Un tubo de acero es un tubo cilíndrico hecho de acero y es el producto más utilizado en la industria del acero. El uso principal de las tuberías de acero es en el transporte de productos, incluido el petróleo, el gas y el agua en largas distancias. Los electrodomésticos comunes, como los frigoríficos, utilizan tuberías de acero, así como sistemas de calefacción y plomería. Los tubos de acero vienen en una variedad de tamaños y también se pueden usar para requisitos estructurales como pasamanos y bolardos de tubos.
Se cree que William Murdoch fue el pionero de las tuberías de acero, cuando unió barriles de mosquetes para inventar un sistema de combustión de lámparas de carbón en 1815. Murdoch utilizó su innovador sistema de tuberías para transportar gas de carbón a lámparas individuales en las calles de Londres.
Desde la década de 1800, se han logrado grandes avances en la tecnología de los tubos de acero, que incluyen la mejora de los métodos de fabricación, el desarrollo de aplicaciones para su uso y el establecimiento de regulaciones y estándares que rigen su certificación.
La tubería de acero se produce en uno de dos métodos, que dan como resultado productos sin soldadura o soldados.
La tubería sin costura está hecha de material redondo sólido que primero se calienta, luego se extruye, se empuja o jala sobre un troquel, lo que resulta en un tubo hueco. Este proceso le da al tubo sin costura un acabado de superficie liso y uniforme, sin juntas visibles. Este producto es más caro que una tubería soldada, pero también se considera más confiable y puede dar como resultado productos con mayor resistencia e integridad.
El tubo soldado se fabrica a partir de láminas de acero que se enrollan y luego se sueldan longitudinalmente a lo largo de las uniones enrolladas. Esto da como resultado un producto que tiene una unión soldada en todo. La tubería soldada es menos costosa que la extruida, la tubería sin costura, pero no exhibirá las mismas características físicas de propiedad, y se usa principalmente para aplicaciones de baja presión o requisitos de baja carga.
¿Cómo se hacen los tubos de acero?
Ya sea que la tubería se fabrique por métodos soldados o sin costura, el primer paso para cualquiera de los procesos es convertir el acero en bruto a una forma más utilizable.
El acero crudo se produce fundiendo las materias primas en un horno y controlando la composición mediante la adición de aleaciones y la eliminación de impurezas. El acero fundido se vierte en moldes para hacer lingotes, o se transfiere a una máquina de colada continua para hacer platos, palanquillas y flores. Este acero en bruto debe convertirse en una forma que pueda enrollarse en tubos de dimensiones específicas o estirarse en tubos huecos.
Hay dos productos principales de acero intermedio que se utilizan para fabricar tubos de acero:
El skelp de acero está hecho de losas que se calientan a 2,200 ° F. El calor hace que se forme una escala en la superficie, que debe eliminarse a través de un triturador y una limpieza a alta presión. Una vez limpiado, la plancha de acero se enrolla en caliente en tiras de acero delgadas y estrechas llamadas skelp. El skelp es decapado (limpieza de la superficie) con ácido sulfúrico, lavado con agua y enrollado en grandes carretes como materia prima para la fabricación de tuberías. El ancho del skelp determina el diámetro del tubo que se puede hacer.
Las palanquillas de acero pueden producirse directamente desde una máquina de colada continua, o como un producto secundario a partir de lingotes fundidos. El lingote se enrolla y se estira a través de rodillos ranurados y apilados llamados "dos molinos altos" para formar flores. Para convertir una floración en una palanquilla se requiere otra secuencia de enrollado y estiramiento para formar una palanquilla sólida con las dimensiones requeridas para las especificaciones de la tubería.
Tubo soldado
El skelp se desenrolla del carrete, se calienta y se enrolla a través de rodillos acanalados, que doblan los bordes del skelp hacia arriba. Este proceso produce un tubo cilíndrico en el que los dos bordes se han doblado para encontrarse uno a otro formando un largo cilindro. Luego, uno de los tres procesos de soldadura se usa para unir los bordes y sellar la tubería.
Soldadura continua
En una operación de soldadura continua, los rodillos de soldadura presionan los bordes de la tubería entre sí, formando una soldadura forjada debido al calor que ya se ha aplicado al skelp. No se agrega metal durante la soldadura, y los rodillos finales reducen el diámetro y el espesor de la pared de la tubería a las especificaciones.Soldadura por resistencia eléctrica
La soldadura por resistencia eléctrica sigue un proceso similar al de la soldadura continua, excepto que el skelp se enrolla en frío en la forma de la tubería. La corriente se suministra a los bordes de la tubería mediante discos de cobre giratorios, que calientan los bordes hasta la temperatura de la soldadura. Los rodillos de soldadura unen los bordes de la tubería para crear la soldadura forjada.Soldadura en espiral
La soldadura en espiral y la soldadura por arco sumergido doble utilizan técnicas de soldadura más convencionales y la adición de material de soldadura para formar la unión.
El equipo y la infraestructura necesarios para producir grandes cantidades de tubería de acero soldada son importantes, como se muestra en este video en el interior de una planta de fabricación de tubería de aceite .
Tubo sin costura
Los tubos sin costura se producen sin la necesidad de soldadura. Se crean calentando y estirando un tocho de acero sólido, antes de perforarlo para formar el centro hueco. Las palanquillas se calientan a temperaturas extremas que las calientan y luego se enrollan a alta presión, lo que hace que la palanquilla se estire. Se utiliza un perforador en forma de bala para hacer que el centro del hueco sea regular de acuerdo con sus dimensiones. Se siguen una serie de operaciones de fresado para adaptar el tubo a las especificaciones requeridas.
Este video de " Proceso de producción de tubos de acero sin costura " se puede ver una visión fantástica de todo el proceso de fabricación de tubos sin costura, desde la fabricación de acero hasta los procesos de acabado.
Pasos de acabado
Las tuberías se pueden colocar a través de una máquina enderezadora como paso final del proceso antes de colocar las uniones al final. Las tuberías de diámetro pequeño generalmente están equipadas con uniones roscadas, pero las tuberías de diámetro más grande normalmente están equipadas con bridas que están soldadas en el extremo de la tubería. Las máquinas de medición verifican las dimensiones del tubo terminado y estampan los detalles en el costado del tubo para fines de control de calidad.
Los pasos de control de calidad incluyen la verificación de defectos en la tubería usando máquinas de rayos X, especialmente a lo largo de la soldadura. Otra técnica es realizar una prueba de presión en la tubería llenándola con agua, luego manteniéndola bajo presión durante un tiempo específico para exponer cualquier defecto que pueda causar una falla catastrófica antes de que se ponga en servicio.
