ASTM A333 Tubería con Costura y Tubería Sin Costura

La norma ASTM A333 es una especificación estándar para tuberías de acero al carbono, con costura y sin costura, y tuberías de acero aleado para servicio a baja temperatura u otras aplicaciones que requieren tenacidad a la entalla, establecida por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM International). Esta norma establece requisitos rigurosos para la composición química, las propiedades mecánicas, las dimensiones, las tolerancias, el tratamiento térmico y las pruebas de las tuberías de acero para garantizar la seguridad y la fiabilidad en entornos de temperaturas extremadamente bajas.

Rango de la norma ASTM A333

1. Tipos de tuberías de acero aplicables

Tubería con costura y tubería sin costura.

2. Requisitos del proceso de fabricación

No se puede utilizar metal de aportación en la soldadura de las tuberías con costura.

3. Control de la microestructura

Todas las tuberías deben someterse a un tratamiento térmico adecuado para garantizar una microestructura uniforme.

4. Pruebas

Estas incluyen pruebas de tracción, pruebas de impacto, pruebas de presión hidrostática y pruebas no destructivas (por ejemplo, electromagnéticas o ultrasónicas) para garantizar la conformidad del producto.

Rango de tamaños según ASTM A333

1. Diámetro exterior

NPS: 1/8" a 30".

2. Peso

2,0 mm-60 mm.

3. Especificaciones

SCH40, SCH60, XS, SCH80, SCH100, SCH120, SCH140, SCH160, XXS.

4. Grados

Esta norma abarca varios grados de acero ferrítico: ASTM A333 Gr. 1, Gr. 3, Gr. 4, Gr. 6, Gr. 7, Gr. 8, Gr. 9, Gr. 10, Gr. 11. 11.

ASTM A333 Tubos con Costura y Sin Costura: Tratamiento Térmico

Todos los tubos con costura y sin costura fabricados según la norma ASTM A333 (excepto los Grados 8 y 11) deberán someterse a un tratamiento térmico para controlar la microestructura mediante uno de los siguientes métodos:

1. Normalización

Calentar a una temperatura uniforme no inferior a 815 °C [1500 °F] y luego enfriar al aire o en la cámara de enfriamiento de un horno de atmósfera controlada. Alternativamente, normalizar como se describe anteriormente y recalentar a la temperatura de revenido adecuada, según lo especificado por el fabricante.

2. Laminación y enfriado controlados (solo tubos sin costura)

Solo para el procesamiento sin costura, las operaciones de trabajo y acabado en caliente deben recalentarse y controlarse a un rango de temperatura de acabado de 845 a 945 °C [1550 a 1750 °F], comenzando con una temperatura inicial no inferior a 845 °C [1550 °F] y enfriando al aire o en un horno de atmósfera controlada.

3. Tratamientos especiales de grado

Los tubos sin costura de grados 6 y 10 pueden tratarse térmicamente mediante calentamiento a una temperatura uniforme no inferior a 815 °C (1500 °F), posterior temple en líquido y recalentamiento a la temperatura de revenido adecuada.
Los tubos ASTM A333 Grado 8 deben ser tratados térmicamente por el fabricante mediante uno de los siguientes métodos: temple y revenido, o normalización secundaria y revenido. De ser necesario, los tubos de Grado 11 deben recocerse y luego normalizarse a una temperatura de 760 a 870 °C (1400 a 1600 °F).

Requisitos de composición química según ASTM A333

Composición química de ASTM A333
Elemento	Grado 1, %	Grado 3, %	Grado 4, %	Grado 6, %	Grado 7, %	Grado 8, %	Grado 9, %	Grado 10, %	Grado 11, %
C	0.30	0.19	0.12	0.30	0.19	0.13	0.20	0.20	0.10
Mn	0.40–1.06	0.31–0.64	0.50–1.05	0.29–1.06	0.90	0.90	0.40–1.06	1.15–1.50	0.60
P	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.035	0.025
S	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.025	0.015	0.025
Si		0.18–0.37	0.08–0.37	0.10 min	0.13–0.32	0.13–0.32		0.10–0.35	0.35
Ni		3.18–3.82	0.47–0.98	0.40	2.03–2.57	8.40–9.60	1.60–2.24	0.25	35.0–37.0
Cr			0.44–1.01	0.30				0.15	0.50
Cu			0.40–0.75	0.40			0.75–1.25	0.15
Al			0.04–0.30					0.06
V				0.08				0.12
Cb				0.02				0.05
Mo				0.12				0.05	0.50
Co									0.50

Para aceros de Grado 1 y 6, el contenido de carbono puede reducirse en un 0,01 % para cantidades inferiores al 0,30 %, y el contenido de manganeso puede aumentarse en un 0,05 % para cantidades superiores al 1,06 %, hasta un máximo del 1,35 %.
Para aceros de Grado 6, el límite de niobio puede aumentarse al 0,05 % en el análisis de colada y al 0,06 % en el análisis de producto.
Generalmente, el equivalente de carbono (CE) = [C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15] no puede superar el 0,43 % en el análisis térmico.

Propiedades mecánicas según ASTM A333

ASTM A333	Resistencia a la tracción (mín.)		Límite elástico (mín.)		Alargamiento (mín.)
Grado	psi	MPa	psi	MPa	Longitudinal	Transversal
Grado 1	55 000	380	30 000	205	35	25
Grado 3	65 000	450	35 000	240	30	20
Grado 4	60 000	415	35 000	240	30	16.5
Grado 6	60 000	415	35 000	240	30	16.5
Grado 7	65 000	450	35 000	240	30	22
Grado 8	100 000	690	75 000	515	22
Grado 9	63 000	435	46 000	315	28
Grado 10	80 000	550	65 000	450	22
Grado 11	65 000	450	35 000	240	18

Los valores de elongación se basan en probetas redondas estándar de 2 pulgadas o 50 mm (o 4D).
La elongación de Grado 11 se aplica a todos los espesores de pared y a probetas de tamaño inferior, ensayadas en sección transversal completa.

Prueba de impacto ASTM A333

Los tubos con costura y sin costura ASTM A333 se suministran en condiciones normalizadas y siempre se someten a una prueba de impacto Charpy a una temperatura específica para garantizar que el producto cumpla con el rango de temperatura especificado en la norma (Límites de temperatura del acero al carbono para tubos de acero al carbono sin costura ASTM A333).

Grado	F°	C°
ASTM A333 Grado 1	-50	-45
ASTM A333 Grado 3	-150	-100
ASTM A333 Grado 4	-150	-100
ASTM A333 Grado 6	-50	-45
ASTM A333 Grado 7	-100	-75
ASTM A333 Grado 8	-320	-195
ASTM A333 Grado 9	-100	-75
ASTM A333 Grade 10	-75	-60

Ensayos mecánicos ASTM A333

Los ensayos mecánicos de tubos con costura y sin costura ASTM A333 se realizarán de acuerdo con las siguientes especificaciones:

1. Transversal/Longitudinal Tracción/Aplanamiento/Dureza/Curvatura

Se tomará una muestra del 5% de cada lote de tubería para su ensayo. Para lotes más pequeños, se probará al menos una tubería.
Para materiales tratados térmicamente mediante un proceso continuo, se tomará una muestra de tubería suficiente para representar el 5% del lote, pero no menos de dos.

2. Hidrostático/Impacto/Impacto de Barra con Entalladura Simple

Se realizarán ensayos en muestras tomadas de tubería terminada para cada carga de tratamiento térmico representativa de la carga de tratamiento térmico.

Resumen

La norma ASTM A333 para tuberías con costura y sin costura es una norma de materiales diseñada específicamente para entornos criogénicos. Su riguroso control de la composición química, los requisitos de tratamiento térmico y las propiedades mecánicas garantizadas han propiciado su uso generalizado en aplicaciones críticas como oleoductos y gasoductos, equipos químicos, tanques de almacenamiento de gas natural licuado (GNL) y recipientes a presión criogénicos. Es un material vital para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente en la industria energética.