Características y Requisitos de las Tuberías ERW para Vapor

La ERW (Soldadura por Resistencia Eléctrica) es un proceso de fabricación que utiliza el efecto térmico de la corriente eléctrica de alta frecuencia para fundir los bordes de la banda de acero y fusionarlos bajo presión. Las tuberías ERW ofrecen una alta eficiencia de producción y un bajo costo, lo que las convierte en una tubería común para el transporte de fluidos a media y baja presión.

Características Principales de las Tuberías ERW para Vapor:

La adopción generalizada de las tuberías ERW para vapor se debe a las siguientes ventajas clave:

1. Alta Eficiencia de Producción y Rentabilidad

El proceso ERW utiliza conformado y soldadura continuos, lo que resulta en velocidades de producción significativamente mayores que las de las tuberías de acero sin costura (SMLS) y las tuberías soldadas por arco sumergido (SAW). Esto se traduce en menores costos de fabricación y ofrece importantes ventajas en el precio, a la vez que cumple con los requisitos de la aplicación.

2. Alta Precisión Dimensional y Excelente Aspecto
Las tuberías ERW se fabrican a partir de bandas o bobinas de acero laminado en frío, con un control extremadamente preciso del diámetro exterior y el espesor de pared, y tolerancias ajustadas. Las superficies interiores y exteriores lisas de las tuberías están libres de incrustaciones, lo que les confiere una apariencia significativamente superior a la de las tuberías de acero sin costura laminadas en caliente.

3. Excelente calidad de soldadura
La moderna tecnología de soldadura de alta frecuencia (HFW) produce soldaduras muy estrechas con mínimas zonas afectadas por el calor. Mediante el tratamiento térmico en línea (normalización), la resistencia de la soldadura puede incluso alcanzar niveles comparables a los del metal base. Las pruebas no destructivas garantizan la fiabilidad de la soldadura.

4. Longitudes de corte relativamente largas
Gracias a la producción continua, las tuberías ERW pueden producirse fácilmente en longitudes de corte largas (por ejemplo, superiores a 12 metros), lo que reduce el número de uniones en el sistema de tuberías y mejora la integridad y la seguridad general del sistema.

Requisitos estrictos para las tuberías ERW para vapor:

Dado que el transporte de vapor implica altas temperaturas y altas presiones, las exigencias en cuanto a seguridad, sellado y durabilidad de las tuberías son extremadamente altas. Por lo tanto, las tuberías ERW para vapor deben cumplir con una serie de estrictas normas y especificaciones.

1. Requisitos de Material
Las tuberías de vapor ERW deben estar fabricadas con acero con excelente resistencia a altas temperaturas. Los grados de acero más comunes incluyen:

ASTM A106 Grado B: Es la norma de tuberías sin costura de acero al carbono más utilizada, pero las tuberías ERW de alta calidad suelen fabricarse según los requisitos de composición química y propiedades mecánicas de esta norma. 

ASTM A53 Grado B: Esta norma abarca tanto las tuberías de acero sin costura como las soldadas (ERW) y es una opción común para sistemas de vapor de baja presión.

GB/T 3087: Esta norma abarca las tuberías de calderas de baja y media presión en China, adecuadas para aplicaciones con parámetros de vapor más bajos.

Ambientes hostiles: Las aplicaciones de alta temperatura y alta presión pueden requerir tuberías de aleación, como ASTM A335 P11/P22, para vapor de alta temperatura y alta presión.
Método de desoxidación: Se debe utilizar acero calmado (especialmente acero calmado de grano fino) para garantizar una microestructura uniforme, un rendimiento estable, una buena tenacidad al impacto y soldabilidad. El acero con reborde está estrictamente prohibido.

2. Requisitos de Fabricación y Proceso

Tratamiento de Soldadura: Este es el requisito más crítico. Las soldaduras deben someterse a un tratamiento térmico en línea para eliminar las tensiones internas y los defectos microestructurales introducidos durante la soldadura, refinar el tamaño del grano en el área de soldadura y restaurar las propiedades mecánicas (especialmente la tenacidad y la resistencia) a las del material original.

Ensayos No Destructivos (END): Las soldaduras de tuberías ERW deben someterse al 100% a END. 

Ensayos Ultrasónicos en Línea (UT): Escaneo automatizado de toda la longitud de la soldadura durante la producción para detectar defectos internos como falta de fusión, inclusiones de escoria y porosidad.

Ensayos por Corrientes de Foucault (ET): Se utilizan comúnmente para detectar defectos cerca de la superficie.
Para tuberías de vapor de alta presión, a veces se requieren ensayos ultrasónicos fuera de línea o ensayos por rayos X (RT) para garantizar la integridad.

Ensayos Hidráulicos: Todas las tuberías de acero se someten a una rigurosa prueba hidrostática. La presión de prueba suele ser 1,5 veces o superior a la presión de trabajo especificada, mantenida durante un período determinado, para verificar su capacidad de soporte de presión y estanqueidad.

3. Requisitos Dimensionales y de Tolerancia
El diámetro exterior, el espesor de pared, la ovalidad y la rectitud deben cumplir estrictamente las normas pertinentes (como ASTM A53 y ASME B36.10M). La precisión de las dimensiones es esencial para garantizar la calidad de la instalación y la soldadura posteriores.

4. Requisitos de Inspección y Certificación
Inspección de Terceros: Para proyectos importantes, los compradores suelen confiar a agencias de inspección externas (como BV y SGS) la realización de auditorías de fábrica, la supervisión del proceso de producción y las inspecciones previas al envío.

Certificado de Material: Los proveedores deben proporcionar un Certificado de Material (CTM) completo que detalle claramente la composición química de la tubería de acero, los resultados de las pruebas de propiedades mecánicas, el estado del tratamiento térmico, los valores de las pruebas hidrostáticas y los resultados de los END, y debe cumplir con los requisitos de la norma.

Notas de Selección y Uso:

1. Clasificación de Presión y Temperatura: Se debe seleccionar el grado de acero y el espesor de pared (Schedule) correctos para la tubería en función de la presión y temperatura de diseño del vapor. Los cálculos de diseño siempre deben cumplir con la norma ASME B31.1 "Tuberías de Potencia" o las normas nacionales pertinentes.

2. Límites Aplicables: Si bien la tecnología moderna de tuberías de agua residual (ERW) es avanzada, las tuberías de acero sin costura siguen siendo la opción preferida para condiciones de temperatura y presión extremadamente altas (como las tuberías principales de vapor de centrales eléctricas supercríticas y ultrasupercríticas), ya que, en teoría, eliminan la posible debilidad de las soldaduras longitudinales. Las tuberías de ERW se utilizan ampliamente en tuberías de vapor de media, baja y media presión, tuberías de recolección y transporte, y conjuntos de intercambiadores de calor.

3. Instalación y Soldadura: Durante la instalación y soldadura en obra, se deben seguir estrictamente las especificaciones del procedimiento de soldadura. Los soldadores deben contar con las cualificaciones pertinentes. Queda estrictamente prohibida la soldadura secundaria o la perforación de las soldaduras de tuberías de ERW en obra.

Conclusión:

La tubería de vapor ERW es un producto tecnológicamente avanzado, rentable y fiable. Sus principales ventajas residen en sus dimensiones precisas, superficies lisas y soldaduras de alta resistencia sometidas a un riguroso control de calidad. Siempre que el producto cumpla con los requisitos normativos, puede utilizarse de forma segura y fiable en la mayoría de los sistemas de distribución de vapor industriales y de centrales eléctricas.

Read more: Carbon Steel ERW Boiler Tube & Air Heater Tube Specification