Clasificación de tubos de acero ERW

En el campo moderno de la fabricación de la tubería de acero,Tubería de acero de ERW(Tubo soldado con resistencia eléctrica, tubo de acero soldado con resistencia de costura recta) está reemplazando cada vez más los tubos de acero sin costura en aplicaciones estructurales y de presión media y baja debido a su grosor de pared uniforme, buena calidad de superficie, alta eficiencia de producción y ventajas de costos.

La tubería ERW se produce doblando en frío bobinas laminadas en caliente, luego utilizando el efecto de piel y el efecto de proximidad de la corriente de alta frecuencia para calentar y fundir los bordes de la pieza en bruto de la tubería y extruirlo y soldarlo, sin agregar ningún metal de relleno.

Este artículo analizará el sistema de clasificación de tubos de acero ERW y sus correspondientes estándares internacionales autorizados desde cuatro dimensiones: proceso de soldadura, forma, material y aplicaciones centrales.

I. Clasificación por frecuencia de proceso de soldadura: la clave para la calidad de la soldadura

Aunque colectivamente se denomina REG, su calidad inherente varía significativamente dependiendo de la frecuencia de la corriente de soldadura. Actualmente, la soldadura de alta frecuencia es el método principal utilizado en la industria.

Tubo soldado con costura recta de alta frecuencia (HFW-Soldadura de alta frecuencia)

Características del proceso: Utiliza corriente de alta frecuencia de 70kHz a 400kHz. Zona calor-afectada mínima (HAZ), velocidad rápida de la soldadura, y calidad extremadamente alta de la soldadura. Casi todas las tuberías ERW modernas de alta calidad son tuberías HFW.

El proceso HFW generalmente requiere un tratamiento térmico de soldadura en línea (PVHT) para eliminar el estrés de soldadura y garantizar que la microestructura de la soldadura sea consistente con el material base, reduciendo así significativamente el riesgo de agrietamiento.

Tubos soldados de resistencia de baja/media frecuencia (LFW/MFW)

Características del proceso: Tecnología temprana, frecuencia más baja (típicamente debajo de 10kHz). Zona más amplia afectada por el calor, propensa a rebabas e inclusiones en la soldadura. Debido a la menor confiabilidad de la soldadura, este proceso ahora es en gran parte obsoleto y solo se ve ocasionalmente en algunos productos de tuberías civiles sin presión de gama baja.

II. Clasificación por forma del producto

Tubo redondo de ERW

Cumple con la mayoría de los estándares de tuberías y fluidos, como API 5L / ASTM A53. Ampliamente utilizado en el transporte de fluidos (agua, gas natural, petróleo), tuberías de extinción de incendios y piezas de ejes mecánicos generales.

Secciones huecas estructurales (SHS/RHS-Secciones huecas cuadradas y rectangulares)

Estándares correspondientes: ASTM A500 (tubos cuadrados y rectangulares formados en frío estándar americano) / EN 10219 (secciones huecas estructurales soldadas en frío estándar europeas). Estos tubos formados poseen el módulo flexural extremadamente alto de la sección, acero perceptiblemente de ahorro. Se usan comúnmente en marcos de construcción de estructuras de acero, puentes, terminales de aeropuertos y bases de maquinaria pesada.

III. Clasificación por aplicación (la dimensión central)

La clasificación de la aplicación de los tubos ERW y sus estándares correspondientes son los indicadores más críticos en las especificaciones de adquisición.

1. tubería estructural de ERW

Los tubos estructurales de ERW se usan comúnmente en la construcción de muros cortina, fábricas de estructuras de acero, trusses de estadios y soportes de vallas publicitarias. Se hace hincapié en la resistencia a la tracción general, el límite elástico y la rectitud dimensional; los requisitos de sellado de fluidos para las soldaduras internas no son altos.

Los estándares comunes incluyen ASTM A500 (estándar americano) / EN 10219 (estándar europeo). La norma ASTM A500 se divide en cuatro grados: A, B, C y D. Grado B y Grado C son los más utilizados. Esta norma especifica claramente el radio de esquina y las tolerancias de espesor de pared para tubos cuadrados y rectangulares para garantizar el ajuste y la capacidad de carga durante la soldadura en las juntas de construcción.

2. tubos de transmisión de fluido de baja presión

Estos se usan comúnmente en redes urbanas de suministro de agua, sistemas de rociadores contra incendios, tuberías de gas de baja presión y tuberías de agua HVAC. Por lo tanto, es esencial garantizar soldaduras a prueba de fugas, que requieren pruebas de corrientes parásitas (ET) en línea o pruebas hidrostáticas, y que generalmente requieren la eliminación de rebabas de soldadura internas.

Estándar correspondiente: ASTM A53 Grado A/B (estándar americano). El Tipo E (ERW) de ASTM A53 es la piedra angular de las tuberías de fluidos en todo el mundo. El grado B tiene propiedades mecánicas superiores comparado al grado A. La norma exige pruebas no destructivas de soldaduras, y si las tuberías están galvanizadas, deben cumplir con los requisitos relevantes de peso de la capa de zinc para el galvanizado por inmersión en caliente.

3. tuberías de petróleo y gas

Comúnmente utilizado en oleoductos de recolección y transporte de petróleo y gas en tierra, y redes de transmisión de gas natural a larga distancia. Poseen una dureza de soldadura extremadamente alta, resistencia a la corrosión por sulfuro de hidrógeno (H2S) y excelente resistencia al impacto a baja temperatura.

Estándar correspondiente: API SPEC 5L, que clasifica además las tuberías ERW en dos niveles de especificación: PSL1 y PSL2. Para entornos hostiles (como el gas natural a alta presión), se deben usar tuberías de acero HFW de grado PSL2, que generalmente involucran grados de acero de alta resistencia como X42, X52, X65 e incluso X70. La norma tiene requisitos extremadamente estrictos para el equivalente de carbono (CEV) y las pruebas no destructivas de soldaduras.

Carcasa y tubería de aceite (OCTG)

Se utiliza para el soporte de pozo (revestimiento) y canales de extracción de petróleo/gas (tubería) durante la perforación. Capaz de soportar fuerzas extremas de compresión externa e interna.

El estándar correspondiente es API SPEC 5CT. Con los avances en la tecnología HFW, los tubos ERW de mayor grado (como los grados de acero J55, K55 e incluso algunos N80) están ampliamente permitidos para su uso en pozos poco profundos y medianos. El estándar requiere extremos roscados y acoplamientos apropiados para garantizar el sellado de roscas durante la operación de fondo de pozo.

5. tubería mecánica

Diversamente utilizado en ejes de transmisión automotrices, amortiguadores, rodillos transportadores de rodillos y equipos de fitness. Se requieren tolerancias dimensionales extremadamente altas para el diámetro exterior y el espesor de la pared. Las superficies lisas son esenciales para facilitar el giro posterior o el dibujo en frío.

ASTM A513 es un estándar de uso común, que cubre tubos mecánicos soldados por resistencia en acero al carbono y acero aleado. Se clasifica en varios tipos (Tipo 1 a Tipo 6) basados en diferentes estados de procesamiento posterior (por ejemplo, laminado en caliente y soldado, laminado en frío y soldado, y DOM estirado en frío después de la soldadura). Entre ellos, los tubos ERW en el estado DOM (Drawn Over Mandrel) tienen una precisión y una resistencia casi comparables a los tubos sin costura de precisión.

6. caldera y tubos del cambiador de calor

Comúnmente utilizado en haces de tubos, condensadores y precalentadores de aire de calderas de baja y media presión. Deben poseer un excelente rendimiento de transferencia de calor y soportar rigurosas pruebas de deformación mecánica, como la quema y el aplanamiento.

Estándares correspondientes: ASTM A178 / ASTM A214. ASTM A178 es un estándar dedicado para tubos de caldera de acero al carbono soldados por resistencia. Requiere explícitamente que la soldadura se someta a un tratamiento térmico y pase tanto la prueba de aplanamiento como la prueba de aplanamiento inverso para garantizar absolutamente que la soldadura no se agriete durante la expansión de la caldera.

En resumen

Las modernas tuberías soldadas de alta frecuencia (HFW), mejoradas por las pruebas ultrasónicas en línea y las tecnologías de tratamiento térmico de soldadura, han logrado un rendimiento muy cercano al de las tuberías de acero sin costura.

En estructuras convencionales, transporte de fluidos de baja a media presión y aplicaciones que requieren una uniformidad de espesor de pared extremadamente alta (como piezas automotrices de precisión), las tuberías ERW son la opción más rentable.

Sin embargo, en entornos con presión ultra alta, temperatura ultra alta o corrosión extrema (como el petróleo y el gas de aguas profundas y las calderas críticas de alta presión), las tuberías de acero sin costura conservan su seguridad insustituible.