Todo sobre tubos de acero: descripción general de las características técnicas y matices de instalación.
Los tubos de acero se utilizan ampliamente en la industria y en la vida cotidiana. Se utiliza para el tendido de comunicaciones abiertas y cerradas que suministran gases y líquidos a estaciones de distribución.Los productos de acero se utilizan para proteger cables de alimentación y señales en las industrias aeronáutica y automovilística.
Los tubos de acero sirven como elementos estructurales y decorativos en numerosos ámbitos. En la vida cotidiana, a partir de ellos se ensamblan sistemas de suministro de agua y calefacción. Los productos tienen altas características físicas, soportan cargas operativas importantes y funcionan de manera confiable durante muchos años.
El contenido del artículo:
Calidades de acero para la producción.
En la producción de tubos de acero en la producción industrial, se utilizan los siguientes tipos de materias primas:
- acero al carbono st 3, st 10-20, st17g1s-u – para tubos universales electrosoldados de uso general;
- acero 20-10 – para la producción de tubos laminados en caliente sin costura;
- acero 20 – para material de tubería conformado en frío;
- Acero resistente a la corrosión 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т: para tuberías demandadas en las industrias energética y química.
Los aceros de baja aleación tienen buenas propiedades mecánicas y un precio asequible.Los aditivos de aleación tienen un efecto positivo en las características físicas del acero, mejoran la tenacidad y ductilidad, hacen que el material sea más duradero y resistente a las altas temperaturas y la corrosión atmosférica.
Sin embargo, el coste del acero aleado es ligeramente superior y los tubos fabricados con él siempre se valoran un poco más. Según el nivel de aleación, el acero se divide en tres clases.
El material de baja aleación no contiene más del 2,5% de diversos aditivos. En especies moderadamente aleadas, esta cifra oscila entre el 2,5 y el 10%. En los grados altamente aleados, la cantidad de componentes que mejoran las propiedades básicas del metal oscila entre el 10 y el 50%.
Existen un total de 14 tipos de aleaciones de acero de alta aleación con diferentes características. Los más populares son los materiales que presentan una buena resistencia a diversos fenómenos corrosivos y pueden funcionar eficazmente sin destruir la estructura a temperaturas extremadamente altas.
Fabricación de tubos de acero: métodos básicos.
Los tubos de acero se fabrican de varias formas.
Las opciones de fabricación más habituales son:
- soldado eléctricamente con costura recta;
- soldado eléctricamente con costura en espiral;
- conformado en caliente sin costura;
- laminado en frío sin costura.
La elección de un método de procesamiento de metales adecuado depende de la calidad de las materias primas y del equipo disponible para el fabricante.
Una norma separada regula las tuberías de agua y gas.Sin embargo, esto no se debe a que exista un método de fabricación especial para este material, sino únicamente en función del área de aplicación.
De hecho, las tuberías de este tipo son un producto universal soldado eléctricamente con costura recta. Normalmente este tipo se utiliza en sistemas de comunicación con presión moderada.
¿Cómo se fabrican los productos de costura recta con soldadura eléctrica?
La lámina de acero (tira) enrollada en un rollo apretado se desenrolla y se corta en tiras longitudinales del largo y ancho requeridos. Los fragmentos resultantes se sueldan formando una tira sin fin, garantizando así la continuidad de la producción.
Luego, la cinta se deforma con rodillos y la pieza de trabajo se convierte en un producto redondo con bordes abiertos. La costura de conexión se suelda mediante arco, corrientes de inducción, plasma, láser o rayos de electrones.
Después de todas las manipulaciones, el tubo de acero redondo se calibra en rodillos y se realizan delicadas pruebas no destructivas de la resistencia y la integridad de la costura mediante ultrasonidos o corrientes parásitas. Si durante las pruebas no se encuentran errores, la pieza de trabajo se corta en fragmentos de la longitud planificada y se envía al almacén.
Producción de tipos de costuras en espiral soldadas eléctricamente.
La producción de tubos de acero soldados en espiral sigue el mismo principio que los tubos de acero con costura recta, solo que se utilizan mecanismos más simples para la fabricación de productos.La principal diferencia es que la tira de acero cortada se enrolla en espiral en lugar de en un tubo mediante rodillos. Esto garantiza una alta precisión de conexión en todas las etapas.
La costura en espiral se considera más confiable y le da a la tubería una mayor resistencia a la tracción. Las desventajas incluyen una mayor longitud de la costura, lo que requiere costos adicionales para soldar materiales y más tiempo para unir.
Producción de productos sin costura deformados en caliente.
Se utiliza una pieza en bruto cilíndrica monolítica como pieza en bruto para crear un tubo de acero sin costura (estirado sólido) mediante el método de deformación en caliente.
Se calienta a altas temperaturas en un horno industrial y se pasa por una prensa perforadora. La unidad convierte el producto en una camisa (cilindro hueco) y el procesamiento posterior con varios rodillos le da al elemento el espesor de pared requerido y el diámetro adecuado.
En la última etapa, el tubo de acero caliente se enfría, se corta según los parámetros especificados y se transfiere al almacén del producto terminado.
Características de la producción de tubos deformados en frío.
La etapa inicial del proceso de fabricación de tubos de acero sin costura por deformación en frío es idéntica a la versión “en caliente”. Sin embargo, después de pasar por el molino perforador, el manguito se enfría inmediatamente y todas las demás operaciones se llevan a cabo en un ambiente frío.
Cuando la tubería esté completamente formada, se debe recocer, primero calentar hasta la temperatura de recristalización del acero y luego enfriar nuevamente. Después de tales medidas, la viscosidad de la estructura aumenta y las tensiones internas que surgen inevitablemente durante la deformación en frío abandonan el metal.
Actualmente, el mercado ofrece tubos laminados en frío sin costura con espesores de pared de 0,3 a 24 mm y diámetros de 5 a 250 mm. Sus ventajas incluyen un alto nivel de estanqueidad y la capacidad de soportar altas presiones.
Tipos de sección y revestimiento.
Según el tipo de sección transversal, los elementos de tubería de acero se dividen en redondos y perfilados. Los redondos son de tipo universal y tienen la gradación más amplia en diámetro de orificio y espesor de pared. Se producen únicamente en condiciones industriales a partir de aleaciones de acero y diversos aditivos que mejoran las características físicas del material.
La gama de aplicaciones cubre casi todos los ámbitos industriales y domésticos. Los tubos redondos de acero de diferentes diámetros se utilizan para transportar petróleo y gas, para equipar sistemas de aislamiento fiables de sistemas de comunicación de cualquier complejidad y tamaño, para crear edificios ligeros y diversos elementos de decoración exterior e interior.
Los tubos perfilados son un tipo progresivo de metal de construcción con una sección transversal ovalada, cuadrada o rectangular.Está hecho de acero de baja aleación y acero al carbono, con menos frecuencia de acero inoxidable, mediante deformación en frío o en caliente de una pieza de trabajo electrosoldada de calibre redondo soldada longitudinalmente.
El conformado se realiza pasando la pieza a través de rodillos, que proporcionan la sección transversal requerida.
Se verifica la integridad de la soldadura de los tubos de acero terminados y se los somete a un tratamiento térmico adicional para aliviar la tensión mecánica interna. Luego se cortan de acuerdo con las dimensiones requeridas. Para mejorar las propiedades físicas de los tubos de acero, se les aplica una capa protectora.
Los tipos más populares incluyen:
- zinc (frío o caliente);
- polietileno multicapa o extruido;
- betún epoxi;
- cemento-arena.
El zinc protege las tuberías de la corrosión, el polietileno crea una capa densa e impenetrable en la superficie y previene la destrucción de la estructura metálica, el betún-epóxido reduce la influencia de las corrientes parásitas y el cemento-arena protege la superficie interior de las incrustaciones biológicas.
Estándares y tamaños de tubos de acero.
Existen normas especiales y GOST para tubos de acero laminados. Estos parámetros describen el método de fabricación del producto, sus dimensiones básicas, sección transversal y espesor de pared. Sobre la base de esta información, se determina el área de uso de una pieza en particular.
Parámetros para soldaduras de costura recta
La producción de tubos electrosoldados con costura recta está regulada por GOST 10704-91. Según sus datos, el diámetro exterior del producto es de 10 a 1420 milímetros y el espesor de la pared varía de 1 a 32 milímetros.
El refuerzo, que no supera los 426 milímetros de diámetro, tiene longitudes medidas y no medidas. En casos especiales, se fabrican tuberías con una costura reforzada más fuerte, pero para ellas existe una norma especial separada: GOST 10706.
Las tuberías de este tipo se utilizan con mayor frecuencia para instalar sistemas de comunicación tecnológicos con presión moderada y crear estructuras metálicas prácticas, convenientes y livianas para diversos fines.
Normativa para tubos soldados en espiral con soldadura eléctrica.
La producción de tubos electrosoldados con costura en espiral se lleva a cabo de acuerdo con GOST 8696-74. El diámetro exterior de dichos productos es de 159 a 2520 milímetros, el espesor de la pared varía de 3,5 a 25 milímetros y la longitud es de 10 a 12 metros.
Las tuberías fabricadas de esta manera son más duraderas y pueden soportar altas presiones. El estándar permite su uso tanto para fines domésticos como industriales, para crear sistemas de comunicación confiables, sellados y operativamente estables.
Requisitos para productos moldeados en caliente sin costuras.
Los estándares para tuberías sin costura deformadas en caliente se describen en GOST 8732-78. El espesor de sus paredes es de 2,5 a 75 milímetros y el diámetro varía de 20 a 550 milímetros. En longitud, tanto medida como sin medir, el tamaño oscila entre los 4 y los 12,5 metros.
Las tuberías de este tipo se utilizan para transportar sustancias altamente tóxicas para la producción química. La ausencia de costura garantiza que no haya fugas y que no puedan entrar sustancias nocivas al suelo o a la atmósfera.
La capacidad de soportar fácilmente una alta presión constante hace que los tubos sin costura sean relevantes para las industrias de refinación de petróleo y gas.
Normas para tuberías sin costura trabajadas en frío
Los tubos de acero laminados en frío se fabrican según GOST 8734-75. El diámetro exterior del refuerzo varía de 5 a 250 milímetros y el espesor de la pared es de 0,3 a 24 milímetros. Los productos se fabrican en longitudes sin medir de 1,5 a 11,5 metros y en longitudes medidas de 4,5 a 9 metros.
Los tubos de acero sin costura creados por deformación en frío demuestran alta resistencia, estabilidad operativa y confiabilidad durante todo el período de uso.
Características y características de los productos de agua y gas.
Las tuberías de gas y agua se fabrican según las normas GOST 3262-75. Este tipo de metal laminado se incluye en una norma separada sólo debido a su ámbito de aplicación más limitado.
El diámetro exterior del producto es de 10,2 a 165 milímetros y el espesor de la pared oscila entre 1,8 y 5,5 milímetros. La gama de tamaños para longitudes medidas y no medidas es la misma: de 4 a 12 metros.
La norma prevé la producción no solo de tuberías de agua y gas convencionales, sino también galvanizadas.
Instalación de tuberías de acero: métodos básicos.
El proceso de montaje de un sistema de comunicación fiable, duradero y que funcione bien a partir de tubos de acero requiere mucho trabajo, mucho tiempo y la disponibilidad de herramientas profesionales específicas.
El material se divide en trozos de la longitud requerida. usando cortatubos. La conexión suele realizarse de tres formas: soldadura, roscado y bridado.
Conexión de soldadura
La instalación de tuberías y luego la conexión de todas las piezas mediante gas o cualquier otro tipo de soldadura se considera el método de instalación más sencillo, práctico y asequible.
Un sistema equipado de esta manera tiene un alto nivel de estanqueidad, puede soportar cargas operativas y de vibración importantes, no requiere medidas de mantenimiento serias y puede repararse fácilmente si surge un problema.
Si el tendido de comunicaciones se lleva a cabo en condiciones difíciles o lugares de difícil acceso y el trabajo de soldadura es físicamente imposible, se utiliza un método roscado (accesorio) o brida para conectar las piezas necesarias.
Ajuste de rosca
En esta opción los tubos se atornillan a la rosca mediante accesorios de diferentes tipos y citas. Esto permitirá en el futuro realizar trabajos de reparación locales y eliminar averías en un lugar concreto, sin tener que desmontar todo el sistema de comunicación.
La principal ventaja del método roscado. instalación del sistema de calefacción o suministro de agua es la sencillez y la accesibilidad. Para crear la estructura deseada a partir de tubos y accesorios de acero no se requiere ningún equipo específico, conocimientos profesionales ni amplia experiencia en la realización de trabajos de reparación.
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Construyendo un sistema usando bridas.
Otro método para conectar tuberías de acero en un complejo de comunicación común implica el uso de bridas de diferentes formas y configuraciones (cruces, ángulos, acoplamientos, etc.).Estas piezas se sueldan a los bordes de las tuberías, se insertan pernos de un calibre adecuado en los orificios y se atornillan tuercas para garantizar una fijación precisa.
Se debe colocar un sellador entre la tuerca y el perno. Para el sistema encargado del suministro de agua fría y caliente (temperatura máxima hasta 100 grados), se utilizan juntas de cartón grueso (unos 3 mm).
Primero, la pieza se humedece con agua y se seca. Luego, sumérjalo en aceite secante caliente durante 25 a 30 minutos. Después de este procedimiento, la junta adquiere la estructura deseada y sirve durante mucho tiempo incluso en condiciones de uso intensivo.
Para el servicio de comunicaciones. refrigerante A temperaturas elevadas (hasta 450 grados) y presión base de hasta 5 MPa, se utiliza material de junta de paronita. Para los sistemas que transportan vapor con una presión de hasta 0,15 MPa, se utiliza para el sellado cartón de amianto grueso (aproximadamente 3-6 mm) con una estructura densa y buena flexibilidad.
Para que la junta de amianto dure más, está precubierta con un compuesto de grafito elaborado a partir de aceite secante natural.
Para garantizar la conexión correcta de la brida, las cabezas de todos los pernos de trabajo se colocan en un lado, asegurándose con cuidado de que los extremos de los pernos sobresalgan de las tuercas no más de la mitad del diámetro del perno.
El atornillado de pernos y tuercas se realiza con la llave inglesa o llave ajustable más común. Desmontar la estructura utilizando las mismas herramientas, desatornillando las tuercas y tornillos uno a uno. Si alguna de las piezas está cubierta de óxido y no se puede quitar, quítela con un martillo.
Se corta una junta que se ha deteriorado durante el funcionamiento con un cincel y se coloca una pieza nueva en su lugar. Durante los trabajos de desmontaje, actúan con mucho cuidado y cuidado para que la pieza que queda sin sujetadores no caiga sobre el trabajador y le cause daño.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Instrucciones básicas para trabajar con tubos de acero para principiantes. Consejos útiles y trucos de instalación.
El video muestra en detalle cómo soldar correctamente tubos de acero en diferentes posiciones. Los soldadores profesionales comparten sus secretos y principios operativos.
Varios métodos para conectar tubos de acero: matices interesantes y recomendaciones para artesanos del hogar.
Conociendo exactamente la gama de tubos de acero que se ofrecen en el mercado, podrá seleccionar fácilmente las opciones de productos que sean ideales para formar el sistema de comunicación necesario.
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En la vida cotidiana, los tubos de acero están dando paso gradualmente a los tubos de plástico, con los que es mucho más cómodo trabajar. Pero el acero también tiene sus ventajas: larga vida útil, resistencia, resistencia al fuego y resistencia a la corrosión.
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