Se pueden utilizar tubos soldados en tuberías de calderas de vapor?

Los tubos soldados solo se pueden utilizar en tuberías de calderas de vapor bajo condiciones específicas y deben cumplir estrictamente las normas, los escenarios de uso y las regulaciones de seguridad pertinentes. Las normas para tuberías de calderas de vapor siguen el principio básico de que «los tubos sin costura deben utilizarse para componentes críticos de alta presión y alta temperatura; los tubos soldados pueden utilizarse para componentes no críticos de media y baja presión».

Limitaciones en la aplicación de tubos soldados en tuberías de calderas de vapor:

Los tubos soldados se pueden utilizar en calderas, pero solo en ubicaciones y condiciones de operación específicas. Las normas y especificaciones más utilizadas incluyen:

ASME SA-178 / ASTM A178: «Tubos de caldera de acero al carbono y acero al carbono-manganeso soldados por resistencia», aptos para entornos de media y baja presión y media y baja temperatura, como tubos de humos de calderas, economizadores y tubos de intercambiadores de calor.
ASME SA-214 / ASTM A214: "Tubos de acero al carbono soldados por resistencia para intercambiadores de calor", aptos para componentes receptores de fuego no destinados a calderas, como condensadores, intercambiadores de calor y dispositivos de intercambio de calor.
ASME SA-178 Grado A/C/D: Clasificados por grado de resistencia, aptos para calderas industriales y comerciales.

EN 10217: Esta es una serie fundamental de normas europeas para tubos de acero soldados resistentes a la presión, oficialmente denominada "Tubos de acero soldados resistentes a la presión - Condiciones técnicas de suministro". Complementa la norma EN 10216, una para tubos soldados y otra para tubos sin costura.

GB/T 28413-2012: "Tubos de acero soldados para calderas e intercambiadores de calor" es una norma nacional china específica para tubos soldados utilizados en calderas.

Nota: Para sobrecalentadores, recalentadores y tuberías principales de vapor, las normas internacionales (como ASME SA-213 y ASME SA-335) exigen explícitamente el uso de tuberías de acero sin costura.

Por qué no se pueden utilizar tuberías soldadas en zonas de alta temperatura y alta presión, como las tuberías principales de vapor?

1. La costura de soldadura es un punto débil.

Las tuberías soldadas tienen costuras longitudinales. Bajo altas temperaturas y presiones, la zona de la costura presenta los siguientes riesgos:
● Microestructura y propiedades irregulares en la zona afectada por el calor de la soldadura, lo que la hace propensa a sufrir daños por fluencia durante el servicio prolongado a alta temperatura.
● La tensión residual en la costura de soldadura se superpone a la tensión de trabajo, lo que aumenta el riesgo de fallo.

2. Limitaciones del material

Las tuberías principales de vapor de las calderas de las centrales eléctricas suelen estar fabricadas con aceros aleados, como 15CrMoG, 12Cr1MoVG, P91 y P92. Estos materiales presentan baja soldabilidad y requieren estándares de soldadura extremadamente altos:
● El 15CrMoG y el 12Cr1MoVG presentan baja soldabilidad.
● El acero martensítico P92 requiere un control estricto de la temperatura de soldadura (200-300 °C) y un tratamiento térmico posterior.
● Estos materiales suelen suministrarse como tubos sin costura, y el proceso de soldadura no garantiza su resistencia a la fluencia a alta temperatura.

3. Requisitos Obligatorios de las Normas y Especificaciones

Normas Chinas:
La norma GB/T 5310 "Tubos de Acero Sin Costura para Calderas de Alta Presión" estipula claramente que los componentes de alta temperatura y alta presión, como sobrecalentadores, recalentadores y tuberías principales de vapor, deben utilizar tubos de acero sin costura.
La norma GB/T 28413 estipula claramente que esta norma se aplica a los tubos superficiales que reciben calor, como economizadores, paredes refrigeradas por agua y sobrecalentadores de baja temperatura, así como a las tuberías dentro del área de la caldera.

Cómo Seleccionar el Tipo Correcto?

Para presiones ≤ 6,4 MPa y temperaturas ≤ 450 ℃, las tuberías de vapor no principales pueden utilizar tubos de acero soldados. 

Para presiones > 6,4 MPa o temperaturas > 450 ℃, o para tuberías principales de vapor/sobrecalentador, se deben seleccionar tubos de acero sin costura.

Conclusión: 

Las tuberías soldadas con costura recta de alta frecuencia (ERW) o las tuberías soldadas que cumplen con las normas pueden utilizarse en tuberías de calderas de vapor, pero solo en secciones de media y baja presión y de media y baja temperatura (como economizadores y tubos de intercambiadores de calor de baja temperatura). Para componentes centrales de alta temperatura y alta presión, como sobrecalentadores, recalentadores y tuberías principales de vapor, se deben utilizar tuberías de acero sin costura que cumplan con las normas internacionales para garantizar la seguridad y la fiabilidad.

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