Un tubo sin costura se forma perforando una varilla de acero sólida, casi fundida, llamada palanquilla, con un mandril para producir un tubo que no tenga costuras ni juntas.
Los tubos sin costura se fabrican perforando un lingote de acero macizo y dándole forma de tubo hueco sin necesidad de soldadura. Este proceso suele consistir en calentar el lingote a alta temperatura, perforarlo con un mandril para crear una forma hueca y, posteriormente, darle forma mediante laminado y estiramiento.
La tubería sin costura se forma a partir de una barra cilíndrica de acero caliente. La barra se calienta a alta temperatura y luego se inserta una sonda para crear un orificio en el cilindro. Posteriormente, el cilindro se transfiere a rodillos que le dan el diámetro y el espesor de pared especificados. Algunas fábricas pueden producir tubería sin costura de hasta 60 cm de diámetro. Los métodos de fabricación sin costura se utilizan para tuberías de diámetro pequeño, pero tienen un costo mayor y una disponibilidad limitada; a medida que aumenta el diámetro, las tuberías soldadas resultan más económicas.
Propiedades del material y puntos clave del proceso de fabricación de tuberías sin costura
Las tuberías sin costura suelen ser de metal, pero su rendimiento puede mejorarse recubriendo la pared interior con una capa de plástico. Esta estructura compuesta conserva la alta resistencia de las tuberías metálicas y la resistencia a la corrosión de las de plástico. Sin embargo, si el recubrimiento de plástico se daña, la parte metálica expuesta puede seguir causando problemas de corrosión al entrar en contacto con el fluido.
Puntos de control clave en el proceso de fabricación
Lubricación y prevención de grietas: Las tuberías sin costura deben soportar presiones extremadamente altas durante el proceso de conformado, por lo que es necesario recubrir su superficie con lubricantes de alta presión para evitar grietas. Sin embargo, el lubricante debe eliminarse por completo antes del tratamiento térmico posterior; de lo contrario, el disolvente corrosivo residual puede permanecer en la tubería durante mucho tiempo, lo que genera riesgos de corrosión. Esto es especialmente importante en el caso de tuberías sin costura de paredes delgadas.
Espesor de la pared e integridad estructural
Propiedades mecánicas: La resistencia a la tracción y el límite elástico de la tubería dependen directamente del espesor de la pared. Cualquier reducción del espesor de la pared causada por la corrosión puede provocar fallos estructurales.
Rendimiento de la gestión térmica: El espesor de la pared también afecta la estabilidad de la conductividad térmica de la tubería. Los procesos de fabricación inadecuados aumentan los riesgos de fluctuaciones de temperatura o condiciones de alta temperatura, e incluso pueden provocar accidentes graves.
tuberías sin costura
Las tuberías sin costura se fabrican a partir de acero macizo, es decir, placas o barras, que se conforman en piezas redondas (llamadas lingotes). Estas piezas se calientan y se funden sobre un molde, como una varilla perforada, para formar un tubo o carcasa hueca. Este tipo de tubería se caracteriza por su mayor resistencia a la presión, rapidez y rentabilidad en comparación con otros procesos de fabricación. Las tuberías sin costura se utilizan comúnmente en gasoductos y oleoductos.
Dado que las tuberías sin costura pueden soportar altas presiones, también se utilizan ampliamente en aplicaciones de alta presión, como refinerías, cilindros hidráulicos, industrias de hidrocarburos e infraestructuras de petróleo y gas.
En comparación con otros tipos de tuberías, las tuberías sin costura no requieren soldadura ni juntas y se fabrican a partir de bloques redondos sólidos, lo que mejora su resistencia y otras propiedades, incluida la resistencia a la corrosión. Según la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME), estas tuberías soportan mejor las tensiones mecánicas que las tuberías soldadas (es decir, las tuberías con costura) y tienen presiones de trabajo más elevadas.
En términos generales, la aplicación de tuberías sin costura depende del espesor de la pared. Las tuberías con paredes más gruesas requieren temperaturas más altas para su producción, lo que reduce la resistencia a la deformación y, por consiguiente, provoca una mayor deflexión.
El principal competidor de la tubería sin costura es la tubería ERW (HFI) debido a su menor costo de fabricación. Las principales ventajas de la tubería sin costura sobre la tubería ERW son: (a) ausencia de costura de soldadura, (b) distribución casi uniforme de las propiedades del material y (c) muy baja tensión residual. Por otro lado, la tubería sin costura es más cara que la tubería ERW, su espesor de sección transversal puede no ser uniforme y sus superficies internas y externas suelen ser muy rugosas.
En las tuberías soldadas, la soldadura se utiliza para sellar la junta después de que la chapa o bobina de acero adquiere forma cilíndrica. La fábrica emplea métodos de inspección ultrasónica y/o radiográfica para garantizar la calidad de la soldadura, y cada junta de la tubería se somete a una prueba de presión que supera la presión de trabajo especificada. Las tuberías soldadas se clasifican según su proceso de fabricación y la tecnología de soldadura empleada.
La soldadura por arco sumergido (SAW) utiliza un material de aporte durante el proceso de soldadura, mientras que la soldadura por resistencia eléctrica/soldadura por fusión eléctrica (ERW/EFW) no lo requiere. La SAW se subdivide en soldadura longitudinal (o soldadura recta, L-SAW) y soldadura en espiral (S-SAW). Generalmente, la soldadura recta L-SAW de diámetro medio es de una sola costura, mientras que la de gran diámetro es de doble costura.
La tubería ERW se produce calentando el acero mediante corriente eléctrica hasta que los bordes se fusionan. Este proceso de producción se introdujo en la década de 1920, utilizando corriente alterna de baja frecuencia para calentar los bordes, pero posteriormente se descubrió que era propenso a la corrosión y a soldaduras deficientes. Actualmente, se utiliza corriente alterna de alta frecuencia, también conocida como soldadura por contacto. La tubería EFW se refiere a un proceso que utiliza haces de electrones para guiar la energía cinética y fundir las piezas, formando así la soldadura.
Fecha de publicación: 19 de junio de 2025
