Tubería de acero dulce vs. tubería de hierro dúctil

En la ingeniería de tuberías, las tuberías de acero dulce y las tuberías de hierro dúctil son dos materiales comunes, que tienen diferencias significativas en la composición del material, la resistencia, la resistencia a la corrosión y la vida útil. Este artículo comparará los dos en detalle para ayudar a elegir el material de tubería más adecuado.

Acero dulce vs. Hierro dúctil

1. Acero dulce

El acero dulce se refiere al acero con un bajo contenido de carbono (generalmente inferior al 0,1%). Sus características incluyen buena tenacidad, alta maquinabilidad, buena resistencia a la corrosión y resistencia moderada.
El acero dulce se utiliza generalmente para fabricar piezas mecánicas que no requieren alta resistencia, pero sí buena tenacidad y plasticidad.
Normas comunes: ASTM A53, ASTM A106, ASTM A333, API 5L, EN 10210 / EN 10220, etc.

2. Hierro dúctil

El hierro dúctil es un material de fundición hecho de una aleación de hierro y carbono. Su contenido de carbono suele estar entre el 2 % y el 4 %, mucho mayor que el del acero con bajo contenido de carbono.
El hierro dúctil se caracteriza por su alta dureza, buena resistencia al desgaste, baja forjabilidad y baja maquinabilidad. 

Generalmente se utiliza para fabricar piezas que soportan cargas pesadas y sufren desgaste. 

Estándares comunes: ISO 2531, EN 545, EN 598, AWWA C151, GB/T 13295.

Tubería de hierro dúctil vs. tubería de acero dulce: Composición del material

La tubería de acero dulce está hecha de acero con un contenido de carbono entre el 0,05% y el 0,25%. Es una tubería de acero al carbono con alta tenacidad y plasticidad. Debido a su bajo contenido de carbono y excelente rendimiento de soldadura, es adecuada para escenarios de ingeniería que requieren conexiones de alta resistencia.
El material de la tubería de hierro dúctil es hierro fundido, que se forma agregando elementos como níquel y vanadio para formar hierro dúctil, mejorando así la resistencia y tenacidad del material. Su estructura única hace que tenga tanto la resistencia a la corrosión del hierro fundido como la resistencia del acero.

Elementos de comparación	Tubería de acero dulce	Tubería de hierro dúctil
Contenido de carbono	0.05%–0.25%	3.0%–4.0%
Morfología del grafito	Ninguna	Grafito esferoidal
Elementos de aleación	Pequeñas cantidades de Mn y Si	Mg, Si y Mn
Microestructura	Ferrita/Perlita	Ferrita + grafito esferoidal

Tubería de hierro dúctil vs. tubería de acero dulce: Resistencia

La resistencia de la tubería de acero dulce es mayor que la de la tubería de hierro dúctil, lo que se refleja principalmente en la resistencia a la tracción y la resistencia a la flexión. Los tubos de acero dulce se utilizan a menudo en aplicaciones de ingeniería con alta presión, como el transporte de petróleo y gas natural, para tuberías OCTG y tuberías de revestimiento, etc.

Aunque la resistencia de los tubos de hierro dúctil no es tan buena como la de los tubos de acero dulce, tienen una excelente resistencia a la presión y una buena resistencia al impacto, lo que los hace adecuados para el suministro de agua municipal, los sistemas de drenaje y el transporte de gas a baja presión.

Rendimiento	Tubería de acero dulce	Tubería de hierro dúctil
Resistencia a la tracción	350–550 MPa	420–500 MPa
Límite elástico	210–350 MPa	≥300 MPa
Elongación	20%–35%	7%–12%

Tubería de hierro dúctil vs. tubería de acero dulce: Resistencia a la corrosión

Los tubos de acero dulce tienen una resistencia a la corrosión deficiente y se corroen y oxidan fácilmente en entornos húmedos o químicamente corrosivos. Por lo tanto, cuando se utilizan tubos de acero dulce, generalmente se requieren medidas anticorrosión adicionales, como revestimiento o galvanizado.

Los tubos de hierro dúctil tienen una buena resistencia a la corrosión y pueden resistir la erosión por el suelo, la humedad y los productos químicos, lo que los hace particularmente adecuados para su uso en aplicaciones de ingeniería, como subrasantes de ferrocarriles de alta velocidad.

Tubería de hierro dúctil vs. tubería de acero dulce: Vida útil

La vida útil de los tubos de acero dulce es de unos 20 años. Si el entorno es altamente corrosivo y no se toman medidas anticorrosión efectivas, su vida útil puede acortarse considerablemente.

La vida útil de las tuberías de hierro dúctil puede alcanzar más de 40 años, y su larga vida útil las convierte en una opción ideal para la ingeniería municipal y la construcción de infraestructura.

Cómo distinguir entre tubos de acero dulce y tubos de hierro dúctil

1. Por apariencia

El acero dulce tiene una superficie más lisa, un color uniforme y granos más finos, mientras que el hierro dúctil tiene una superficie más rugosa y puede contener manchas de grafito.

2. Por prueba de dureza

El acero dulce tiene una dureza menor, generalmente inferior a HRB80, mientras que el hierro dúctil tiene una dureza mayor, generalmente superior a HB170, y algunos incluso pueden superar HB300.

3. Por aplicación

El acero dulce se utiliza principalmente para fabricar piezas mecánicas ligeras, mientras que el hierro dúctil se suele utilizar para fabricar piezas pesadas o sometidas a tensión.

Tuberías de hierro dúctil vs. tuberías de acero dulce: Recomendaciones de selección

1. Escenarios típicos para la elección de tuberías de acero dulce

Oleoductos, gas natural y vapor de alta presión
Transporte de fluidos industriales
Sistemas de tuberías que requieren soldadura o personalización
Zonas con alta tensión mecánica o propensas a terremotos

2. Escenarios típicos para la elección de tuberías de hierro dúctil

Redes municipales de abastecimiento de agua y drenaje
Proyectos subterráneos
Proyectos que requieren operación a largo plazo y bajo mantenimiento
Sistemas de transmisión de media y baja presión

Resumen

En resumen, las tuberías de acero dulce y las tuberías de hierro dúctil tienen sus propias ventajas y desventajas, y deben seleccionarse de acuerdo con las necesidades de proyectos específicos. En aplicaciones prácticas, es necesario considerar completamente factores como la resistencia del material, la resistencia a la corrosión y la vida útil, y llevar a cabo un diseño y uso razonables.

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