Son adecuadas las tuberías galvanizadas para el transporte de vapor?

Características de las tuberías galvanizadas: 

Las tuberías galvanizadas (GI) son tuberías de acero con recubrimiento de zinc, que poseen características como resistencia a la corrosión y durabilidad. Gracias a este recubrimiento, las tuberías galvanizadas no se corroen fácilmente y, por lo tanto, se utilizan ampliamente en industrias como la construcción, la maquinaria y la química. Sin embargo, su idoneidad como tuberías de vapor depende de los requisitos específicos de cada sistema.

Requisitos para el transporte de vapor: 

Las tuberías de vapor transportan vapor a diversos equipos, incluyendo vapor a alta temperatura y alta presión. Deben ser estables, fiables, resistentes a la presión y a las altas temperaturas. Además, deben ser resistentes a la corrosión. Por lo tanto, estos requisitos deben tenerse en cuenta al seleccionar los materiales para las tuberías de vapor.

Viabilidad del uso de tuberías galvanizadas para el transporte de vapor: 

En general, las tuberías galvanizadas no son adecuadas para su uso como tuberías de vapor, especialmente en entornos donde las temperaturas superan los 200 °C. Aunque las tuberías galvanizadas ofrecen cierta resistencia a la corrosión y durabilidad, presentan los siguientes problemas graves en condiciones de vapor:

1. Fallo del recubrimiento de zinc a altas temperaturas: Cuando la temperatura del vapor supera los 200 °C, el recubrimiento de zinc se oxida, se ablanda e incluso puede fundirse (el punto de fusión del zinc es de aproximadamente 419 °C), lo que provoca el fallo total de la capa anticorrosiva. A temperaturas aún más elevadas (superiores a 300 °C), el zinc puede alearse con la matriz de hierro, formando una capa de aleación frágil que reduce considerablemente la resistencia de la pared de la tubería.
2. Contaminación por vapor de zinc: A altas temperaturas, el zinc puede volatilizarse, formando vapor de zinc que puede entrar en los equipos posteriores con el vapor, causando contaminación o daños en válvulas, intercambiadores de calor, etc.

3. Las tuberías galvanizadas son menos resistentes a la corrosión que las de acero inoxidable o cobre, por lo que requieren inspección y mantenimiento regulares para prolongar su vida útil.
4. Las tuberías galvanizadas operan a altas temperaturas y presiones, lo que puede provocar el desprendimiento del recubrimiento de zinc. Estas escamas de zinc desprendidas pueden obstruir las trampas de vapor, dañar los sellos de las válvulas y afectar el funcionamiento seguro de la tubería de vapor.

Precauciones: 

Si se deben usar tuberías galvanizadas en aplicaciones de vapor a baja presión y baja temperatura, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

1. Asegúrese de que el espesor de la pared y la longitud de la tubería galvanizada cumplan con los requisitos de uso.
2. Al instalar tuberías galvanizadas, asegúrese de que las conexiones estén bien ajustadas. Se recomiendan conexiones roscadas y un sellado adecuado para evitar fugas de vapor.
3. Al manipular tuberías galvanizadas, evite la acumulación de residuos y vapor de agua en su interior para garantizar la limpieza interna.
4. Inspeccione y mantenga periódicamente las tuberías galvanizadas, verificando la presencia de óxido, la integridad del recubrimiento, etc. Preste especial atención a los codos y las tes para detectar el desprendimiento de la capa de zinc y garantizar un funcionamiento seguro.
5. Si se observa descamación de la capa de zinc, decoloración de la pared de la tubería o grietas en las soldaduras de la tubería de vapor galvanizada, se debe detener la operación de inmediato y reemplazar la tubería por una tubería de acero sin costura adecuada. Se prohíbe su uso continuado.

Base estándar: 

Según la norma ASTM A53/A53M, «Especificación estándar para tuberías de acero sin costura soldadas, galvanizadas en negro y en caliente», las tuberías galvanizadas son principalmente adecuadas para aplicaciones mecánicas y de presión, así como para usos generales en tuberías de vapor, agua, gas y aire. Esta norma especifica que las tuberías galvanizadas son adecuadas para operaciones de conformado como soldadura, enrollado y doblado, pero no para el transporte continuo de vapor a alta temperatura y alta presión.

Para tuberías de vapor industriales, se recomienda la norma ASTM A106, «Especificación estándar para tuberías de acero al carbono sin costura para aplicaciones de alta temperatura». La norma ASTM A106 está diseñada específicamente para condiciones de alta temperatura y es adecuada para tuberías de vapor, calderas, refinerías de petróleo y otras aplicaciones de alta temperatura y alta presión. La norma ASTM A106 Grado B tiene una temperatura máxima de operación de 427 °C (800 °F), mientras que la aplicabilidad de la norma ASTM A53 a altas temperaturas está estrictamente limitada.

Recomendaciones para la selección de materiales:
● Vapor a baja presión y baja temperatura (≤200 °C): Se puede utilizar tubería galvanizada ASTM A53 Grado B, pero deben considerarse las limitaciones de temperatura;
● Tuberías de vapor a presión media y alta: Se debe utilizar tubería de acero al carbono sin costura ASTM A106 Grado B;
● Vapor a alta temperatura y alta presión (>400 °C): Se debe utilizar tubería de acero aleado de la serie ASTM A335 (como P11, P22, P91, etc.).

Aclaración de ideas erróneas comunes: 

Algunas personas creen que las tuberías galvanizadas, con su superficie lisa y baja resistencia, son adecuadas para el transporte de vapor. Esto es incorrecto. La ventaja de las tuberías galvanizadas reside en su resistencia a la corrosión a temperatura ambiente, no en su resistencia a altas temperaturas y presiones. El principio fundamental para la selección de tuberías de vapor es la resistencia a la temperatura y la presión, no la lisura de la superficie ni el coste inicial. Utilizar tuberías galvanizadas para transportar vapor a alta temperatura con el fin de ahorrar en la inversión a corto plazo puede conllevar graves riesgos para la seguridad y costes de mantenimiento a largo plazo.

Conclusión: 

Las tuberías galvanizadas solo son adecuadas para vapor a baja presión y baja temperatura (como en sistemas de calefacción, con temperaturas inferiores a 200 °C y presiones inferiores a 1,0 MPa), y no son adecuadas para el transporte industrial a larga distancia ni para el transporte de vapor a alta temperatura y alta presión.

Leer más: Directrices de diseño y operación para gasoductos de vapor de larga distancia