Cómo elegir tubos sin costura, tubos soldados y tubos forjados?

Cuando busca por primera vez una tubería de acero, ya sea para una planta desalinizadora, una plataforma petrolera o una planta de energía nuclear, la primera pregunta que debe hacerse es "¿necesito "tuberías" sin costura, soldadas o forjadas?" Estos tres Cada tipo tiene diferentes beneficios y, por lo tanto, es adecuado para diferentes aplicaciones y entornos Hay varios factores que deben tenerse en cuenta al elegir lo que es adecuado para un proyecto en particular.

Es probable que los ingenieros sepan la respuesta a esta pregunta de manera intuitiva, pero tomemos un momento para explorar estas tuberías sin costura, soldadas y forjadas y sus diversas propiedades.

1. Tubería sin costura

Comencemos con la tubería sin costura. Como sugiere el nombre, una tubería sin costura es una tubería sin costuras ni soldaduras.

Fabricación y Aplicación:

Los tubos sin costura se pueden fabricar utilizando una variedad de métodos diferentes, dependiendo en gran medida del diámetro deseado o de la relación entre el diámetro y el espesor de la pared. En términos generales, el proceso de fabricación de tubos sin costura comienza con la fundición de acero bruto en una forma más manejable: una palanquilla sólida caliente. Luego estírelo y empújelo o tire de él sobre un formulario. Este tubo hueco luego pasa por un proceso de extrusión en el que se fuerza a través de una matriz y un mandril. Esto ayuda a aumentar el diámetro interior y reducir el diámetro exterior.

La tubería de acero sin costura se usa comúnmente para transportar fluidos como agua, gas natural, desechos y aire. También se requiere con frecuencia en muchos entornos altamente corrosivos y de alta presión, como las industrias de petróleo y gas, generación de energía y farmacéutica.

Ventaja:
Alta resistencia: la tubería sin costura tiene la ventaja obvia de no tener costuras, por lo que no habrá costuras débiles. Esto significa que, por lo general, las tuberías sin costura pueden soportar presiones de trabajo un 20 % más altas que las tuberías soldadas del mismo grado y tamaño de material.
Alta resistencia: la ausencia de costuras significa que las tuberías sin costura pueden proporcionar una mayor resistencia a la corrosión, ya que es más probable que ocurran problemas como impurezas y defectos en las soldaduras.

Menos pruebas: no hace falta decir que no es necesario probar la integridad de la soldadura de los tubos sin costura: ¡sin soldadura significa que no hay prueba!

2. Tubo soldado
Hay tres tipos de tubos soldados: soldadura de diámetro exterior, soldadura de diámetro interior o soldadura de doble cara. ¡El denominador común es que todos tienen costuras!

El proceso de fabricación de tubería soldada comienza con el laminado de una bobina de acero al espesor deseado para formar una tira o placa plana. Luego se enrolla y las costuras del tubo resultante se sueldan en un ambiente químicamente neutro.

En cuanto a qué tipos de acero son soldables, los aceros austeníticos son generalmente los más soldables, mientras que los aceros ferríticos sueldan secciones delgadas. Los aceros dúplex ahora se consideran totalmente soldables, pero requieren más atención que los aceros austeníticos.

Se considera que la tecnología de fabricación de tubos soldados ha mejorado mucho en los últimos años. Podría decirse que el avance más importante fue el desarrollo de técnicas de soldadura que utilizan corrientes de alta frecuencia. Esto mejora en gran medida la capacidad de la tubería soldada para evitar la corrosión y fallas en las uniones.

Si bien las costuras en la tubería soldada son teóricamente correctas para debilitarla, los métodos de fabricación y los procedimientos de control de calidad son muy superiores en la actualidad. Esto significa que mientras no se excedan las tolerancias de temperatura y presión establecidas de la tubería soldada, no hay ninguna razón por la que no deba funcionar tan bien como la tubería sin costura en numerosas industrias.

Costo: una de las grandes ventajas de la tubería soldada es que es la más económica de todos los tipos de tubería y la más disponible.
Consistencia: Generalmente se acepta que la tubería soldada es mucho más consistente en cuanto al grosor de la pared que la tubería sin costura. Esto se debe a que el proceso de fabricación comienza con una sola hoja de acero.
Calidad de la superficie: Evitar el proceso de extrusión también significa que la superficie de los tubos soldados también puede ser más suave que la de los tubos sin costura.

Velocidad: la tubería soldada requiere plazos de entrega más cortos debido al proceso de fabricación más simple.

Tubería sin costura vs. Tubería soldada:

Las tuberías sin costura y las tuberías soldadas son dos tipos comunes de tuberías de acero. Existen diferencias significativas entre ellas, incluyendo los procesos de fabricación, las características de rendimiento y los campos de aplicación. A continuación, se presentan las principales diferencias:

1) Proceso de fabricación
Tubería sin costura: La tubería sin costura se fabrica mediante calentamiento, punzonado y laminado a partir de un lingote de acero, por lo que no presenta juntas soldadas. Este método de fabricación garantiza superficies lisas y uniformes tanto en el interior como en el exterior de la tubería, lo que proporciona un mejor flujo de fluidos y mayor resistencia a la corrosión.

Tubería soldada: La tubería soldada se fabrica laminando placas de acero hasta darles forma tubular y luego uniéndolas mediante soldadura. Esto significa que la tubería soldada presenta una o más soldaduras a lo largo de su longitud. Estas soldaduras pueden generar puntos débiles en algunas aplicaciones que requieren protección adicional contra la corrosión.

2) Espesor de pared
La precisión de las tuberías sin costura es menor y el espesor de pared es relativamente grande. La tubería de acero de las tuberías soldadas tiene alta precisión y el espesor de pared suele ser menor.

3) Precio
Las tuberías sin costura son más caras que las tuberías soldadas debido a que su proceso de producción es más complejo y, por lo tanto, más costoso.

4) Características de rendimiento
Tubería sin costura: Al no tener juntas soldadas, la tubería sin costura generalmente ofrece un mejor rendimiento en ambientes de alta temperatura, alta presión y corrosivos. Es ideal para aplicaciones que requieren alta resistencia y alta resistencia a la corrosión, como el transporte de petróleo y gas, la industria química y las calderas de alta presión.

Tubería soldada: El rendimiento de la tubería soldada depende a menudo de la calidad de la soldadura. Si bien se puede utilizar en muchas aplicaciones, las juntas soldadas pueden convertirse en una fuente potencial de corrosión y debilidad. Sin embargo, con técnicas de soldadura adecuadas y protección anticorrosiva, el riesgo de estos problemas se puede reducir. En cuanto a resistencia a la corrosión, capacidad de soportar presión, resistencia a altas temperaturas y otras propiedades, las tuberías sin costura son superiores a las tuberías soldadas.

5) Campos de aplicación
Tuberías sin costura: Gracias a sus características de alto rendimiento, las tuberías sin costura se utilizan frecuentemente en aplicaciones que requieren un alto grado de fiabilidad y seguridad, como centrales nucleares, recipientes a alta temperatura y presión, y equipos químicos.

Tuberías soldadas: Las tuberías soldadas son adecuadas para algunas aplicaciones generales de ingeniería y baja presión, como estructuras de edificios, sistemas de transmisión hidráulica y sistemas de tuberías en general. Suelen ser más económicas.

Tanto las tuberías sin costura como las soldadas presentan ventajas en diferentes áreas de aplicación. Al seleccionar los materiales para tuberías, es necesario considerar las necesidades de ingeniería, los requisitos de rendimiento y los factores de coste para determinar qué tipo de tubería de acero es la más adecuada para un proyecto específico.

3. Tubo forjado

La forja de acero es un proceso de formación de metales que utiliza fuerzas de compresión y calor y presión extremos para dar forma al metal.

La fabricación de tubos forjados comienza colocando una pieza de acero (ya sea 6% molibdeno, super dúplex, dúplex, acero inoxidable, aleación de níquel) entre el troquel superior e inferior. El acero se forma mediante calor y presión en la forma deseada y luego se termina mediante un proceso de mecanizado para cumplir con todas las especificaciones requeridas.

Este complejo proceso de fabricación da como resultado un mayor costo del tubo forjado.

Las muchas ventajas del tubo forjado significan que tiene muchas aplicaciones diferentes en diferentes campos, como el petróleo y el gas, la maquinaria hidráulica, la fertilización y la industria química. El hecho de que el acero forjado no tenga costuras ni soldaduras le permite contener con éxito sustancias potencialmente dañinas o corrosivas y sus vapores. Por lo tanto, se puede utilizar en muchas industrias pesadas.

Alta resistencia: los tubos forjados generalmente producen un producto final fuerte y muy confiable porque la forja hace que el flujo de grano del acero cambie y se alinee. En otras palabras, el acero se ha vuelto más fino y la estructura de la tubería ha cambiado significativamente, dando como resultado una gran resistencia y una alta resistencia al impacto.

Larga vida útil: la forja elimina la porosidad potencial, la contracción, las cavidades y los problemas de vertido en frío.
Económico: el proceso de forjado generalmente se considera muy económico ya que no se desperdicia material.

Flexibilidad: El proceso de forjado de acero es muy flexible y puede producir tubos de muchos tamaños diferentes.

Haz clic aquí para obtener más información sobre "Acero al carbono vs. Acero inoxidable".