Introducción
¿Sabía que el acero dulce es uno de los materiales más utilizados en la industria manufacturera? Los fabricantes elogian con frecuencia su versatilidad, trabajabilidad, resistencia y coste. Por lo tanto, no es de extrañar que los tubos de acero dulce son algunos de los tipos más comunes de tubos disponibles en el mercado.
Los tubos de acero dulce son duraderos, ligeros y maleables, una combinación ideal para muchas empresas. Por esta razón, abundan en fábricas, estructuras, petróleo y gas, y uso doméstico por igual. Este artículo tratará todo lo que necesita saber sobre los tubos de acero dulce y cómo pueden ser el pan de cada día de su negocio.
¿Qué es un tubo de acero dulce?
El acero dulce es lo mismo que el acero bajo en carbono, compuesto de hierro y bajas cantidades de carbono. El porcentaje total de carbono en masa oscila entre 0,05% y 0,25%. ¿Se pregunta qué diferencia puede suponer una cantidad tan pequeña? La adición de sólo 1% de carbono en el acero confiere propiedades como resistencia, ductilidad y robustez. El contenido de carbono hace que los tubos de acero dulce funcionen bien en aplicaciones pesadas que implican mucho esfuerzo físico.
Además, son fáciles de fabricar y responden bien al trabajo en frío y en caliente. Aunque siguen siendo más débiles que los tubos de acero con alto contenido en carbono -que pueden tener hasta 3% de carbono-, se refuerzan mediante la carburación. En el acero dulce predomina el hierro, por lo que es muy magnético. Su fácil disponibilidad lo convierte en uno de los materiales industriales más utilizados.
Características
La principal preocupación del instalador de tuberías es elegir el tipo de tubo adecuado para cada aplicación. Los tubos de metal con bajo contenido en carbono se caracterizan por una resistencia moderada, una gran durabilidad y una excelente soldabilidad. Contienen principalmente hierro y carbono, pero también trazas de azufre, fósforo y silicio.
Los tubos de acero dulce poseen además varias propiedades que los hacen aptos para muchos entornos. Son aptos para la galvanización y el tratamiento térmico. Los tubos de acero dulce sin soldadura tienen una inmensa resistencia a la tracción debido a la ausencia de juntas de soldadura. Los tubos soldados son más versátiles: su naturaleza modular permite combinarlos con tubos de distintas dimensiones y componentes. Aunque el acero al carbono es susceptible a la corrosión, el proceso de galvanización de los tubos de acero puede prolongar su vida útil.
Calidades de tubos de acero dulce
¿Se ha preguntado cómo se clasifican los cientos de tubos de acero que existen? Cada país tiene su propia forma de clasificar las aleaciones metálicas en función de sus propiedades y aplicaciones. Las calidades más comunes son las americanas, indias, británicas, europeas, japonesas y australianas. La norma americana ASTM es el sistema de clasificación más ampliamente reconocido. Algunas calidades de tubos de acero dulce según la norma ASTM son:
- ASTM A53: Esta aleación de acero dulce no es muy rígida pero posee una excelente maquinabilidad. Suele utilizarse en aplicaciones estructurales y tuberías domésticas.
- ASTM A135: El acero dulce A135 tiene una notable tolerancia a la temperatura, lo que lo hace útil para la protección contra incendios. Además, se utiliza para transportar gas, vapor y otros líquidos.
- ASTM A795: A menudo se encuentran en forma de tubos recubiertos de zinc negro. Suelen utilizarse en aplicaciones industriales, mecánicas y de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) debido a su alta presión nominal.
- ASTM A523: Se utiliza para tuberías de alta presión y contención de cables eléctricos. Puede someterse a tratamiento térmico y admite pintura anticorrosiva.
Otras normas comunes para tuberías son:
- La BS 1387 es una categoría de tubería británica que suele utilizarse en edificios y estructuras. Otra categoría británica es la BS 3601, una tubería de acero al carbono polivalente.
- En Europa prevalece la norma EN. La norma EN 10255 es un tipo de tubo polivalente apto para soldadura y roscado.
- Japón utiliza la norma de tuberías JIS. La norma JIS G 3444 cubre los tubos de acero dulce sin soldadura y soldados utilizados en aplicaciones de ingeniería civil.
Tamaños y normas de los tubos de acero dulce
Aparte de las calidades y propiedades del metal, las especificaciones de los tubos también son un aspecto muy crucial. A menudo, el éxito de un proyecto depende de saber qué norma seguir. Si adquiere tubos incompatibles, se encontrará rápidamente con varios obstáculos. Por este motivo, es esencial conocer las especificaciones NPS de las tuberías. NPS es una forma mundialmente reconocida de clasificar los tubos en función de sus dimensiones. Cuando hablamos de números, a menudo nos encontramos con términos como OD, ID y schedule. Expliquemos el significado de estos términos.
- OD (Diámetro exterior): El diámetro exterior de una tubería es la distancia diametral de un extremo a otro de la superficie. Es un dato vital, sobre todo para proyectos a pequeña escala, porque determina el espacio que ocupa la tubería.
- ID (diámetro interior): Al igual que el diámetro exterior mide un tubo de extremo a extremo desde el exterior, el diámetro interior lo hace desde el interior. Es la distancia diametral entre un extremo y otro de la superficie interior. Este dato, aparentemente pequeño, puede determinar cosas tan importantes como el volumen de transporte y la presión nominal.
- Horario de tuberías: Describe el grosor de las paredes del tubo. El esquema de tuberías con diámetro exterior e interior ofrece una imagen completa de las dimensiones de la tubería.
Por lo general, el diámetro interior de los tubos de acero dulce puede oscilar entre 1/8 y 6 pulgadas. El diámetro exterior de los tubos puede ser tan pequeño como 0,406 pulgadas y tan grande como 6,5 pulgadas. Es fundamental consultar una tabla de especificaciones de tuberías para determinar el tamaño de tubería adecuado para su aplicación.
Características de los tubos de acero dulce
Lo mejor de los tubos de acero dulce es su versatilidad. Aunque el acero con bajo contenido en carbono suele ser menos duradero que el acero con contenido medio o alto en carbono, los tubos de acero dulce pueden tratarse térmicamente para aumentar la dureza de su superficie. Son muy resistentes a la intemperie y duraderos, y ofrecen una larga vida útil con un mantenimiento adecuado. La soldabilidad de los tubos de acero dulce los diferencia de los de alto contenido en carbono. Mientras que estos últimos son difíciles de trabajar, los tubos de acero dulce funcionan de forma diversa con enorme éxito.
Cuando se fabrican sin soldadura, ofrecen una resistencia adicional a la tracción. La resistencia a la temperatura de los tubos de acero dulce les permite además en entornos difíciles como tuberías al aire libre, plantas químicas y calderas. El bajo coste de adquisición también desempeña un papel clave en su adaptabilidad. Los tubos de acero dulce cuestan cuatro veces menos que los de acero inoxidable y pueden superarlos en algunos escenarios.
Aplicaciones de los tubos de acero dulce
La versatilidad de los tubos de acero dulce hace que muchas industrias se beneficien de ellos. Son un componente fundamental tanto para los pequeños como para los grandes fabricantes. Algunas de las principales empresas que utilizan tubos de acero dulce son:
- Construcción: Los tubos de acero dulce son fuertes y robustos, perfectos para piezas estructurales en proyectos de construcción. Suelen utilizarse como armazones de edificios, andamios, barras de soporte, etc. Los tubos de acero dulce se utilizan en la construcción de puentes, barcos, mástiles y otras grandes estructuras.
- Fontanería: Los tubos de acero dulce se utilizan a menudo en fontanería interior y exterior. Su variedad de tamaños los hace adecuados para una amplia gama de aplicaciones. Son fundamentales en los sistemas de alcantarillado, drenaje y suministro de agua.
- Petróleo y gas: La industria del petróleo y el gas depende en gran medida de los tubos de acero dulce. Tiene dos tipos distintos de redes de tuberías. Por un lado, están los oleoductos de alta resistencia que discurren por encima o bajo tierra, cubriendo enormes distancias. Por otro, hay redes de tuberías más pequeñas para transportar gas en interiores. Los tubos de acero dulce pueden servir como herramientas eficaces en ambas aplicaciones.
- CALEFACCIÓN, VENTILACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO: Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado requieren redes de tuberías eficaces y complejas para transportar gas, agua y vapor. Las calidades de acero dulce como el A135 son adecuadas para transportar gases a alta presión en sistemas de calefacción y ventilación. Son eficaces para transportar el agua caliente y fría que fluye por estas redes de tuberías.
- Agricultura: Las granjas, los establos y las naves avícolas dependen de las tuberías para el riego, el suministro de agua y el drenaje. Las tuberías de acero dulce cumplen estos requisitos proporcionando una solución robusta y rentable para granjas pequeñas y grandes.
- Industria automovilística y aeroespacial: Los tubos de acero dulce son cruciales en las complejas redes de tuberías necesarias en automóviles y aviones. Su alta presión y tolerancia les permiten cumplir los requisitos exclusivos de estas industrias. Se utilizan en los tubos de escape de los motores, los sistemas de suministro de gases y las cámaras de ignición.
¿Cuál es la diferencia entre los tubos de acero con alto contenido en carbono y los de acero dulce?
El acero con alto contenido en carbono es una aleación de hierro y carbono que contiene un mayor porcentaje de carbono, entre 0,5 y 3%. Esta diferencia aparentemente pequeña hace que sus propiedades físicas sean muy diferentes a las del acero bajo en carbono. El acero con alto contenido en carbono ofrece mayor resistencia a la tracción y durabilidad que el acero dulce. Por esta razón, se utiliza principalmente en la construcción, la industria manufacturera y las industrias del petróleo y el gas.
El acero con alto contenido en carbono es más resistente al calor que el acero dulce, ya que soporta temperaturas de hasta 1.000 grados centígrados. Sin embargo, el acero con alto contenido en carbono tiene algunos inconvenientes en comparación con el acero dulce, por lo que no puede sustituir a este último. Es más difícil de moldear y no se puede soldar.
Debido a su extrema dureza, también es más quebradizo que el acero dulce. Su adquisición es más costosa que la del acero dulce y puede oxidarse. Esto limita las opciones de fabricación con acero de alto contenido en carbono.
En definitiva, tanto el acero con alto contenido en carbono como el acero con bajo contenido en carbono son excelentes materiales de fabricación, con sus propias ventajas e inconvenientes. La elección del material dependerá de su aplicación específica.
Conclusión
La versatilidad y el valor de los tubos de acero dulce los convierten en un pilar de las aplicaciones industriales. Las numerosas calidades de tubos de acero dulce proporcionan a los fabricantes y proveedores de servicios herramientas eficaces para alcanzar sus objetivos. Los tubos de acero dulce son resistentes, duraderos, dúctiles y baratos, por lo que ofrecen un valor increíble a pequeñas y grandes empresas.
Sin embargo, debido a la disponibilidad de muchos tipos distintos de tubos en el mercado, es necesario conocer sus especificaciones antes de comprarlos. Para que cualquier empresa sea rentable, es necesario conocer bien las normas, calidades y materiales de las tuberías. Un diseño eficiente de las redes de tuberías puede reducir los gastos ocasionados por los residuos y los materiales incorrectos.
Con la información correcta, puede crear la red de tuberías perfecta para su aplicación, lo que es posible gracias a la potencia de los tubos de acero dulce.