Diferencias entre tubos de acero al carbono y tubos de hierro negro

Los tubos de acero al carbono son tubos industriales fabricados principalmente con acero al carbono, mientras que los tubos de hierro negro son tubos de acero sin costura o con costura recta fabricados con acero de bajo carbono mediante soldadura de alta frecuencia o soldadura por arco sumergido. ¿Cuáles son las diferencias entre ambos? El siguiente análisis exhaustivo abarcará el material y la composición, el proceso de producción, el rendimiento y los escenarios de uso para ayudarle a tomar la decisión de compra correcta.

Diferencias de material y composición

1. Material y composición de los tubos de acero al carbono

Están compuestos principalmente de acero al carbono (contenido de carbono del 0,12 % al 2,0 %), que puede contener pequeñas cantidades de elementos de aleación como manganeso y silicio. Según el contenido de carbono, se clasifican en acero de bajo carbono (como el Q235), acero de medio carbono (como el acero 45#) y acero de alto carbono. Un mayor contenido de carbono aumenta la dureza y la resistencia, pero reduce la ductilidad.

2. Material y composición de la tubería de hierro negro

Se trata de una tubería de acero dulce sin galvanizar (contenido de carbono ≤0,25%). Su superficie está cubierta de una capa de óxido negro, de ahí el nombre "hierro negro". Su composición es similar a la del acero al carbono Q195 o Q235, pero carece de recubrimiento antioxidante. La tubería de acero al carbono (CS) puede mejorarse mediante tratamiento térmico (como el temple), mientras que la tubería de hierro negro, debido a su bajo contenido de carbono, ofrece mejor soldabilidad, pero no puede reforzarse.

Proceso de producción y tratamiento de superficies

1. Proceso y tratamiento de la tubería de acero al carbono

Se lamina en caliente o se estira en frío, y puede recubrirse con pintura antioxidante o galvanizarse (por ejemplo, tubería de acero galvanizado).
Las normas comunes incluyen: GB/T 8163 (Transporte de fluidos) y GB/T 3091 (Tubería soldada a baja presión).

2. Proceso y tratamiento de la tubería de hierro negro

Se forma únicamente mediante laminación o soldadura, sin recubrimiento superficial. Reacciona fácilmente con la humedad del aire y forma óxido rojo.
La norma industrial se basa en la norma ASTM A53 (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales), pero la parte no galvanizada se marca como "Negra".

El espesor de la capa galvanizada de las tuberías de acero al carbono suele ser ≥65 μm, mientras que el de las tuberías de hierro negro es nulo. Las tuberías de hierro negro cuestan entre un 20 % y un 30 % menos que las tuberías de acero al carbono de la misma especificación.

Rendimiento

1. Rendimiento de las tuberías de acero al carbono

Ventajas

Alta resistencia, con una resistencia a la tracción de 370-500 MPa, ideal para estructuras portantes.
Resistente a la corrosión. Las tuberías de acero al carbono comunes son propensas a la oxidación y requieren galvanizado o pintura. Si el entorno es altamente corrosivo, se recomienda el acero Q235B con menor contenido de carbono.
El acero con bajo contenido de carbono (contenido de carbono <0,25 %) ofrece una excelente soldabilidad, mientras que el acero con alto contenido de carbono requiere precalentamiento para evitar el agrietamiento.
Resistencia a altas temperaturas (algunos modelos pueden soportar temperaturas superiores a 400 °C), ideal para tuberías de petróleo, productos químicos y alta presión.

Desventajas

Requiere tratamiento anticorrosivo adicional; de lo contrario, es propenso a oxidarse en ambientes húmedos.

2. Rendimiento de las tuberías de hierro negro

Ventajas

Bajo costo. Al omitir el proceso de galvanizado, el precio es aproximadamente un 20 %-30 % menor que el de las tuberías galvanizadas.
Procesamiento flexible. Fácil de cortar y soldar, ideal para modificaciones in situ.
Alta resistencia a la presión. Las tuberías de hierro negro comunes tienen una resistencia a la compresión de 300-500 MPa, ideal para el transporte de fluidos a baja presión.

Desventajas

Corta vida útil (se oxida después de solo 1 o 2 años en ambientes exteriores expuestos), no aptas para el transporte de agua ni en medios corrosivos.

Aplicaciones

1. 3 Aplicaciones de la tubería de acero al carbono

Petróleo y gas

La tubería de acero al carbono sin costura se utiliza para tuberías de perforación y oleoductos, con una presión nominal superior a 20 MPa.

Ingeniería de la construcción

La tubería de acero al carbono se utiliza ampliamente en andamios y soportes de estructuras de acero, y el Q235 se utiliza en más del 90 % de las obras de construcción nacionales.

Fabricación mecánica

La tubería de acero al carbono estirada en frío de alta precisión es un material clave para cilindros hidráulicos y casquillos de cojinetes, con una rugosidad superficial controlable a Ra ≤ 1,6 μm.

2. 4 Aplicaciones de la tubería de hierro negro

Construcción e ingeniería estructural

Se utiliza comúnmente para estructuras temporales de soporte de edificios y tuberías de drenaje en entornos no corrosivos, pero requiere prevención y mantenimiento regulares contra la oxidación.

Servicios municipales

La tubería de hierro negro se utiliza a menudo para gasoductos de baja presión (presión ≤ 0,4 MPa), y algunos sistemas de protección contra incendios también utilizan tubería de hierro negro.

Industria y fabricación de maquinaria

Las tuberías de hierro negro se utilizan a menudo para la estructura de equipos no de precisión, como máquinas herramienta y cintas transportadoras, y para piezas de sistemas de ventilación de fábricas donde la resistencia a la corrosión es menos crítica.

Agricultura e instalaciones temporales

Las tuberías de hierro negro son adecuadas para tuberías de suministro de agua a corto plazo en terrenos agrícolas y estructuras de soporte económicas para invernaderos, con una vida útil de aproximadamente 3 a 5 años.

Cómo elegir entre tuberías de acero al carbono y tuberías de hierro negro

1. Requisitos ambientales

Las tuberías de acero al carbono galvanizado son preferibles para entornos húmedos o corrosivos; las tuberías de hierro negro pueden considerarse para entornos secos.

2. Limitaciones presupuestarias

Las tuberías de hierro negro tienen un costo inicial menor, pero los costos de mantenimiento a largo plazo pueden ser mayores.

3. Estándares de la industria

En lo que respecta a recipientes a presión o transporte de fluidos, se requiere el cumplimiento de normas como GB y ASME, y las tuberías de hierro negro están prohibidas.

Resumen

Ambas son esencialmente tuberías de acero, pero las tuberías de acero al carbono ofrecen un rendimiento superior gracias a su composición y procesamiento optimizados, mientras que las tuberías de hierro negro ofrecen una alternativa más económica. Los usuarios deben sopesar las ventajas y desventajas según sus necesidades específicas.