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ElTubería de acero sin costuraEl proceso de fabricación es una operación metalúrgica de precisión utilizada para producir tuberías de alto rendimiento con microestructura uniforme, excelente precisión dimensional y propiedades mecánicas superiores.
A diferencia de las tuberías soldadas, las tuberías sin costura se producen a partir de palanquillas sólidas sin juntas de soldadura, lo que garantiza una resistencia homogénea y un rendimiento sin fugas en condiciones de alta presión, temperatura o corrosivas.
Este artículo proporciona una explicación técnica completa de cada etapa del proceso de fabricación de tubos de acero sin costura, incluida la metalurgia, la deformación mecánica y los métodos de control de calidad utilizados en los molinos de tubos modernos.
El proceso comienza con palanquillas redondas hechas de acero al carbono, acero aleado o grados de acero inoxidable como astm a106, a335 o a312.
La química de la palanquilla se controla dentro de límites estrechos para el carbono, el manganeso, el azufre y los elementos de aleación para lograr las propiedades objetivo.
Cada palanquilla se somete a:
· Pruebas ultrasónicas para la solidez interna.
· Acondicionamiento de la superficie para eliminar grietas, vueltas e inclusiones.
· Verificación dimensional antes de cargar en el horno de calefacción.
Los tamaños típicos de palanquilla varían de 100mm a 300mm de diámetro, dependiendo de las dimensiones finales de la tubería.
Los billetes se calientan en un hogar rotatorio o un horno del haz que camina a aproximadamente 1150 ° c-1280 ° c, dependiendo del grado de acero.
La uniformidad de la temperatura es crítica para evitar el espesor de la pared excéntrica durante la perforación.
Los hornos modernos emplean zonas controladas por plc y monitoreo pirométrico para asegurar un calentamiento homogéneo y minimizar la formación de incrustaciones.
El paso central en el proceso de fabricación de tubos de acero sin costura es la perforación de rodillos cruzados, donde la palanquilla sólida se transforma en una carcasa hueca.
En un perforador de mannesmann, el tocho se alimenta entre dos rodillos que giran en sentido contrario, ajustados angularmente. Bajo fuerzas de compresión y rotación, el centro de la palanquilla experimenta altas tensiones de tracción, lo que provoca la formación de una cavidad central.
Un tapón perforante controla el diámetro interno y el espesor de la pared.
Parámetros clave que influyen en la calidad:
· Ángulo de alimentación del rollo: 6-12 °
· Ángulo de inclinación del rollo: 4-8 °
· Velocidad de perforación: 1,5-3,0 m/s
· Temperatura del enchufe: 900-1000 ° c
La carcasa hueca resultante (tubo madre) tiene típicamente un espesor de pared 1, 2-1, 5 veces el de la tubería objetivo.
Después de la perforación, la carcasa hueca se somete a alargamiento en un molino de mandril o molino de tapón para lograr la reducción de la pared y el diámetro deseados.
·Proceso del molino del mandril:La carcasa pasa a través de múltiples soportes de laminación con una barra de mandril interna que soporta y da forma a la superficie interna.
·Proceso del molino del enchufe:Un tapón giratorio alarga y diluye la pared mientras el tubo pasa a través de los soportes de rodillos.
El control de precisión de la velocidad de laminación, la temperatura y la relación de reducción aseguran un espesor de pared consistente, concentricidad y alineación del flujo de grano.
Después del alargamiento, la tubería se recalienta y se pasa a través de un molino de reducción de estiramiento (srm) para el encolado final.
Las propiedades mecánicas y metalúrgicas de la tubería se mejoran mediante procesos de tratamiento térmico tales como:
·Normalización (870-950 ° c):Refina la estructura del grano y homogeneiza la microestructura.
·Temple y templado:Mejora la resistencia a la tracción y la tenacidad.
·Recocido de solución (para aceros inoxidables):Disuelve carburos y restaura resistencia a la corrosión.
Las tasas de enfriamiento controladas se logran utilizando sistemas de enfriamiento de aire o agua.
La evaluación de la microestructura (ferrita-perlita, bainita o martensita) garantiza el cumplimiento de los requisitos de grado especificados.
Después del tratamiento térmico, la tubería pasa a través de máquinas de enderezamiento rotativas para corregir cualquier flexión.
El acabado superficial incluye:
· Granallado o decapado para eliminar la escala.
· Inspección visual y dimensional para verificar rectitud, ovalidad, y calidad superficial.
Las tuberías a menudo se estiran en frío a tolerancias más estrictas si así lo requieren las normas como astm a213 o a519.
Para garantizar integridad, los tubos experimentan métodos de prueba no destructivos avanzados incluyendo:
·Pruebas ultrasónicas (ut):Detecta defectos internos o laminaciones.
·Prueba de la corriente de Foucault (ect):Identifica grietas superficiales e inclusiones.
·Pruebas hidrostáticas:Asegura tirantez de la presión en el 70-100% de la presión del diseño.
Los resultados del ndt se registran y se rastrean automáticamente vía el seguimiento del número de calor para la documentación completa de la calidad.
Las tuberías se cortan a longitudes estándar o especificadas por el cliente utilizando sierras en frío controladas por CNC.
Cada tubería se marca mediante estargado o grabado láser con detalles como:
· Número de calor
· Tamaño y espesor de pared
· Grado de acero
· Estándar (por ejemplo, astm, api, en)
· Logotipo del fabricante
La inspección final verifica todos los parámetros mecánicos, químicos y dimensionales antes del embalaje y envío.
El proceso de fabricación de tubos de acero sin costura integra metalurgia, deformación termomecánica y estricto control de calidad para producir tubos con uniformidad y confiabilidad excepcionales.
Desde la selección de palanquilla hasta las pruebas no destructivas, cada etapa se rige por equipos de precisión y parámetros de proceso que garantizan el cumplimiento de los estándares mundiales.
Tubos de acero sin costuraProducidos a través de este proceso son indispensables en la transmisión de petróleo y gas, tubos de calderas, ejes automotrices, sistemas hidráulicos y aplicaciones de alta presión.
La combinación de tecnología de laminación avanzada y tratamiento térmico hace que las tuberías sin costura sean una piedra angular de la infraestructura de ingeniería moderna.
