Método para distinguir tubería de acero sin costura y tubería soldada

Existen dos tipos principales de tubos de acero comunes: los soldados y los sin costura. Dado que el costo de los tubos soldados es significativamente menor que el de los sin costura, algunas empresas, buscando mayores beneficios económicos, procesan los tubos soldados para luego venderlos como sin costura, lo que genera un caos en el mercado. A simple vista, el procesamiento de los tubos soldados no se puede identificar con precisión. Durante la construcción, se recomienda usar tubos sin costura, pero su uso puede provocar fugas de gas o líquido, lo que puede ser grave y provocar explosiones. Por lo tanto, es fundamental identificar los tubos soldados y sin costura para garantizar la calidad del proyecto.

Los tubos soldados generalmente se fabrican con correas o placas de acero, bajo la acción de fuerzas externas, que se convierten en formas redondas o cuadradas, y luego se sueldan para formar un tubo soldado. Los procesos más comunes son la soldadura por arco, la soldadura de alta o baja frecuencia, el laminado en frío, etc., pero el uso de estos procesos permite obtener tubos de acero soldados. Actualmente, según la forma de la soldadura, se puede dividir en tubos de acero con costura recta y tubos de acero soldados en espiral, pero ambos procesos son diferentes.

El tubo de acero en espiral se suelda mediante soldadura por arco sumergido, lo que ofrece las ventajas de una alta eficiencia de soldadura y menor generación de polvo. Para la soldadura de alta o baja frecuencia, se basa principalmente en el principio de inducción electromagnética. Debido a la proximidad y a los efectos térmicos de la turbina de la carga de CA en el conductor, el acero en el borde de la soldadura se puede fusionar y la soldadura se completa.

Los tubos de acero sin costura se fabrican principalmente a partir de tochos de tubo sólido o lingotes de acero mediante perforación, y mediante laminación en caliente, laminación en frío, trefilado en frío y otros procesos, se forman. Dado que los tubos de acero sin costura contienen una sección central, esta sección central se puede utilizar como conducto para la transferencia de fluidos.

Método para distinguir entre tubos de acero sin costura y tubos soldados

Existen cuatro métodos principales para distinguir entre tubos de acero soldados y tubos de acero sin costura:

1. Método metalográfico

El método metalográfico es uno de los principales métodos para distinguir entre tubos de acero soldados y tubos de acero sin costura. Al no añadirse material de soldadura a los tubos de acero soldados por resistencia a alta frecuencia, las costuras de soldadura son muy estrechas. Si se utiliza el método de rectificado grueso y posterior corrosión, las costuras de soldadura no se pueden ver con claridad.

Una vez que los tubos de acero soldados por resistencia a alta frecuencia se sueldan sin tratamiento térmico, la microestructura de la soldadura será sustancialmente diferente a la del material original. En este caso, se puede utilizar el método metalúrgico para distinguir los tubos de acero soldados de los tubos de acero sin costura.

Durante la identificación de tubos de acero, es necesario medir la longitud y el ancho de las soldaduras (de 40 mm de grosor), realizar un pulido grueso, fino y posterior, y luego examinarlas con un microscopio metalográfico. Al observar la ferrita y el Westergren, la materia prima y la organización del área de soldadura, se pueden identificar con precisión tubos de acero soldados y tubos de acero sin costura.

2. Método de corrosión

Al utilizar el método de corrosión para identificar tubos de acero soldados y tubos de acero sin costura, se debe realizar un pulido de las soldaduras. Tras el pulido, se deben observar las marcas de pulido. Posteriormente, se debe bruñir la soldadura con papel de lija y tratarla con una solución de alcohol nítrico al 5% en el extremo. Si la soldadura es evidente, se puede determinar que se trata de un tubo de acero soldado. No se observan diferencias significativas en la superficie del extremo del tubo de acero sin costura después de la corrosión.

3. Identificación de tubos de acero soldados y sin costura según el proceso

Para distinguir entre tubos de acero soldados y sin costura según la tecnología, los primeros se sueldan mediante laminación en frío, extrusión y otros procesos. Además, se forman tubos en espiral y con costura recta mediante soldadura por arco de alta y baja frecuencia y soldadura por resistencia. Se pueden formar tubos de acero redondos, tubos de cuadrados, ovalados, triangulares, hexagonales, romboidales, octogonales e incluso tubos de acero más complejos.

En resumen, los diferentes procesos permiten formar tubos de acero de diferentes formas, lo que permite distinguir claramente los tubos de acero soldados de los sin costura.

Sin embargo, según el proceso de identificación de los tubos de acero sin costura, se utilizan principalmente los tratamientos de laminación en caliente y laminación en frío. Los tubos de acero sin costura se presentan principalmente en dos formas: laminados en caliente y laminados en frío. Los tubos de acero sin costura laminados en caliente se forman mediante perforación, laminación y otros procesos, especialmente los de gran diámetro y espesor, que se sueldan mediante este proceso. El tubo estirado en frío se forma mediante el estirado en frío de la pieza bruta. La resistencia del material es menor, pero la superficie y la superficie de control interna son lisas.

4. Distinga entre tubos de acero soldados y tubos de acero sin costura según su clasificación de uso

Los tubos de acero soldados tienen mayor resistencia a la flexión y a la torsión, así como mayor capacidad de carga, por lo que se utilizan ampliamente en la fabricación de piezas mecánicas. Por ejemplo, las tuberías de perforación petrolífera, los ejes de transmisión de automóviles, los portabicicletas y los andamios de acero utilizados en la construcción están hechos de tubos de acero soldados. Sin embargo, los tubos de acero sin costura pueden utilizarse como conductos para el transporte de fluidos gracias a sus secciones transversales huecas y a la ausencia de tiras de acero unidas a su alrededor.

Por ejemplo, se puede utilizar como tubería para transportar petróleo, gas natural, gas natural, agua, etc. Además, su resistencia a la flexión es relativamente baja, por lo que se utiliza ampliamente en tuberías de vapor sobrecalentado para calderas de baja y media presión, tuberías de agua hirviendo y calderas de locomotoras con tuberías de vapor sobrecalentado. En resumen, la clasificación de uso permite distinguir claramente entre tuberías de acero soldadas y tuberías de acero sin costura.

Para garantizar una mayor calidad de construcción, es necesario distinguir entre tuberías de acero soldadas y tuberías de acero sin costura, y luego utilizar la tubería de acero adecuada. Para identificar tuberías de acero soldadas y tuberías de acero sin costura, se pueden utilizar métodos metalográficos y de corrosión, observando el tejido y la soldadura para verificar la soldadura y, finalmente, identificarla con precisión. Al mismo tiempo, se pueden distinguir ambos tipos de tuberías de acero según su rendimiento y uso, y luego seleccionar una tubería de acero adecuada para la construcción.

Tubería sin costura vs. soldada
Rendimiento de los tubos de acero soldados
La tubería de acero soldada posee las siguientes propiedades gracias a su procesamiento mediante soldadura de alta frecuencia y laminado en frío.
En primer lugar, su excelente capacidad de conservación del calor. La pérdida de calor de la tubería de acero soldada es relativamente baja, tan solo un 25%, lo que no solo facilita el transporte, sino que también reduce los costos.
En segundo lugar, gracias a su resistencia al agua y a la corrosión, durante la construcción de ingeniería no es necesario construir una zanja independiente, ya que la tubería de acero se entierra directamente bajo tierra o bajo el agua, lo que reduce la dificultad de la construcción.
En tercer lugar, su resistencia al impacto. Incluso en entornos de baja temperatura, la tubería de acero no se daña, lo que le confiere ciertas ventajas.

Rendimiento de los tubos de acero sin costura
Dado que el material metálico de los tubos de acero sin costura posee una mayor resistencia a la tracción, mayor resistencia a los daños, y su canal hueco permite un transporte de fluidos eficaz. Su alta capacidad de transporte hace que los tubos de acero sin costura tengan una mayor resistencia a la corrosión que los tubos de acero soldados, y su rigidez sea relativamente alta. Por lo tanto, cuanto mayor sea la carga que soporta un tubo de acero sin costura, mayor será su uso en proyectos con mayores requisitos de construcción.

Principio

1. Identificación macroscópica

Al observar la muestra de tubo de acero preparada a simple vista o con una lupa ≤10 veces, se detecta el fenómeno de soldadura, es decir, las características morfológicas completas de la soldadura: la zona de soldadura, la zona de fusión y la zona del metal base, y se identifica como un tubo de acero soldado. Si no se detecta el fenómeno de soldadura, se considera un tubo de acero sin costura.

2. Identificación microscópica

Si la identificación macroscópica resulta difícil, utilice un microscopio metalográfico. Ajuste la trayectoria óptica y el aumento del microscopio metalográfico. Parta de un múltiplo inferior y observe toda la sección transversal. Si encuentra que las señales de soldadura son difíciles de confirmar, utilice un múltiplo superior para un análisis más detallado. La tubería de acero soldada o sin costura se identifica según las características de la estructura de la soldadura.

De acuerdo con la norma GB/T 13298, la tubería de acero se corta en toda su sección transversal mediante corte en frío y la zona afectada por el calor se elimina mediante corte en caliente. En la medida de lo posible, la tubería de acero debe ser pulida y rectificada, como en el caso de tuberías de acero de mayor diámetro. No toda la sección debe dividirse en varias secciones transversales. El ancho de la curva no debe ser superior a 2 mm (se recomienda el corte). La curva y el punto de la tangente del ángulo no deben superar los 45° para garantizar la ausencia de soldadura residual. El diagrama esquemático de la curva y del tubo de acero se muestra en la figura 1.

Método de visualización de la organización

1. Método de grabado

Se recomienda utilizar una solución de ácido nítrico y etanol al 3% ~ 5% como agente erosivo. También se pueden seleccionar otros agentes de visualización metalográfica. Aplique o extienda el reactivo preparado uniformemente sobre la superficie a examinar en un lugar ventilado a temperatura ambiente. El tiempo de grabado depende del tipo de acero y del reactivo. Después de la corrosión, enjuague con agua, enjuague con etanol y seque rápidamente con aire caliente.

2. Método de membrana de deposición química

Durante la formación de la película, la muestra debe sumergirse en el reactivo en un lugar ventilado y debe observarse su color. Cuando la superficie de la muestra cambie de amarillo a azul, debe retirarse inmediatamente, enjuagarse con agua, enjuague con etanol y seque rápidamente con aire caliente.

3. Método de identificación

Aumento
10×, 50×, 100×, 200×, 500×, etc., según el tamaño de la muestra y la claridad de la microestructura, para poder observar el estado y el tipo de tejido, y si la soldadura será necesaria.

Aumento macroscópico
Tras la preparación de la muestra, se puede utilizar una lupa de ≤10 aumentos para observar, como se muestra en la figura 2, la morfología macroscópica de la soldadura.

1 - Zona de sensibilización
2 - Zona de soldadura
3 - Zona de fusión
4 - Zona de base

5. Características de la estructura de soldadura

Imagen de referencia de la estructura metalográfica: Estructura soldada con zona de fusión evidente. Se observa una estructura cristalina de enfriamiento en la soldadura, y la cristalización es generalmente direccional. La microestructura de la zona afectada por el calor cerca del metal base de la soldadura se caracteriza por la precipitación de carburo o una microestructura gruesa.

6. Estructura de soldadura del acero al carbono

Aumento de 100x; consulte la Figura 4-7.

1 - Zona de fusión
2 - Zona de soldadura
3 - Zona afectada por el calor

7. Estructura de soldadura de acero inoxidable

Aumento de 50x (consulte la Figura 7-8).

1 - la zona de soldadura
2 - la zona de fusión
3 - la zona de base

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