Los tubos de acero se sueldan de forma rutinaria. La soldadura es el método principal para unir tuberías de extremo a extremo para crear tramos más largos y para unir accesorios, bridas y ramas en tuberías, marcos estructurales y plantas industriales. Es igualmente cierto que no todas las uniones de tuberías están soldadas: los accesorios roscados, bridados, ranurados, de compresión y de presión proporcionan uniones mecánicas, y la elección entre ellos depende de la presión, la temperatura, la accesibilidad, el material y el costo de mantenimiento futuro.
¿Por qué se sueldan los tubos de acero?
Una junta soldada es continua, lo que significa que la junta es tan fuerte como el cuerpo de la tubería cuando se utiliza el procedimiento, el metal de aportación y el aporte de calor correctos. La soldadura también proporciona una conexión-a prueba de fugas que no depende de juntas ni elastómeros, lo cual es importante en servicios de alta-presión, alta-temperatura y vacío, así como en líneas que transportan medios peligrosos. Para tuberías largas y marcos estructurales, la opción soldada suele ser la más barata por junta y la más duradera en servicio.
Procesos de soldadura utilizados para tuberías
Soldadura por arco metálico blindado:el proceso manual más utilizado para uniones y reparaciones en campo, adecuado para tuberías de carbono y de baja-aleación en la mayoría de los diámetros.
Soldadura por arco metálico con gas:Se utiliza para pasadas de raíz y relleno donde la tasa de deposición y la limpieza son importantes, común en la fabricación en taller y en sistemas de soldadura automática.
Soldadura por arco de tungsteno con gas:preferido para el pase de raíz en tuberías de acero inoxidable y de pared delgada-donde se requiere un cordón limpio y completamente penetrado.
Soldadura con núcleo fundente y por arco sumergido:procesos de alta-deposición para tuberías-de paredes gruesas, recipientes a presión y uniones longitudinales o en espiral de tuberías hechas de bobinas o placas.
Soldadura orbital y automatizada:Se utiliza para tubos y tuberías de pequeño-diámetro donde la repetibilidad y la consistencia del perfil de raíz son fundamentales.
Materiales y soldabilidad
El comportamiento de soldadura sigue al acero más que al producto. Los grados estructurales simples con bajo contenido de carbono-, como Q215, Q235 y Q355, tienen un equivalente con bajo contenido de carbono y se sueldan fácilmente con consumibles estándar y sin precalentamiento en espesores normales. Los grados-de aleación baja-resistentes al calor y los tubos de línea de microaleación-de mayor-resistencia requieren precalentamiento controlado, relleno combinado o compatible, límites en la entrada de calor y, en secciones más gruesas, tratamiento térmico posterior-a la soldadura. El acero inoxidable austenítico necesita un bajo aporte de calor y, en algunos grados, una química estabilizada o con bajo contenido de carbono para resistir la sensibilización en la soldadura. Los productos recubiertos introducen un problema aparte: el zinc, la pintura, el aceite y las cascarillas de laminación deben eliminarse de la zona de la unión antes de soldar, porque provocan porosidad, falta de fusión e inclusiones.
Unir tubos de acero sin soldar
Los métodos mecánicos siguen siendo importantes para el mantenimiento, los trabajos temporales y los servicios en los que no es deseable cortar una línea.
Conexiones roscadas:Los extremos de las tuberías se roscan en acoplamientos, codos, tees y uniones, lo cual es una práctica estándar para servicios de agua, aire y gas de pequeño-diámetro y baja-presión.
Conexiones bridadas:Las bridas pueden soldarse a los extremos de las tuberías, pero la unión entre los dos tramos de tuberías se realiza mediante pernos, lo que permite un fácil desmontaje para su mantenimiento.
Acoplamientos ranurados:Se enrolla o corta una ranura cerca de cada extremo de la tubería, se coloca una junta sobre la junta y se aprieta una carcasa segmentada alrededor de ella. El método es rápido, permite una ligera deflexión angular y se usa ampliamente en protección contra incendios y tuberías de servicios públicos.
Accesorios de compresión:Una tuerca comprime un casquillo sobre el tubo para formar un sello contra el cuerpo del conector, común para instrumentos y tubos de pequeño-diámetro.
Acoplamientos de manguito mecánicos:Son similares a las juntas ranuradas y se utilizan a menudo para reparaciones, para unir tuberías con dimensiones tolerantes o para conexiones temporales.
Inspección y errores comunes
Las uniones soldadas se verifican mediante examen visual, controles dimensionales, pruebas radiográficas o ultrasónicas, pruebas de partículas magnéticas o tintes penetrantes de la superficie y pruebas de presión o fugas del sistema completo. Los errores recurrentes son soldar sobre óxido, pintura o aceite sin limpiar, utilizar un procedimiento no calificado o metal de aporte incorrecto en una junta de aleación y aplicar un precalentamiento insuficiente en secciones frías o gruesas. Los tres producen defectos que son visibles en una inspección realizada correctamente, razón por la cual la calificación del procedimiento y la calificación del soldador según un código reconocido son requisitos previos y no extras opcionales.
Preguntas frecuentes
P: ¿Los tubos de acero están soldados o sin costura?
Ambos existen. Los tubos sin costura se forman a partir de un tocho sólido y no tienen soldadura longitudinal, mientras que los tubos soldados se forman a partir de tiras o placas y se unen mediante resistencia, arco sumergido-u otros procesos de soldadura. La mayoría de las tuberías de diámetro pequeño y mediano-en el suministro comercial están soldadas.
P: ¿Se pueden soldar tuberías de acero oxidadas?
Técnicamente sí, pero no debería ser así. El óxido, las cascarillas de laminación, la pintura y el aceite interfieren con el arco y causan porosidad, falta de fusión e inclusiones, por lo que se debe limpiar el área de la junta y un margen alrededor de ella para que el metal esté sano antes de soldar.
P: ¿Cómo se pueden unir tubos de acero sin soldar?
Los accesorios roscados, las bridas atornilladas, los acoplamientos ranurados, los accesorios de compresión y los acoplamientos de manguito mecánicos proporcionan juntas útiles, y los sistemas bridados o ranurados se pueden desmontar para su mantenimiento.
P: ¿Se pueden soldar diferentes grados de acero?
Sí. Las uniones diferentes entre acero al carbono y acero inoxidable o de baja-aleación son comunes, pero el metal de aportación, el precalentamiento y el aporte de calor deben seleccionarse para la combinación y el procedimiento debe calificarse.
P: ¿Qué preparación se necesita antes de soldar tuberías?
Las caras de la junta y el margen circundante deben estar libres de óxido, incrustaciones, aceite y revestimiento, el bisel debe cortarse según el dibujo y la alineación y el espacio de la raíz deben establecerse de manera que se pueda lograr una penetración total.
P: ¿Por qué se utiliza precalentamiento en algunas uniones de tuberías?
El precalentamiento reduce la velocidad de enfriamiento, lo que reduce la dureza en la zona afectada por el calor-y reduce el riesgo de agrietamiento por hidrógeno en secciones más gruesas y en aceros con mayor equivalente de carbono.
