La tubería especial de acero inoxidable sin soldaduras se utiliza en numerosas aplicaciones, incluido el transporte de gases, vapores y líquidos en ambientes hostiles. Algunos fabricantes que se especializan en este rubro producen tuberías de acero inoxidable sin soldaduras, que van desde una pulgada de diámetro hasta más finas que un cabello humano y en tramos continuos que pueden superar una milla.

Los usos pueden incluir:

Celdas de combustible de hidrógeno

  • Celdas de combustible alimentadas por hidrógeno versus alimentación por batería en manejo de materiales

Aeroespacial y defensa

  • Conductos de combustible de alta presión
  • Sistemas hidráulicos

Intercambiadores de calor

  • Intercambiadores de calor con bobina devanada

Construcción de barcos

  • Conductos de combustible de alta presión
  • Usos en controles hidráulicos

Petróleo y gas

  • Válvulas de seguridad submarinas
  • Líneas de control
  • Transferencia de GNC y GNL
  • Inyección química

Cromatografía

  • Las tuberías enrolladas de diámetro pequeño y gran longitud se usan para sondar muchos sistemas de alta precisión a fin de aumentar la eficiencia de muestreo

Industria de procesos químicos

  • Líneas de acompañamiento de vapor y calor
  • Medición y sensor de flujo
  • Transferencia de líquido y gas

Construcción estructural y semiestructural

  • Tubería estructural y ornamental
  • Pasamanos

Proceso de fabricación

Los métodos típicos para la fabricación de tuberías de acero inoxidable sin soldaduras son la extrusión, el taladrado profundo o el punzonado. Sin embargo, el proceso de extrusión ofrece el OD (diámetro exterior) más uniforme y fundamentalmente, el ID (diámetro interior) más concéntrico. Además, la extrusión es el proceso más apto para tuberías enrolladas de acero inoxidable sin soldaduras de gran longitud. La materia prima comienza en forma de tubería caliente extruida sin soldaduras. Luego, el material se reduce por frío. En este punto, la materia prima se procesa a través de reductores de tubos conocidos como paso de peregrino para que adquieran una forma recta y larga.

El paso de peregrino en frío puede mantener OD uniformes e ID concéntricos, ya que se trata de un proceso de laminado longitudinal en frío que reduce el diámetro y el espesor de pared del tubo de acero en una sola operación. Para tipos de materiales específicos, este proceso logra reducciones transversales de más del 90 por ciento en un solo ciclo de trabajo.

Se usan lubricantes en el OD y el ID al reducir el tubo, que luego se desengrasa a fin de prepararlo para el recocido. Este proceso generalmente produce tramos de unos 40 a 160 pies de largo después de la reducción. La reducción en frío es el método más efectivo a la hora de producir tramos largos de tubería sin soldaduras que van a procesarse en forma de bobina.

Tubo enrollado

Los tramos rectos de tubo se estiran en frío en forma de bobina, en un equipo diseñado especialmente para ese fin. Puesto que el estiramiento en frío reduce el OD, el ID y el espesor de pared, el tubo aumenta su longitud a medida que se estira el producto.

Principales tipos de estirado

Se usan dos operaciones principales de estirado.

Tapón_flotante_1

1) Tapón flotante

El estirado con tapón flotante es el proceso en el cual la tubería se pasa por una matriz cónica y se introduce un tapón flotante en el ID. El ID y el espesor de pared resultantes se basan en el tamaño de la matriz y el tapón. El estirado con tapón flotante genera un producto más consistente y uniforme, pero solo puede usarse en productos con paredes relativamente delgadas.

 

Estirado_por_reducción_de_OD

2) Estirado por reducción del OD

El estirado por reducción del OD es el proceso en el cual la tubería se pasa por una matriz cónica y tanto el ID como el espesor de pared se determinan de acuerdo con los parámetros del estirado y la tubería. El estirado por reducción del OD se usa cuando se requiere un gran espesor de pared relativo para usos de alta presión. El ID suele ser un poco más irregular en comparación con el estirado con tapón flotante.

Tal como se mencionó anteriormente, las bobinas de tubo tienen lubricantes en el OD y el ID para ayudar en los procesos de estirado. Para la mayoría de los usos de aplicación final (transporte de líquidos, medicina, etc.), se quita (desengrasa) el lubricante del tubo. Esto se logra en un paso, en un recipiente desengrasante grande con disolvente.

Recocido en vacío

Los tramos rectos largos y las bobinas se recocen después de la reducción en frío a fin de eliminar las tensiones internas y recuperar la estructura cristalina del material para seguir con el trabajo en frío. El enfriamiento rápido del proceso de recocido convierte nuevamente el material trabajado en frío, frágil y duro en un material blando y dúctil.

Estos pasos se repiten hasta lograr las dimensiones (OD, ID y espesor de pared) deseadas.

Conclusión

Las tuberías de este tipo deberían fabricarse conforme a los estándares vigentes de ASTM y someterse a pruebas integrales para detectar defectos antes de prepararse para su envío al cliente.

Prueba hidrostática (Hydrotest)

Una vez que el tubo está totalmente modelado de acuerdo con la especificación deseada, se prueba hidrostáticamente para garantizar su integridad. La prueba hidrostática determina y verifica que la tubería cumpla con la especificación. Pueden obtenerse distintos tipos de información a través de este proceso de verificación. Mediante el proceso de prueba hidrostática pueden identificarse datos clave de inspección como:

  • Defectos del material
  • Propiedades mecánicas
  • Áreas duras específicas que pueden fallar cuando haya presencia de hidrógeno

Acabado

Las tuberías enrolladas de acero inoxidable pueden enrollarse de manera compacta en carretes para enviarse o estirarse y cortarse en tramos específicos determinados por el cliente. Los productos pueden pulirse y troquelarse con la información pertinente para ofrecer identificación por lote y de fabricación.

Fuentes: