Los tubos de acero con bajo contenido de carbono, también llamados tubos de acero dulce, son el producto tubular más utilizado en la industria. Está hecho de acero con un contenido de carbono lo suficientemente bajo como para mantener el material dúctil y fácilmente soldable, lo que lo convierte en la opción predeterminada para el suministro de agua, distribución de gas a baja-presión, marcos estructurales, cercas, pilotes y trabajos mecánicos en general. Especificarlo correctamente significa saber dónde se encuentra el límite de carbono y qué especificación del producto rige el impuesto previsto.
¿Qué define una tubería de acero con bajo contenido de carbono?
El contenido de carbono es la línea divisoria entre las tres familias de acero al carbono. El acero con bajo contenido de carbono contiene hasta aproximadamente un 0,25 % de carbono en peso, el acero con contenido medio de carbono se encuentra aproximadamente entre el 0,25 % y el 0,60 %, y el acero con alto contenido de carbono, por encima de esa cifra. Las consecuencias de ingeniería de un bajo contenido de carbono son un material blando, dúctil y resistente con buena maquinabilidad, excelente soldabilidad sin precalentamiento en espesores normales y sólo una resistencia moderada que no puede elevarse a ningún grado útil mediante tratamiento térmico.
Excelente conformabilidad, por lo que la tubería se puede doblar, expandir y estampar.
Soldable con consumibles comunes y sin precauciones especiales en espesores de pared finos y medios.
Buena tenacidad, sin riesgo de comportamiento frágil observado en grados con alto contenido de carbono.
Menor resistencia y dureza que el acero con medio o alto contenido de carbono, por lo que los límites de presión y temperatura son modestos.
Grados, contenido de carbono y propiedades mínimas
| Calificación | Especificación | Carbono máximo | Rendimiento mínimo, MPa | Mínima tracción, MPa | Deber típico |
|---|---|---|---|---|---|
| A106 Grado A | ASTM A106 | 0.25 | 205 | 330 | Tubería sin costura para servicio de alta-temperatura |
| A106 Grado B | ASTM A106 | 0.30 | 240 | 415 | Tubería sin costura para servicio de presión y temperatura. |
| A106 Grado C | ASTM A106 | 0.35 | 275 | 485 | Tubería de presión sin costura de mayor-resistencia |
| A53 Grado B | ASTM A53 | 0.30 | 240 | 415 | Tubería sin costura y soldada para servicio general. |
| A179 y A192 | ASTM A179, ASTM A192 | Acero muerto con bajo contenido de carbono | Por especificación | Por especificación | Intercambiadores de calor y tubos de calderas. |
| Grado B | API 5L | 0.28 | 245 | 415 | Tubería para recolección de petróleo y gas. |
| X42 | API 5L | Por grado | 290 | 415 | Tubería de baja-resistencia para transmisión |
| P235GH | EN 10216-1 | Por grado | 235 | 360 | Servicio de presión europea a temperatura elevada. |
| Q235B | GB/T 3091, GB/T 8163 | 0.20 | 235 | 370 | Transporte de agua, gas y fluidos en general. |
| PEC | JISG3452 | Bajo en carbono | Por especificación | Por especificación | Tuberías ordinarias para servicio de baja-presión |
El contenido de carbono y los requisitos mecánicos siempre deben tomarse de la edición de la norma mencionada en la orden de compra, ya que los límites difieren según las formas y grados del producto.
Comportamiento mecánico y soldabilidad.
A106 Grado B y A53 Grado B comparten los mismos niveles mínimos de límite elástico de 240 MPa y resistencia a la tracción de 415 MPa, por lo que con frecuencia se los trata como intercambiables para trabajos de baja-presión, aunque sus rutas de fabricación y requisitos de inspección difieren. La soldabilidad se controla a través del carbono equivalente, calculado como carbono más manganeso dividido por seis más los elementos de aleación restantes divididos por cinco y quince respectivamente. Normalmente se especifica un equivalente de carbono de aproximadamente 0,43 % o menos para estos grados, lo que permite soldar sin precalentamiento en los rangos de espesor comúnmente utilizados.
Práctica de soldadura y fabricación
Utilice un metal de aportación de acero al carbono compatible, como una clasificación ER70S-6 para soldadura por arco metálico con gas, de acuerdo con la especificación de metal de aportación AWS A5 aplicable.
Normalmente no se requiere precalentamiento por debajo de aproximadamente 0,25 % de carbono, pero es recomendable para paredes de gran espesor, juntas de alta restricción y condiciones ambientales frías.
Controle la entrada de calor en tuberías de pared delgada para evitar quemaduras y distorsiones excesivas.
Galvanice-en caliente después de soldar en lugar de antes, porque el revestimiento dañado por la soldadura no se puede restaurar a la calidad original.
Respetar los radios mínimos de curvatura para evitar ovalidades y arrugas durante el curvado en frío.
Aplicaciones típicas y límites de selección
Las tuberías de acero con bajo contenido de carbono son el material estándar para tuberías de agua potable y de proceso, distribución de gas a baja-presión, aire comprimido, marcos estructurales, pasamanos y barandillas, cercas, pilotes, drenajes y fabricación de ingeniería en general. No es la opción correcta para trabajos de alta-temperatura o alta-presión, donde se requiere una especificación de presión perfecta como ASTM A106, ni para servicio criogénico, donde se debe usar un grado de baja-temperatura probado para determinar su resistencia al impacto.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué contenido de carbono hace que una tubería de acero tenga bajas emisiones de carbono?
Una tubería se clasifica como baja en carbono cuando el acero contiene aproximadamente 0,25 % de carbono o menos en peso; las especificaciones comunes para las tuberías establecen su propio límite máximo, normalmente entre el 0,20 % y el 0,30 %.
P: ¿El acero inoxidable 304 es un acero con bajo contenido de carbono?
No. El tipo 304 es un acero inoxidable austenítico, no un acero al carbono, aunque la variante 304L con bajo contenido de carbono limita el carbono al 0,030 % o 0,035 % según la especificación del producto.
P: ¿Es el C45 un acero con bajo contenido de carbono?
El No. C45 es un acero con contenido medio de carbono con aproximadamente un 0,45 % de carbono, lo que le confiere mayor resistencia y dureza que el acero con bajo contenido de carbono, pero reduce la ductilidad y hace que la soldadura sea más exigente.
P: ¿EN8 es un acero con bajo contenido de carbono?
El nº EN8 corresponde al grado de carbono medio 080M40 con aproximadamente un 0,40 % de carbono y se utiliza para componentes sometidos a tensión como ejes, ejes y chavetas.
P: ¿Es la tubería de acero con bajo contenido de carbono lo mismo que la tubería de aluminio?
No. Las tuberías de aluminio son un producto no-ferroso con aproximadamente un tercio de la densidad del acero y diferente resistencia y comportamiento térmico, y se especifican en normas independientes, como la ASTM B241.
P: ¿Es necesario precalentar la tubería de acero con bajo contenido de carbono antes de soldarla?
En espesores de pared normales y a temperatura ambiente moderada no es así; Las secciones pesadas, las juntas de alta restricción y las condiciones climáticas frías justifican un precalentamiento modesto para evitar grietas y zonas duras.
