Debido a que la pared interior puede oxidarse y contaminar el agua, se deben utilizar tuberías de acero galvanizado o tuberías de acero negro revestidas con resina epoxi de grado alimenticio para sistemas de agua potable, cumpliendo con las normas de higiene.

6. Qué información importante debe proporcionarse al comprar tuberías de acero negro?

Para evitar errores, aclare lo siguiente con el proveedor de las tuberías de acero negro:

Norma y material: p. ej., “ASTM A53 Grado B”.
Dimensiones: Diámetro nominal, p. ej., “DN50” o “NPS 2”.
Espesor de pared: “SCH 40”.
Proceso de fabricación: Tubería sin costura o ERW (Erector Wound Extendido).
Longitud: Longitud fija (p. ej., 6 metros) o longitud a medida.
Extremos: Extremo liso (para soldar) o extremo roscado.
Requisitos de protección contra la corrosión: Si se requiere prepintado en fábrica.

Conclusión:

La tubería de acero negra cédula 40 es una tubería rentable y de uso general, adecuada para proyectos a corto plazo o en entornos secos, pero requiere estrictas medidas anticorrosivas. Los criterios clave de selección incluyen la presión nominal, las características del medio y la evaluación de la corrosión ambiental.

Nota: En ingeniería y adquisiciones, el término "tubería de acero negro SCH 40" suele referirse a tuberías de uso general que cumplen con la norma ASTM A53. Sin embargo, la norma ASTM A106 es una norma de materiales diseñada específicamente para condiciones de alta temperatura y alta presión (>350 °C). El uso de tuberías de acero A106 en sistemas de temperatura normal o baja es excesivo y supone un desperdicio de recursos.

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