Un tubo sin costura se forma perforando una varilla de acero sólida, casi fundida, llamada tocho, con un mandril para producir un tubo que no tiene costuras ni uniones.
Los tubos sin costura se fabrican perforando una pieza sólida de acero y dándole forma de tubo hueco sin soldadura. Este proceso suele implicar calentar la pieza a alta temperatura, perforarla con un mandril para crear una forma hueca y, posteriormente, darle forma mediante laminado y estirado.
Los tubos sin costura se forman 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. El cilindro se transfiere a rodillos que lo dimensionan al diámetro y espesor de pared especificados. Algunos laminadores pueden producir tubos sin costura de hasta 24 pulgadas de diámetro. Los métodos de fabricación sin costura se utilizan para tubos de diámetro pequeño, pero son más costosos y tienen una disponibilidad limitada, y a medida que aumenta el diámetro, los tubos soldados son más económicos.
Propiedades del material y puntos clave del proceso de fabricación de tubos sin costura
Las tuberías sin costura suelen estar hechas de metal, pero su rendimiento puede mejorarse recubriendo la pared interior con un revestimiento plástico. Esta estructura compuesta conserva la alta resistencia de las tuberías metálicas y la resistencia a la corrosión de las tuberías plásticas. Sin embargo, si el revestimiento plástico se daña, la parte metálica expuesta puede seguir causando problemas de corrosión tras el contacto con el fluido.
Puntos clave de control 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 la 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 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 causar fallas 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 el riesgo de fluctuaciones de temperatura o condiciones de alta temperatura, e incluso pueden provocar accidentes graves.
Tubos sin costura
Los tubos sin costura se derivan de acero sólido, es decir, placas o barras, que se moldean en formas redondas sólidas (llamadas "palanquillas"). Posteriormente, se calientan y se moldean en una matriz, como una varilla perforada, para formar un tubo hueco o una carcasa. Este tipo de tubo se caracteriza por su mayor resistencia a la presión, rapidez y rentabilidad en comparación con otros procesos de fabricación de tubos. Los tubos sin costura se utilizan comúnmente en gasoductos, así como en tuberías para el transporte de líquidos.
Dado que los tubos sin costura pueden soportar altas presiones, también se utilizan ampliamente en aplicaciones de alta presión, incluidas refinerías, cilindros hidráulicos, industrias de hidrocarburos e infraestructura de petróleo y gas.
En comparación con otros tipos de tuberías, las tuberías sin costura no requieren soldadura ni uniones y se fabrican simplemente a partir de palanquillas redondas sólidas, lo que mejora su resistencia y otras propiedades, como la resistencia a la corrosión. Según la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME), estas tuberías soportan mejor la tensión mecánica que las tuberías soldadas (es decir, las tuberías sin costura) y soportan presiones de trabajo más altas.
En general, la aplicación de tubos sin costura depende del espesor de pared. Los tubos con paredes más gruesas requieren temperaturas más altas para su producción, lo que reduce la resistencia a la deformación y, por lo tanto, una mayor deflexión.
El principal competidor de los tubos sin costura son los tubos ERW (HFI) debido a su menor costo de fabricación. Las principales ventajas de los tubos sin costura sobre los 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, los tubos sin costura son más caros que los ERW, su espesor transversal puede no ser uniforme y sus superficies internas y externas suelen ser muy rugosas.
En las tuberías soldadas, la soldadura se utiliza para cerrar la costura después de que la placa o bobina de acero se forma cilíndricamente. La fábrica utiliza métodos de inspección ultrasónica o radiográfica para garantizar la calidad de la costura de soldadura, y cada unión de la tubería se somete a pruebas de presión a una presión superior a la presión de trabajo especificada. Las tuberías soldadas se clasifican según su forma de conformación y la tecnología de soldadura empleada.
La soldadura por arco sumergido (SAW) utiliza un metal de aporte durante el proceso de soldadura, mientras que la soldadura por resistencia eléctrica/fusión eléctrica (ERW/EFW) no lo requiere. La SAW se divide en soldadura longitudinal (o soldadura recta, L-SAW) y S-SAW, soldadura en espiral. Normalmente, la L-SAW de diámetro medio con soldadura recta es de costura simple, mientras que la L-SAW de diámetro grande es de costura doble.
La tubería ERW se produce mediante corriente eléctrica para calentar el acero hasta el punto de fusión de los bordes. 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 de la soldadura y a soldaduras deficientes. Hoy en día, 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 dirigir la energía cinética y fundir las piezas de trabajo para formar la soldadura.
Hora de publicación: 19 de junio de 2025
