¿Qué es la tubería ASTM A333?
ASTM A333 es la especificación estándar para tuberías de acero soldadas y sin costura destinadas a servicios de baja-temperatura. Cubre una familia de grados, cada uno de ellos diseñado para mantener la tenacidad a una temperatura baja definida, y es la especificación más solicitada para tuberías de acero al carbono en plantas criogénicas, climas fríos y servicios de refrigeración. La diferencia clave entre A333 y una norma de propósito general-como A53 es que A333 requiere pruebas de impacto para demostrar que el acero no se vuelve quebradizo a la temperatura de diseño.
Principales grados y temperaturas de servicio
| Calificación | Sistema de aleación | Temperatura de servicio mínima típica |
|---|---|---|
| Grado 1 | Acero carbono | Alrededor de menos 45 grados centígrados |
| Grado 3 | 3,5 por ciento de acero al níquel | Alrededor de -101 grados centígrados |
| Grado 4 | Acero al níquel-cromo | Alrededor de menos 59 grados centígrados |
| Grado 6 | Acero al carbono-manganeso | Alrededor de menos 45 grados centígrados |
| Grado 7 | Acero al níquel | Alrededor de -101 grados centígrados |
| Grado 8 | 9 por ciento de acero al níquel | Alrededor de -196 grados centígrados |
| Grado 9 | Acero al níquel | Alrededor de -73 grados centígrados |
| Grado 10 | Acero al carbono-manganeso | Alrededor de menos 60 grados centígrados |
Grado 6 en detalle
El grado 6 es el grado A333 más utilizado. Es un acero al carbono-manganeso con una resistencia a la tracción mínima especificada de 60 ksi, equivalente a 415 MPa, y está calificado mediante la prueba de impacto Charpy a -45 grados Celsius. El contenido de carbono se limita a aproximadamente 0,30 por ciento y el acero se mata por completo para garantizar una estructura homogénea y de grano fino-. El grado 6 es la opción estándar para tuberías de acero al carbono de baja-temperatura en plantas de GNL, almacenamiento en frío y tuberías del norte.
Por qué se requiere acero matado
La tubería A333 se fabrica con acero calmado, lo que significa que el acero se desoxida por completo antes de fundirlo. La desoxidación previene la evolución de gas durante la solidificación y produce una estructura densa y uniforme sin espiráculos. Para el servicio de baja-temperatura, esta homogeneidad es crítica porque las discontinuidades internas actuarían como generadores de tensión donde podría iniciarse una fractura frágil. El acero templado, combinado con normalización u otro tratamiento térmico, le da a la tubería la dureza que exige el servicio.
Pruebas de impacto y dureza
La característica que define al A333 es la prueba de impacto con muesca Charpy V-. Las muestras de prueba se toman de la tubería y se rompen a la temperatura especificada, y la energía absorbida debe cumplir con los valores mínimos de la norma. Esta prueba verifica que el acero esté en condición dúctil a la temperatura de diseño y proporciona los datos requeridos por el código de diseño para servicio a baja-temperatura.
Tubería A333 sin costura o soldada
A333 cubre tanto tuberías sin costura como soldadas. Los tubos sin costura se utilizan para las presiones más altas y los servicios más críticos, mientras que los tubos soldados, producidos mediante ERW o soldadura por arco sumergido, son económicos para diámetros más grandes. Ambos formularios deben cumplir los mismos requisitos de prueba de impacto y la zona de soldadura está incluida en la calificación para tuberías soldadas.
Aplicaciones típicas
La tubería A333 se utiliza en terminales de GNL y plantas de licuefacción, plantas de etileno y propileno, sistemas de oxígeno y nitrógeno líquido y almacenamiento y transporte refrigerados. También aparece en tuberías para climas fríos-y en cualquier sistema de tuberías de acero al carbono donde la temperatura mínima del metal de diseño cae por debajo del límite de las tuberías de uso general-. Los grados 3 y 8 amplían el rango al servicio criogénico profundo donde se requiere aleación de níquel.
Preguntas frecuentes
¿Es acero al carbono A333 Grado 6?
Sí. El grado 6 es un acero al carbono-manganeso diseñado para servicio a baja-temperatura, con buena tenacidad hasta aproximadamente -45 grados Celsius cuando se prueba según el estándar.
¿Cuál es la diferencia entre la tubería A53 y A333?
A53 es para servicio de uso general-a temperatura ambiente y no requiere pruebas de impacto. El A333 es para servicio a baja-temperatura y requiere pruebas de impacto Charpy, acero templado y tratamiento térmico definido para garantizar la dureza.
¿Qué temperatura puede soportar el A333 Grado 8?
El grado 8, el acero con 9 por ciento de níquel, está calificado para servicio hasta aproximadamente -196 grados Celsius, la temperatura del nitrógeno líquido, lo que lo hace adecuado para servicio criogénico profundo.
¿Está normalizada la tubería A333?
Sí. La tubería A333 normalmente se trata térmicamente mediante normalización u otros tratamientos aprobados, como enfriamiento y revenido, para desarrollar la estructura de grano fino-que proporciona tenacidad a baja-temperatura.
¿Se puede soldar la tubería A333?
Sí, con procedimientos cualificados y consumibles de soldadura a baja-temperatura adecuados. El código de diseño puede exigir un tratamiento térmico posterior a la soldadura, según el espesor de la pared y la temperatura de servicio.
¿Qué tallas hay disponibles?
Los tubos sin costura A333 están disponibles desde aproximadamente 6 mm hasta 900 mm de diámetro exterior, y tubos soldados desde aproximadamente 20 mm hasta 3600 mm, con espesores de pared desde aproximadamente 1 mm hasta 65 mm.
