Procesamiento y conformado de tubos sin costura ASTM A106 Gr B

La tubería sin costura ASTM A106 Gr B es un tipo de tubería de acero al carbono sin costura que se utiliza en aplicaciones de alta temperatura y alta presión, ampliamente utilizada en sistemas de tuberías de petróleo, gas natural, productos químicos, energía e industria. Este artículo analiza la tubería sin costura ASTM A106 Gr B desde aspectos como su definición estándar, propiedades del material, tecnología de fabricación y procesamiento, control de calidad, materiales equivalentes y aplicaciones típicas.

¿Qué es la tubería ASTM A106 Gr B?

"Tubería ASTM 106B" se refiere a la tubería sin costura laminada en caliente o estirada en frío (laminada). Las tuberías sin costura utilizadas en entornos de alta temperatura cumplen con la especificación de la norma ASTM A106. Por lo tanto, pueden utilizarse para transportar fluidos (como agua, petróleo, gas o lodos), lo que las convierte en un componente crítico de la industria minera.

¿Cuál es la diferencia entre la tubería SA 106 Gr B y la A106 Gr B?

La tubería ASTM A106 Gr B y la ASME SA106 Gr B son completamente idénticas en composición química y propiedades mecánicas. Las únicas diferencias son:
ASTM A106: Norma de materiales;
ASME SA106: Norma de homologación para equipos a presión (calderas, tuberías a presión).

Normas para la fabricación de tubos de acero ASTM A106

1. Normas generales y de prueba ASTM

ASTM A530 / A530M: Requisitos generales para tubos de acero al carbono y aleado
ASTM E213: Pruebas ultrasónicas (UT)
ASTM E309: Pruebas de corrientes de Foucault (ET)
ASTM E381: Métodos de prueba de corrosión macroscópica
ASTM E570: Prueba de fuga de flujo magnético (MFL)

2. Normas de tamaño ASME

ASME B36.10M: Dimensiones nominales de tubos de acero soldados y sin costura (NPS y cédula)

3. Tratamiento superficial y marcado

SSPC-SP 6: Chorro de arena de grado comercial
MIL-STD-129 / Fed.Std.123: Especificaciones de embalaje y marcado (de uso común para la exportación)

Propiedades del material de los tubos sin costura ASTM A106 Gr B

1. Resistencia y tenacidad

Tubos sin costura ASTM A106 Gr B Presentan alta resistencia a la tracción y límite elástico, lo que les permite soportar grandes cargas de presión e impacto, haciéndolos adecuados para entornos de alta presión.

2. Resistencia a la temperatura

Este material puede funcionar de forma estable dentro de un cierto rango de temperatura y generalmente es adecuado para entornos de temperatura media y baja, pero se debe tener precaución al usarlo a altas temperaturas.

3. Resistencia a la corrosión

Al ser acero al carbono, su resistencia a la corrosión es relativamente limitada. Cuando se utiliza en entornos húmedos o corrosivos, se deben considerar medidas de protección como recubrimientos o enchapados.

Composición química ASTM A106 Gr B

Carbono (% máx.): 0,30
Manganeso (% máx.): 0,29 a 1,06
Fósforo (% máx.): 0,025
Azufre (% máx.): 0,025
Silicio (mín.): %: 0,10

Propiedades mecánicas de las tuberías ASTM A106 Gr B

Límite elástico (Rp0,2): ≥ 205 MPa
Resistencia a la tracción (Rm): 415–550 MPa
Elongación (A): ≥ 30 %

Dimensiones de las tuberías sin costura ASTM A106 Gr B

Tamaño nominal: NPS 1/8 – NPS 48
Diámetro exterior: DE 10,3 – 1219 mm
Espesor de pared: SCH 10 – SCH XXS

Longitud: Fija / Aleatoria / Personalizable

Tecnología de procesamiento de tubos sin costura ASTM A106 Gr B

1. Corte y troquelado

Durante el corte, se debe utilizar equipo especializado, como una sierra de cinta o una sierra circular, para garantizar un corte limpio y sin rebabas. Para tubos de pared gruesa, se recomienda el biselado para la soldadura posterior. La velocidad de avance debe controlarse durante el corte para evitar el sobrecalentamiento y cambios microestructurales.

2. Doblado y conformado

El doblado en frío es adecuado para tubos de pared delgada. El radio de curvatura debe cumplir con las especificaciones para evitar arrugas o deformaciones elípticas. El doblado en caliente es adecuado para tubos de pared gruesa. La temperatura de calentamiento debe controlarse por debajo del punto de transformación de fase del material, y se requiere un enfriamiento lento después del conformado. Independientemente del proceso utilizado, se debe utilizar una matriz para garantizar la precisión dimensional durante el doblado.

3. Soldadura

Antes de soldar, se debe limpiar el bisel para eliminar las capas de aceite y óxido. Se recomienda una combinación de soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) para la pasada de raíz y soldadura por arco metálico protegido (SMAW) para la pasada de recubrimiento. Los parámetros de soldadura deben ajustarse según el espesor de la pared y la temperatura entre pasadas debe controlarse estrictamente. En soldaduras críticas, se requiere un tratamiento térmico posterior para eliminar la tensión residual.

4. Proceso de tratamiento térmico

La normalización puede refinar el grano y mejorar la tenacidad del material. Durante el tratamiento, asegúrese de que la temperatura dentro del horno sea uniforme; el tiempo de mantenimiento debe calcularse en función del espesor de la pared. La etapa de enfriamiento debe realizarse de forma natural en aire en calma para evitar un enfriamiento excesivamente rápido que podría provocar una dureza anormal.

Conformado de tubos sin costura ASTM A106 Gr B

Los tubos sin costura ASTM A106B se conforman principalmente mediante dos métodos: laminado en caliente y estirado en frío.

1. Tubos sin costura laminados en caliente

El proceso de laminado en caliente primero calienta la palanquilla de acero a aproximadamente 1200 °C, luego perfora la palanquilla sólida en un tubo hueco mediante un laminador de perforación y, finalmente, la lamina a las dimensiones requeridas mediante un laminador continuo. Durante este proceso, la palanquilla de acero se recristaliza a altas temperaturas, refinando los granos y dando como resultado un producto final con mayor resistencia y tenacidad.

2. Tubos sin costura estirados en frío

El proceso de estirado en frío consiste en estirar repetidamente el tubo de acero a temperatura ambiente utilizando una matriz, lo que resulta en tolerancias dimensionales más precisas y un acabado superficial más liso. Esto es especialmente adecuado para aplicaciones que requieren una precisión dimensional estricta.

Control de calidad de tubos sin costura ASTM A106 Gr B

1. Inspección dimensional

Utilice calibradores, medidores de espesor y otras herramientas para medir dimensiones como el diámetro exterior y el espesor de pared. La ovalidad debe controlarse dentro del rango permitido estándar. Las desviaciones de longitud deben cumplir con los requisitos del dibujo.

2. Ensayos no destructivos

Los ensayos radiográficos son adecuados para detectar defectos internos en las soldaduras. Los ensayos ultrasónicos pueden utilizarse para detectar la delaminación en el material base. Los ensayos de partículas magnéticas verifican principalmente grietas superficiales, mientras que los ensayos por líquidos penetrantes son adecuados para materiales no ferromagnéticos. La proporción de ensayo debe determinarse en función de las condiciones de uso. 

3. Prueba de presión

La presión de prueba hidrostática es generalmente 1,5 veces la presión de diseño, y el tiempo de mantenimiento de la presión no debe ser inferior a 10 minutos. Durante la prueba, verifique si hay fugas y elimine rápidamente el agua acumulada después de la prueba.

Material equivalente ASTM A106 Grado B

El ASTM A106 Grado B es equivalente a los siguientes materiales en términos de composición química y propiedades mecánicas:

Ejecución	Norma	Material	Norma Europea	Material
Sin costura	API 5L	Grado X52	EN 10208-2	L360NB
Sin costura	ASTM A333	Grado 6	EN 10216-4	P265NL
Soldado	API 5L	Grado B	EN 10208-2	L245NB
Sin costura	ASTM A106	Grado B	EN 10216-2	P265GH
Sin costura	API 5L	Grado B	EN 10208-2	L245NB
Soldado	API 5L	Grado X52	EN 10208-2	L360NB

Aplicaciones de la tubería sin costura ASTM A106 Gr B

1. Industria del petróleo y el gas

Se utiliza para el transporte de fluidos como petróleo crudo y gas natural. Su estructura sin costuras reduce el riesgo de fugas y es adecuada para sistemas de tuberías de larga distancia.

2. Industria química

En plantas químicas, la tubería sin costura A106B se utiliza a menudo para manipular medios corrosivos o fluidos a alta temperatura, pero se deben considerar las limitaciones del material para evitar daños prematuros.

3. Industria energética

Como componente de tuberías de calderas o intercambiadores de calor, la tubería sin costura A106B puede soportar condiciones de alta presión y alta temperatura, lo que garantiza el funcionamiento seguro del sistema.

4. Construcción e infraestructura

En edificios de gran tamaño, la tubería sin costura A106B se puede utilizar como soporte estructural o para el transporte de recursos como agua y electricidad.

Preguntas frecuentes

1. ¿Es la tubería ASTM A106 Gr B adecuada para entornos criogénicos?

No.
La tubería ASTM A106 Gr B no es un acero criogénico y puede experimentar fractura frágil a bajas temperaturas.

2. ¿Cuál es la diferencia entre ASTM A106 Grado B y API 5L Grado B?

La norma ASTM A106 Grado B es adecuada para tuberías de alta temperatura y alta presión. La norma API 5L Grado B es adecuada para tuberías que transportan mercancías a temperaturas normales.