Espesor de la pared de la tubería de revestimiento de acero

En la construcción de ingeniería y el transporte por tuberías, las tuberías de revestimiento de acero son un componente crucial para la protección de tuberías y cables, así como para proporcionar soporte estructural. Sus requisitos de espesor están directamente relacionados con la seguridad, la durabilidad y la rentabilidad. Dependiendo de la aplicación, las características del medio y las condiciones naturales, el espesor de las tuberías de revestimiento de acero debe cumplir con diferentes normas y especificaciones. A continuación, se presenta un análisis de las normas generales, las áreas de aplicación y los factores clave que influyen.

Normas generales y requisitos básicos de espesor

1. Norma API 5L

Las tuberías de revestimiento para el transporte de productos químicos tienen requisitos más exigentes. Por ejemplo, el espesor de las tuberías de revestimiento de acero para tuberías DN100 suele ser de 5 a 7 mm, pero puede aumentar a 8-10 mm en entornos de alta presión.

2. ASTM A53/A106

Según las normas de materiales de EE. UU., el espesor de las tuberías de revestimiento de acero DN50 (grado estándar) es de 3,9 mm, mientras que el de Sch 80 (grado extendido) alcanza los 5,5 mm, lo que las hace adecuadas para condiciones de alta temperatura y alta presión.

3. Norma China (GB/T 3091-2015)
Para tuberías soldadas destinadas al transporte de fluidos en general (como las de material Q235), el espesor de la tubería de revestimiento de acero para diámetros nominales (DN) de 15 a 150 mm suele ser de 1,8 a 4,5 mm; para tuberías de DN200 o superiores, el espesor puede ser de 6,0 mm o superior. Para aplicaciones en entornos corrosivos o de alta presión, se requiere un margen de corrosión (normalmente de 0,5 a 2 mm).

Espesor de la tubería de revestimiento de acero para diferentes aplicaciones
1. Ingeniería municipal (Protección de cables/cables ópticos)
Las tuberías de revestimiento de cables enterrados suelen utilizar tuberías soldadas de DN80 a DN200 con un espesor de 1,5 a 3,0 mm para cumplir con los requisitos de protección mecánica. Para aplicaciones que crucen carreteras o zonas con poca carga, el espesor debe aumentarse a 4-6 mm para soportar la presión.

2. Industria petroquímica
Las tuberías de revestimiento de oleoductos deben tener en cuenta la corrosión del medio y las cargas externas. Por ejemplo, la tubería de revestimiento de acero DN300 20# en ambientes ácidos debe tener un espesor ≥8 mm y estar recubierta de alquitrán de hulla epóxico.

3. Abastecimiento de agua y drenaje en edificios
El espesor de la tubería de revestimiento de acero ignífuga (p. ej., DN150) debe ser de al menos 3,550 mm, y el espesor de la tubería de drenaje general puede reducirse a 2,75 mm.

4. Entornos especiales
Debido a la presión del agua y a los impactos, las tuberías de revestimiento submarinas pueden tener un espesor de hasta 12-20 mm y utilizan un proceso de soldadura de doble cara.

Factores que afectan el espesor
1. Propiedades mecánicas
Cálculo de la presión interna
Determine la presión requerida mediante la fórmula: t = P (2S) (P = presión, D = diámetro y S = tensión admisible).

Cargas Externas
Se requiere el análisis de elementos finitos para analizar deformaciones como la presión del suelo y las cargas dinámicas de los vehículos.

2. Corrosión y Daños
En suelos ácidos o medios arenosos, se debe aumentar el espesor de 1 a 2 mm para compensar la corrosión, o bien se debe utilizar acero inoxidable (como 304/316L) en lugar de acero al carbono.

3. Economía y Vida Útil
Un espesor excesivo incrementa los costos, mientras que un espesor excesivo acorta la vida útil. Por ejemplo, en ingeniería municipal, la tubería de revestimiento de acero galvanizado tiene una vida útil de diseño de 30 años y debe ser 0,5 mm más gruesa que la tubería de acero sin tratar.

4. Proceso de Instalación
Debido a las complejas condiciones de carga, el espesor de la tubería de revestimiento de acero para proyectos de hinca de tuberías debe ser entre un 10 % y un 15 % mayor que para el enterramiento directo.

Criterios para la Selección del Espesor de la Tubería de Revestimiento de Acero
1. Normas y Regulaciones Nacionales
El espesor de la tubería de revestimiento de acero debe determinarse primero de acuerdo con las normas nacionales. Estas normas detallan el espesor de pared recomendado para diferentes tamaños de tubería de revestimiento de acero, lo que proporciona una base importante para el diseño de ingeniería. Por ejemplo, el espesor de pared estándar para la tubería de revestimiento rígida e impermeable DN50 es de 3,9 mm, mientras que para la DN100 es de 5-7 mm.

2. Entorno y Condiciones de Operación
El entorno y las condiciones de operación de la tubería de revestimiento de acero también son factores clave para determinar su espesor. En entornos altamente corrosivos, temperaturas extremadamente altas o altas presiones, se requiere una tubería de revestimiento de acero más gruesa para garantizar la resistencia a la corrosión, el desgaste y la deformación térmica.

3. Selección del Material
Además de los factores ambientales y de presión, el material de la tubería de revestimiento de acero también influye en la selección del espesor. El acero de alta calidad ofrece mayor resistencia a la corrosión y una superficie lisa, lo que lo hace adecuado para proteger tuberías en entornos de alta presión y hostiles. Por lo tanto, al seleccionar materiales, se debe considerar exhaustivamente la compatibilidad entre el material y el espesor.

Resumen
El requisito de espesor para tuberías de revestimiento de acero es un tema complejo e importante. En la práctica, es necesario considerar exhaustivamente las condiciones operativas específicas y las normas de seguridad para garantizar que la tubería de revestimiento funcione de forma segura y estable en diversos entornos.