Tubo estructural de acero al carbono conformado en caliente ASTM A501

Qué es la norma ASTM A501?

ASTM A501/A501M es una norma para tubos de acero al carbono soldados y sin costura, desarrollada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM). Su nombre completo es "Especificación Estándar para Tubos Estructurales de Acero al Carbono Soldados y sin Costura Conformados en Caliente". Especifica estructuras soldadas, remachadas o atornilladas fabricadas mediante procesos de trabajo en caliente para su uso en puentes, estructuras de edificios y aplicaciones estructurales generales. Los tubos pueden ser cuadrados, redondos, rectangulares o de otras formas especiales.

Esta tubería de acero está disponible en los grados A, B y C.

Características principales de la norma ASTM A501:

Proceso de fabricación: Conformado en caliente. Esta es su principal diferencia con la norma ASTM A500. La tubería A501 se produce laminando en caliente una palanquilla a altas temperaturas para obtener una forma redonda o formándola directamente en una sección transversal cuadrada o rectangular. Puede ser sin costura o soldada.

Estado del material: Normalmente se conforma en caliente "tal cual", sin tratamiento térmico posterior. El proceso de conformación en caliente actúa eficazmente como un tratamiento de normalización, lo que resulta en un tamaño de grano refinado y una buena tenacidad.

Aplicaciones principales: Aplicaciones estructurales. Al igual que el A500, se utiliza principalmente para estructuras portantes como columnas, vigas y cerchas en edificios y puentes.

Dimensiones según la norma ASTM A501:

Los tubos estructurales ASTM A501 no tienen su propia serie de tamaños. Sus dimensiones y formas deben cumplir con la norma de referencia, generalmente la ASTM A500. Por lo tanto, al buscar las dimensiones de los tubos A501, en realidad busca las dimensiones de los tubos A500. El valor fundamental de la norma A501 reside en garantizar que estos tubos se fabriquen mediante un proceso de termoformado, lo que les confiere propiedades materiales únicas, como alta tenacidad y excelente soldabilidad.

Tubo redondo:
Diámetro exterior: 6,35-660 mm; Peso: 1,27-25,4 mm

Tubo cuadrado:
Longitud lateral: 25 × 25-500 × 500 mm; Peso: 2 mm a 16 mm

Tubo rectangular:
Longitud lateral: 50 × 25-500 × 300 mm; Peso: 1,2 mm a 18 mm

Propiedades mecánicas:

La norma A501 especifica los requisitos mínimos de propiedades mecánicas. Al igual que el A500, también se divide en tres grados: A, B y C:

Grado de acero	Límite elástico (MPa)	Resistencia a la tracción (MPa)
Grado A	205	310
Grado B	250	400
Grado C	345	485

Ventajas de la tubería de acero ASTM A501:

1. Excelente tenacidad: Al no sufrir endurecimiento por trabajo en frío, la tubería A501 presenta una ductilidad y una resistencia al impacto mejoradas tras el conformado en caliente, lo que la hace especialmente adecuada para estructuras sujetas a cargas dinámicas o entornos de baja temperatura.
2. Buena soldabilidad: Además, al no sufrir endurecimiento por trabajo en frío, las propiedades de la zona afectada por el calor (ZAT) durante la soldadura se alteran mínimamente, lo que resulta en una menor susceptibilidad a las grietas y, en general, una soldabilidad superior en comparación con la tubería conformada en frío.
3. Mayor radio de esquina: Las tuberías cuadradas y rectangulares conformadas en caliente tienen radios exteriores mayores en las esquinas, lo que puede reducir la concentración de tensiones hasta cierto punto.
4. Disponibilidad de productos sin costuras: La norma incluye explícitamente el procesamiento sin costuras, lo que ofrece una opción para aplicaciones que requieren un rendimiento sin costuras.

Aplicaciones típicas:

Las tuberías ASTM A501 se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones estructurales, especialmente donde la tenacidad y la soldabilidad son cruciales:

1. Estructuras de edificación: Columnas y vigas en fábricas y edificios comerciales.
2. Bastidores de equipo pesado: Chasis y plumas en grúas, excavadoras y maquinaria agrícola.

3. Componentes de puentes: Estructuras de soporte en puentes. 

4. Torres de transmisión.

5. Cualquier estructura que requiera soldadura in situ y alta tenacidad.

ASTM A501 vs. ASTM A500: Cómo elegir?

ASTM A501: "Especificación estándar para tubos estructurales de acero al carbono, soldados y sin costura, conformados en caliente"
ASTM A500: "Especificación estándar para tubos estructurales de acero al carbono, soldados y sin costura, conformados en frío"

La elección entre A501 y A500 depende principalmente de los requisitos de diseño, la disponibilidad y el costo:

Se recomienda ASTM A501 cuando:
a. El diseño prioriza la tenacidad y la soldabilidad del material.
b. La estructura estará expuesta a bajas temperaturas o sujeta a cargas de impacto dinámicas.
c. El estado de la superficie (como la cascarilla de laminación) no es prioritario, o se requerirá un pulido con chorro de arena o pintura posterior.
d. La norma A501 ofrece mejor precio o disponibilidad en el mercado local.

Se recomienda ASTM A500 cuando:
a. La precisión dimensional y el acabado superficial son primordiales. Por ejemplo, si la estructura necesita ser expuesta como elemento de diseño arquitectónico. Se requiere un trabajo en frío intensivo, como el doblado en frío, ya que el A500 está diseñado para el conformado en frío.
c. En su zona, el A500 es el producto más común y de mayor disponibilidad.

En la mayoría de los casos, ambas normas pueden utilizarse indistintamente, ya que sus valores mínimos de límite elástico y resistencia a la tracción son similares o idénticos. La diferencia clave radica en las propiedades inherentes resultantes del proceso de fabricación. Los ingenieros estructurales determinarán la opción más adecuada en función de los requisitos específicos del proyecto y las especificaciones de diseño.

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