Tubería de acero al carbono sin soldadura ASTM A106 para altas temperaturas

Las tuberías de acero ASTM A106 / ASME SA106 son tuberías de acero al carbono sin soldadura para aplicaciones de alta temperatura (hasta 750 grados Fahrenheit). Estas tuberías se utilizan ampliamente en industrias como la del petróleo y el gas, la petroquímica, la generación de energía y la construcción naval (por ejemplo, refinerías, unidades de refinación, buques, calderas y torres). Las tuberías de acero A106 son especialmente adecuadas para el transporte de fluidos a altas temperaturas o altas presiones (o ambas).

Descripción general de las tuberías de acero al carbono sin soldadura

Las tuberías de acero al carbono sin soldadura se fabrican mediante procesos de perforación y laminado en caliente/estirado en frío, utilizando principalmente acero al carbono como materia prima. En comparación con las tuberías soldadas, las tuberías sin soldadura ofrecen mayor resistencia y resistencia a la presión, lo que las hace adecuadas para entornos corrosivos, de alta temperatura y alta presión. La norma ASTM A106 es la más común para aplicaciones de alta temperatura.

Descripción general de la norma ASTM A106

La norma ASTM A106 (equivalente a ASME SA106) abarca tuberías de acero con diámetros nominales de 1/8" a 48".
El rango de temperatura de las tuberías de acero al carbono sin costura es de hasta 750 °F (aproximadamente 400 °C) (en sistemas de tuberías de operación continua).
Sus características principales incluyen:

1. Método de fabricación

Laminado en caliente o estirado en frío.

2. Longitudes disponibles

Longitud aleatoria simple (17–24 pies) o longitud aleatoria doble (36–44 pies).

3. Espesores de pared

De cédula 10 a cédula 160 (incluso hasta XXS).

Las tuberías de acero al carbono sin costura de diámetro pequeño (≤ NPS 1.5) se pueden fabricar mediante procesos de estirado en frío o laminado en caliente, mientras que las tuberías de acero al carbono sin costura de diámetro grande (≥ NPS 2) se fabrican principalmente mediante procesos de laminado en caliente.

Proceso de fabricación

1. Proceso de Siderurgia

Se utiliza principalmente la siderurgia en horno eléctrico o convertidor, con un control preciso de la cantidad de cada elemento añadido. Combinado con el refinado en cuchara, se eliminan los gases nocivos y las impurezas del acero fundido para obtener un acero de alta pureza con una composición precisa.

2. Proceso de Laminación

Tras moldear el acero fundido en palanquillas, este se calienta y perfora, y posteriormente se lamina en múltiples pasadas. El estricto control de la temperatura, la velocidad y la deformación de la laminación garantiza un grano más fino y una microestructura más uniforme, lo que se traduce en una alta precisión dimensional y un excelente rendimiento general del tubo.

3. Tratamiento Térmico

Dependiendo del grado y la aplicación, se emplean el normalizado y el revenido. El normalizado refina el grano y mejora la microestructura; el revenido elimina la tensión interna y ajusta la dureza. Ambos procesos actúan de forma sinérgica para mejorar las propiedades mecánicas a alta temperatura del tubo de acero.

Tubería de acero al carbono sin costura ASTM A106: Grado del material

En cuanto al grado del material, las tuberías de acero al carbono sin costura A106 se dividen en tres grados: A, B y C. A continuación:

1. ASTM A106 Gr.A

El grado A tiene requisitos de resistencia relativamente menores, con un contenido máximo de carbono del 0,25 %;

2. ASTM A106 Gr.B

El grado B es de uso común y ofrece un buen equilibrio en el rendimiento general, con un contenido máximo de carbono del 0,30 %;

3. ASTM A106 Gr.C

El grado C presenta estándares más altos en cuanto a resistencia y tenacidad, con un contenido máximo de carbono del 0,35 %, lo que le permite soportar entornos más exigentes de alta temperatura y alta presión.

Tubería de acero al carbono sin soldadura ASTM A106: Composición química

Composición química, %
Elemento	C	Mn	P	S	Si	Cr	Cu	Mo	Ni	V
máx.	máx.	máx.	mín.	máx.	máx.	máx.	máx.	máx.
A106 Grado A	0.25	0.27-0.93	0.035	0.035	0.10	0.40	0.40	0.15	0.40	0.08
A106 Grado B	0.30	0.29-1.06	0.035	0.035	0.10	0.40	0.40	0.15	0.40	0.08
A106 Grado C	0.35	0.29-1.06	0.035	0.035	0.10	0.40	0.40	0.15	0.40	0.08

Tubería de acero al carbono sin costura ASTM A106: Propiedades mecánicas

Tubería ASTM A106	Grado A	Grado B	Grado C
Resistencia a la tracción (mín., psi)	48,000	60,000	70,000
Límite elástico (mín., psi)	30,000	35,000	40,000

Tubería de acero al carbono sin costura ASTM A106: Dimensiones y tolerancias

1. Tolerancia del diámetro exterior

±0,4 mm a ±4,8 mm (según el rango de tamaño)

2. Tolerancia del espesor de pared

No inferior al 12,5 % del espesor nominal

3. Tolerancia de peso

No superior al +10 % ni al -3,5 %
Estos requisitos de precisión dimensional garantizan que las tuberías de acero al carbono sin costura ofrezcan un buen sellado y seguridad durante la instalación en sistemas de presión.

Tubería de acero al carbono sin costura ASTM A106: Requisitos de inspección y ensayo

Ensayo	Alcance	Frecuencia
Ensayo de tracción	Todas las especificaciones	Al menos 1 muestra por lote
Ensayo de aplanamiento/doblamiento	NPS 2–5	Muestras por cada 400 piezas
Ensayo hidrostático	Todas las tuberías de acero	Ensayo individual de cada pieza
Ensayos no destructivos (END)	Ensayos ultrasónicos, de rayos X, de partículas magnéticas o de líquidos penetrantes	Según los requisitos del cliente o las normas ASME

Tubería de acero al carbono sin costura ASTM A106: Aplicaciones

1. Calderas de centrales eléctricas

Desde las tuberías principales de vapor hasta las de agua de alimentación, las tuberías de acero al carbono sin costura, gracias a su resistencia a altas temperaturas y presiones, garantizan la producción y el suministro estables de vapor a alta temperatura en las calderas de las centrales eléctricas, manteniendo un proceso de generación de energía continuo.

2. Industria petroquímica

En la refinación de petróleo y la producción química, las tuberías de acero al carbono sin soldadura son el material principal de los sistemas de tuberías utilizados para transportar petróleo, gas y materias primas químicas a alta temperatura y presión, y deben soportar la corrosión química compleja y los impactos físicos.

3. Sistemas térmicos industriales

Las tuberías de acero al carbono sin soldadura ASTM A106 se utilizan en fábricas para transportar vapor y agua caliente a alta temperatura, proporcionando una fuente continua de calor para los procesos de producción industrial.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es la diferencia entre ASTM A106 y ASTM A53?

Aunque ambas son normas para tuberías de acero al carbono, sus aplicaciones difieren:
A106: Adecuada para el transporte de fluidos a alta temperatura y presión (como calderas e intercambiadores de calor).
A53: Se utiliza principalmente para sistemas de transporte de agua, gas y aire a baja temperatura o temperatura ambiente.

2. ¿Es ASTM A106 equivalente a normas europeas como EN 10216-2 y DIN 17175? 

Sí, las correspondencias aproximadas son las siguientes:
EN 10216-2 P235GH / P265GH ≈ ASTM A106 Grado B
DIN 17175 ST35.8 / ST45.8 ≈ ASTM A106 Grado A / B
Estas normas se utilizan para la producción de tuberías sin soldadura de acero al carbono para altas temperaturas, pero los requisitos de ensayo y los límites químicos varían ligeramente.

3. ¿Qué materiales alternativos comunes existen para las tuberías sin soldadura de acero al carbono ASTM A106?

Entre las alternativas comunes, según diferentes sistemas de normas, se incluyen:
API 5L Gr.B / X42
EN 10216-2 P265GH / 20MnNb6
GB 5310 20G
JIS G3456 STPT410 Al seleccionar materiales alternativos para tuberías de alta temperatura, se debe realizar una evaluación exhaustiva basada en la temperatura de operación, la presión nominal y los requisitos de certificación internacionales.

Conclusión

La tubería de acero al carbono sin costura ASTM A106, gracias a su excelente resistencia a altas temperaturas, soldabilidad y estabilidad estructural, es un material estándar indispensable en el transporte de fluidos a alta temperatura. Ya sea en centrales eléctricas, plantas petroquímicas o sistemas marítimos, la tubería A106 ofrece una garantía de seguridad estable a largo plazo. Elegir productos que cumplan con los requisitos de certificación ASTM/ASME puede prolongar eficazmente la vida útil de los sistemas de tuberías y reducir los costos de operación y mantenimiento.

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