Qué cubre la norma ASTM A252
ASTM A252 es el estándar americano para pilotes de tubos de acero soldados y sin costura. Los pilotes de tuberías se hincan o perforan en el suelo para soportar cargas verticales y resistir fuerzas laterales, y se utilizan en cimientos de edificios, pilares de puentes, muelles y embarcaderos, estructuras de contención y obras marítimas. La tubería se puede hincar con el extremo abierto-o cerrado-, llenarse con concreto después de hincarla o usarse como revestimiento para pilotes perforados. La norma cubre tres grados, Grado 1, Grado 2 y Grado 3, que se distinguen por una mayor resistencia y establece los requisitos químicos, de tracción y dimensionales para la producción sin costuras y soldada.
Requisitos químicos
ASTM A252 especifica requisitos químicos principalmente como límites máximos de fósforo y azufre, que son las impurezas más importantes para la soldabilidad y ductilidad en pilotes hincados:
| Elemento | Grado 1, 2, 3 (máx., %) |
|---|---|
| Fósforo | 0.050 |
| Azufre | 0.050 |
La norma no fija límites de carbono, manganeso o silicio para el material base; el productor selecciona la composición para cumplir con los requisitos mecánicos. En la práctica, el acero tiene un grado de carbono bajo-a-medio y la composición debe confirmarse en el certificado de prueba de fábrica para proyectos con requisitos de soldadura.
Propiedades mecánicas
Los tres grados de A252 se diferencian en sus límites mínimos de tracción y límite elástico:
| Calificación | Resistencia mínima a la tracción | Límite elástico mínimo |
|---|---|---|
| Grado 1 | 50.000 psi (345 MPa) | 30.000 psi (205 MPa) |
| Grado 2 | 60.000 psi (415 MPa) | 35.000 psi (240 MPa) |
| Grado 3 | 66.000 psi (455 MPa) | 45.000 psi (310 MPa) |
El requisito de alargamiento es de 30% mínimo en 2 pulgadas (50 mm) para Grado 1, 25% para Grado 2 y 20% para Grado 3, aplicado al cupón de prueba estándar con el ajuste de espesor apropiado. El grado se elige a partir de la carga de diseño: Grado 1 para estructuras livianas y cargas moderadas, Grado 2 como grado de pilotes de uso general- y Grado 3 para pilotes pesados o largos donde una mayor resistencia reduce el espesor de la pared y el esfuerzo de hincado.
Rutas de fabricación
Los pilotes de tubería según A252 se pueden fabricar sin costura o soldados. Los pilotes sin costura se fabrican mediante perforación y laminado en caliente, dando una estructura uniforme sin costura longitudinal. Los pilotes soldados se fabrican mediante soldadura por resistencia eléctrica (ERW) o mediante soldadura por arco sumergido (SAW) para grandes diámetros. La soldadura de los pilotes ERW se realiza sin metal de aportación y normalmente se examina en toda su longitud; Los pilotes SAW tienen una costura de soldadura visible que puede ser inspeccionada mediante radiografía o ultrasonidos cuando el proyecto lo requiera. La ruta de fabricación no cambia las propiedades del grado, pero la calidad de la soldadura y la dureza de conducción de la tubería deben ser adecuadas para el método de instalación.
Tamaños y longitudes
Los pilotes de tubería A252 están disponibles en una amplia gama de tamaños. Los pilotes sin costura comúnmente tienen un diámetro de 1/4 de pulgada a 36 pulgadas, y los pilotes soldados de aproximadamente 8 pulgadas a 60 pulgadas o más, con espesores de pared de aproximadamente 3 mm a 50 mm dependiendo de la ruta. Se suministran longitudes según los requisitos del proyecto, generalmente de 6 a 12 metros como piezas individuales, con soldaduras de campo de penetración total o empalmes mecánicos utilizados para alcanzar la profundidad de diseño. El espesor y el diámetro de la pared los selecciona el ingeniero estructural a partir de la carga de diseño, las condiciones del suelo y la capacidad del pilote.
Consideraciones de diseño e instalación
El diseño del pilote debe considerar la capacidad axial, la flexión por cargas laterales, la capacidad de conducción del espesor de pared seleccionado y el margen de corrosión para el entorno de servicio. Los pilotes-abiertos se hincan con una zapata para proteger la punta; Los pilotes-con extremos cerrados están equipados con un punto de hincado. En suelos corrosivos o zonas de salpicaduras marinas, el pilote está protegido por un revestimiento, un revestimiento de concreto o un mayor espesor de pared, porque la sección de acero en sí misma es un elemento de sacrificio en tales ambientes. La soldadura de empalmes en campo debe seguir un procedimiento calificado y la soldadura debe inspeccionarse según los requisitos del proyecto.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la diferencia entre A252 Grado 1, 2 y 3?
Los grados difieren en resistencia: los límites elásticos mínimos son 30 ksi (205 MPa), 35 ksi (240 MPa) y 45 ksi (310 MPa), y las resistencias mínimas a la tracción son 50, 60 y 66 ksi respectivamente. Los grados más altos soportan más carga por tonelada de acero.
P: ¿Se pueden soldar pilotes de tuberías A252?
Sí. Los pilotes se unen mediante soldaduras de campo de penetración total-o mediante empalmes mecánicos. La soldadura debe seguir un procedimiento calificado y se debe confirmar la soldabilidad de la composición del acero.
P: ¿A252 es lo mismo que API 5L?
El No. A252 es específicamente para pilotes de tuberías en la construcción de cimientos. API 5L es una tubería para transmisión de petróleo y gas. Se puede producir un tamaño de tubería similar según cualquiera de los estándares, pero los requisitos químicos, de prueba y de certificación difieren.
P: ¿Cómo se hincan los pilotes de tuberías?
Mediante martillos de impacto, martillos vibratorios o prensas hidráulicas, según el suelo y el tamaño del pilote. Los pilotes-abiertos se hincan con una zapata; Los pilotes-con extremos cerrados utilizan un punto de hincado.
P: ¿Qué protección contra la corrosión se utiliza para los pilotes de tuberías?
En ambientes corrosivos, el pilote está protegido por revestimientos, revestimiento de concreto, protección catódica o una pared más gruesa como margen de corrosión. El requisito lo establece la química del suelo y del agua del sitio.
P: ¿Qué pruebas se requieren en los pilotes de tuberías A252?
Las pruebas estándar son pruebas de tracción, análisis químicos, pruebas de aplanamiento o flexión, según corresponda, y pruebas hidrostáticas cuando sea necesario. El certificado de fábrica documenta los resultados del lote.
