Grados de acero para el tubo de apilamiento

Pipa de apilamientoEs una tubería de acero utilizada como componente estructural para apoyar cimientos en edificios. Tiene varios grados de acero. La siguiente es una introducción detallada a los grados de acero comunes de las pilas de tubería, que incluyen diferentes estándares como ASTM A252, API 5L/ISOGEN 3183, EN10219 europeo, etc.

Estándar ASTM A252
Es más comúnmente utilizado en la construcción de pilas de tubería y tiene tres grados:

ASTM A252 Grado 1: límite elástico mínimo de aproximadamente   205  MPa (≈ 30  ksi), resistencia a la tracción de aproximadamente   345  MPa, elongación ~ 30%.
ASTM A252 Grado 2: Rendimiento ≥ 240 Mg MPa, resistencia a la tracción ≥ 415 Mg MPa, alargamiento ~ 25%.
ASTM A252 Grado 3 (más comúnmente utilizado): rendimiento ≥ 310 Mc MPa, resistencia a la tracción ≥ 455 Mc MPa, alargamiento ~ 20%. Debido a su mayor resistencia, es más adecuado para la ingeniería de cimientos de pilotes con requisitos estrictos de rodamientos.

La composición química de cada grado es similar: C ≤   0.26%; Si ≤   0.45%; Mn ≤   1.660%; P ≤   0.050%; S ≤   0.030   (Grado 2, 3 lo mismo). Tolerancia OD ± 1%; Espesor mínimo de la pared-12.5%; Los defectos de apariencia deben ser inferiores al 25% del espesor de la pared o pueden repararse mediante soldadura. No se requiere una prueba de presión de agua.

APISTE 5L/ISOGEN 3183 (tubería para el transporte de petróleo y gas)
Aunque estos estándares se originaron en las tuberías de transporte, también se pueden usar como pilas de tubos de acero en cimientos de pilotes, especialmente en pilas largas y de alta resistencia y entornos marinos.

Grados comunes: Grado B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70
Las propiedades mecánicas típicas de cada grado son aproximadamente las siguientes (tomando API B/X60 como ejemplo):
Grado B: Rendimiento ~ 245 Mg MPa, resistencia a la tracción ~ 415 Mg MPa, elongación ~ 23%
X52: ≈ 360 Mg MPa, 460 Mg MPa, 21%
X60: ≈ 415 Mg MPa, 520 Mg MPa, 18%
X70: ≈ 485 OE MPa, 570 OE MPa, 17%

Esta tubería de acero estándar tiene restricciones en la composición química, con carbono ≤ 0.26%, y límites en elementos como manganeso, fósforo y azufre. Algunos grados permiten elementos de aleación traza como Ni, V y Nb para mejorar la resistencia y la tenacidad.

EN10219 / EN10220 (estructura de tubería formada o soldada)
También se puede utilizar como pilas de tubería. Grados comunes cuando se utilizan como pilas de tubería:

Grados típicos EN10219: S355, S420MH, S460MH

El rendimiento correspondiente es aproximadamente el siguiente (tomando S355J0H como ejemplo):
Rendimiento de S355 ≈ 355 Mg MPa, resistencia a la tracción ≈ 480 Mg MPa, alargamiento ~ 20%
El rendimiento de S420MH es de aproximadamente 420 Mc MPa, la resistencia a la tracción es de aproximadamente 500-660 Mc MPa, y el alargamiento es de aproximadamente el 19%
El rendimiento de S460MH es de aproximadamente 460 Mc MPa, la resistencia a la tracción es de aproximadamente 530-720 Mc MPa, y el alargamiento es de aproximadamente 17%

Dichos estándares tienen un control relativamente estricto sobre la composición química, como el control estricto de parámetros como CEV (equivalente de carbono) y el contenido de nitrógeno para garantizar la tenacidad y la soldabilidad.

La función de las pilas de tubos de acero

Transferencia profunda del transporte y de la carga: Las pilas de la tubería de acero pueden transferir las cargas que llevan a la capa profunda del suelo subterráneo. A través del efecto combinado de la fuerza del cojinete del extremo y la fuerza de fricción lateral, se garantiza la estabilidad y la seguridad de la estructura.
Puede formar una estructura estable: las pilas de tubos de acero tienen propiedades estructurales. Si las barras de concreto y acero se llenan dentro de ellas, se convertirán en pilotes compuestos, mejorando significativamente su capacidad de carga y rigidez.
Como una estructura de muro de contención: en escenarios como puertos, soporte de pozo de cimentación y construcción de puentes, las pilas de tuberías se pueden combinar con pilas de láminas para formar paredes entrelazadas, que no solo soportan peso sino que también evitan que el suelo o el agua se inmiscuya, y tiene la doble función de retención de agua y suelo.

Las ventajas de las pilas de tubos de acero

Alta capacidad de carga axial: las estructuras de gran diámetro pueden proporcionar un área de rodamiento final más grande y un área de fricción lateral, lo que mejora el rendimiento general de carga.
Alta rigidez a la flexión y fuerte resistencia a las cargas laterales: Adecuado para condiciones tales como pilotes de puentes y muros de contención que están sometidos a presión lateral del suelo o cargas de viento.
Conveniente para la construcción y el transporte: puede ser instalado por la soldadura o la conexión directa del zócalo, y el transporte es simple. Puede ser transportado por varios medios de transporte.
Alta resistencia: las pilas de tubos de acero tienen una resistencia a la tracción muy alta y pueden soportar una presión considerable.

Verde y respetuoso con el medio ambiente: el acero se puede reciclar y reutilizar, reduciendo las emisiones de dióxido de carbono.

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