Tubería de acero para soldadura por arco sumergido (DSAW) de doble cara ASTM A252 Grado 3
Descripción básica
Tubería de acero ASTM A252 Grado 3 DSAW (doble-soldada por arco sumergido)es el grado de resistencia más alto en la especificación ASTM A252 para pilotes de tubos de acero, diseñado para las aplicaciones de cimentación más exigentes [cita:6, cita:9]. Con un límite elástico mínimo de45.000 psi (310 MPa)- aproximadamente50% superior al Grado 1y28% superior al Grado 2– El grado 3 es la opción premium para proyectos de carga pesada-como edificios-de gran altura, puentes grandes, plataformas marinas y zonas sísmicas [cita:4, cita:10].
DSAW es un proceso de fabricación específico en el que el arco de soldadura se sumerge en un fundente granular y tanto las soldaduras internas como las externas se aplican-generalmente en procesos separados-con estas soldaduras consumiendo una porción de cada una para formar unapepita de soldadura única y de alta-calidad. Este proceso es particularmente-adecuado para tuberías-de gran-diámetro y paredes gruesas-, necesarias para aplicaciones de pilotaje de cargas pesadas-.
Explicación del nombre
| Parte | Significado |
|---|---|
| ASTM | ASTM International (Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales) |
| A252 | Especificación estándar para pilotes de tubos de acero soldados y sin costura. |
| Grado 3 | El grado de mayor resistencia, con un límite elástico mínimo de 45 000 psi (310 MPa) [cita:4, cita:9] |
| DSAW | Soldadura por arco sumergido de doble cara: se requieren soldaduras tanto internas como externas; El arco de soldadura se sumerge en fundente durante la soldadura. |
Características clave de la fabricación DSAW para grado 3
| Característica | Descripción |
|---|---|
| Proceso de soldadura | El arco de soldadura arde bajo una capa de fundente, derritiendo el alambre de soldadura y el borde del tubo en bruto; La soldadura de doble-cara garantiza una penetración total. Las soldaduras separadas consumen una parte de la otra, lo que da como resultado una única pepita de soldadura de alta-calidad. |
| Parámetros clave | Corriente: 400–800A; Voltaje: 28–35 V; Velocidad: 20–50 m/h |
| Materiales de relleno | Alambre de soldadura: H08A (especial para acero con bajo contenido de carbono); Flujo: HJ431 (anti-oxidación, arco estable) |
| Proceso Auxiliar | Soldadura con protección de gas (caudal de CO₂ de 10 a 25 L/min) para reparación local; Soldadura por arco manual con precalentamiento de 100 a 150 grados para reparación de diámetro pequeño o en el sitio. |
| Métodos de formación | Dos métodos principales:UOE(U-ing, O-ing y Expandiendo) oJCO/JCOE(formación progresiva de J-C-O) |
| Expansión en frío | La tubería se puede expandir hasta un 1,5 % para lograr el diámetro exterior final; este proceso puede aumentar el límite elástico |
| Materia prima | Placas de acero planas (no bobinas), lo que permite paredes más gruesas y diámetros más grandes. |
| Rango de tamaño típico | 12" a 64" de diámetro exterior(304,8 mm a 1625,6 mm); hasta 84" (2134 mm) disponibles [cita:4, cita:7] |
| Espesor de la pared | 0,109" a 2,5" (2,77 mm a 63,5 mm); rango común de 6 a 40 mm [cita:4, cita:6] |
| Longitud | estándar de 6 ma 32 m; longitudes personalizadas de hasta 70 m disponibles [cita:8, cita:9] |
Composición química
ASTM A252 especifica sólo límites máximos para fósforo y azufre. Los tres grados comparten los mismos límites de composición; la distinción se basa en las propiedades mecánicas [cita:4, cita:8, cita:9]:
| Elemento | % máximo | Notas |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.26% | Proporciona fuerza básica [cita:4, cita:9] |
| Manganeso (Mn) | 1.35-1.60% | Mejora la fuerza [cita:4, cita:9] |
| Silicio (Si) | 0.45% | Desoxidante [cita:8, cita:9] |
| Fósforo (P) | 0.050% | Límite máximo obligatorio [cita:4, cita:8, cita:9] |
| Azufre (S) | 0.030-0.045% | Controlado por soldabilidad [cita:8, cita:9] |
Nota: El acero no deberá contener más del 0,050% de fósforo. Aunque la composición química no es obligatoria, el fabricante debe proporcionar un informe de análisis de fundición para garantizar la soldabilidad.
Propiedades mecánicas
| Calificación | Límite elástico (mín.) | Resistencia a la tracción (mín.) | Alargamiento (mín.) | Fuerza versus Grado 1 |
|---|---|---|---|---|
| Grado 1 | 205 MPa (30.000 psi) [cita:4, cita:9] | 345 MPa (50.000 psi) [cita:4, cita:9] | 30% [cita:4, cita:9] | Base |
| Grado 2 | 240 MPa (35.000 psi) [cita:4, cita:9] | 415 MPa (60.000 psi) [cita:4, cita:9] | 25% [cita:4, cita:9] | +17% de rendimiento |
| Grado 3 | 310 MPa (45.000 psi)[cita:4, cita:9, cita:10] | 455-456 MPa (66.000 psi)[cita:4, cita:9, cita:10] | 20%[cita:4, cita:9] | +51% de rendimiento |
*El grado 3 es la mejor opción para aplicaciones de carga-pesada, ya que ofrece propiedades mecánicas superiores significativamente mejores que los otros dos grados [citation:9, citation:10].*
Tolerancias dimensionales
| Parámetro | Tolerancia |
|---|---|
| Diámetro externo | ±1% del diámetro exterior especificado |
| Espesor de la pared | No más del 12,5% por debajo del valor nominal |
| Peso | +15% / -5% del peso teórico |
| Longitud | +100mm/-0mm típico |
Disponibilidad de tallas:
Rango de diámetro exterior:6" a 56" (168,3 mm a 1422 mm); hasta 84" (2134 mm) disponibles [cita:7, cita:9]
Grosor de la pared:0,134" a 2,5" (3,40 mm a 63,5 mm); rango típico de DSAW de 6 a 40 mm [cita:4, cita:6, cita:9]
DSAW frente a otros métodos de fabricación para A252 Grado 3
| Aspecto | DSAW (SIERRA de doble-cara) | LSAW (SIERRA longitudinal) | REG | SSAW (SIERRA Espiral) |
|---|---|---|---|---|
| Costura de soldadura | Longitudinal simple, soldada por ambos lados. | Costura longitudinal única | Costura longitudinal única (sin relleno) | Costura en espiral continua |
| Rango de diámetro | 12" a 64"+ | 12" a 64" | Hasta 24" | 8" a 120"+ |
| Espesor de la pared | Hasta 2,5" (63,5 mm) | Hasta 2,5" (63,5 mm) | Moderado | Hasta 1,0" (25,4 mm) |
| Materia prima | Placa de acero plana | Placa de acero plana | bobina de acero | bobina de acero |
| Inspección de soldadura | Detección automática continua de fallas 100% ultrasónica [cita:2, cita:4] | 100% ultrasónico | Estándar | Estándar |
| Aplicación típica | Apilamiento de carga-pesada-de gran diámetro | Pilotes de gran-diámetro | Pilotaje de menor diámetro | Pilotaje de gran diámetro |
Requisitos de prueba e inspección
| Tipo de prueba | Requisito | Notas |
|---|---|---|
| Análisis químico | Por lote de calor | Se aplican límites de fósforo y azufre |
| Prueba de tracción | Por lote | Verifica el rendimiento y la resistencia a la tracción. |
| Prueba de aplanamiento | Requerido | Comprueba la ductilidad y la integridad de la soldadura. |
| Prueba hidrostática | Cada tubo | Verificación de integridad de presión |
| Inspección ultrasónica | 100% de la costura de soldadura | Detección automática continua de defectos; garantiza que no haya piezas sin fusionar o agrietadas [cita:2, cita:4] |
| Inspección por rayos X- | Cuando se especifica | Para aplicaciones críticas |
| Inspección visual | 100% | Condición de la superficie, apariencia de la soldadura. |
| Inspección dimensional | 100% | Según las tolerancias ASTM A252 |
Requisitos de control de calidad de soldadura :
Tratamiento de la ranura: elimine el aceite y el óxido dentro de 20 mm en ambos lados de la ranura para revelar el brillo metálico.
Garantía de elongación: controle estrictamente la temperatura de la capa intermedia; el alargamiento debe ser mayor o igual al 20% cuando el espesor de la pared es mayor o igual a 7,9 mm
Aplicaciones
El grado 3 es la mejor opción para las aplicaciones de cimientos más exigentes [cita:6, cita:10]:
| Solicitud | Descripción |
|---|---|
| High-Rise Buildings (>50 historias) | Cimentaciones profundas para rascacielos; Cimentaciones de pilotes tubulares con núcleo que requieren una capacidad de carga máxima [cita:6, cita:10] |
| Grandes puentes | Cimientos de pilotes para pilares principales para puentes que cruzan-ríos y mares; cruzar-los muelles del puente marítimo |
| Plataformas costa afuera | Estructuras marinas que requieren una alta relación de resistencia-a-peso y resistencia a la corrosión. |
| Zonas sísmicas | Estructuras que requieren mayor absorción de energía y ductilidad. |
| Cimentaciones industriales pesadas | Cimentaciones de equipos que requieren máxima capacidad de carga. |
| Condiciones extremas del suelo | Suelos muy blandos o inestables que requieren máxima capacidad de carga. |
| Carga permanente-Estructuras portantes | Como elementos portadores de carga permanente-o como armazones para pilotes de concreto moldeados-en-el lugar [citation:6, citation:10] |
Ventajas clave
| Ventaja | Descripción |
|---|---|
| Mayor resistencia | Rendimiento de 45 000 psi: 51 % más que el Grado 1, 28 % más que el Grado 2 [cita:4, cita:9] |
| Integridad de soldadura superior | La soldadura-de doble cara con inspección 100 % ultrasónica garantiza costuras robustas y confiables [citation:2, citation:4] |
| Capacidad de gran diámetro | DSAW produce tuberías de 12" a 64" de diámetro exterior, ideales para apilamiento de cargas pesadas-de gran-diámetro- |
| Paredes gruesas | Adecuado para aplicaciones de carga-pesada que requieren un espesor de pared sustancial (hasta 2,5") |
| Soldadura de penetración total | La soldadura por arco sumergido de doble-cara garantiza una penetración completa y elimina defectos |
| Alta integridad estructural | Optimizado para capacidad de carga de presión axial y resistencia a la flexión. |
| Capacidad de estructura compuesta | A menudo se rellena con lechada de hormigón para formar una estructura compuesta de hormigón y tubos de acero, lo que mejora significativamente la capacidad de carga y el rendimiento sísmico. |
| Opciones de protección contra la corrosión | FBE, 3LPE, epoxi de alquitrán de hulla, galvanizado, revestimiento bituminoso disponible [cita:1, cita:3] |
Consideraciones importantes
1. Grado 3 frente a grados inferiores
Grado 1: Aplicaciones de carga ligera-, buenas condiciones del suelo, estructuras temporales
Grado 2: Grado más común: edificios-de mediana altura, pilotes en general
Grado 3: Grado premium– aplicaciones de carga-pesada, cimientos profundos, estructuras marinas, zonas sísmicas [cita:6, cita:10]
2. Requisitos de calidad de soldadura para grado 3
Inspección 100% ultrasónicade la costura de soldadura es obligatoria
Se requiere precalentamiento de 100 a 150 grados para soldadura por arco manual
Control estricto de la temperatura entre capas para garantizar un alargamiento mayor o igual al 20%
Preparación de la ranura: elimine el aceite y el óxido dentro de los 20 mm de la ranura para revelar el brillo metálico.
3. Prueba hidrostática
ASTM A252 requiere pruebas hidrostáticas para todos los pilotes de tuberías
Esto garantiza la integridad de la presión antes de la instalación.
4. Acabados finales
Extremos lisos: Estándar para la mayoría de las aplicaciones
Extremos biselados: Para soldadura en campo, ángulo de bisel de 30 a 35 grados
Zapatos para conducir/puntas de pelo: Opcional para condiciones de conducción difíciles
5. Opciones de recubrimiento
Negro (desnudo): Acabado de fábrica estándar
FBE (epoxi adherido por fusión): Protección contra la corrosión
3LPE (polietileno de 3 capas): Aplicaciones enterradas
Epoxi de alquitrán de hulla: Medios marinos
Galvanizado: Aplicaciones al aire libre
Barniz/aceite antioxidante: Protección temporal
6. Especificaciones complementarias
Los pilotes de tubería ASTM A252 Grado 3 también se pueden fabricar utilizando:
Sin costuras (SMLS): Para diámetros más pequeños
LSAW (Soldadura por arco sumergido longitudinal): Para tuberías de pared-de gran-diámetro y espesor{1}}
EFW (electro-soldado por fusión): Para aplicaciones específicas
7. Certificado de prueba de fábrica
Normalmente se proporciona comoEN 10204 Tipo 3.1Bcon resultados completos de la prueba
Inspección de terceros-(SGS, BV, Lloyds) disponible previa solicitud [citation:3, citation:7]
Resumen
Tubería de acero soldada por arco sumergido (DSAW) de doble cara ASTM A252 Grado 3es elespecificación premium y de mayor resistenciapara pilotes de tubos de acero en la construcción de cimientos [cita:6, cita:9]. Con un límite elástico mínimo de45.000 psi (310 MPa) – 51% superior al Grado 1y28% superior al Grado 2– y resistencia a la tracción de66.000 psi (455 MPa), Grado 3 es la mejor opción para aplicaciones de carga-pesada que requieren máxima integridad estructural [cita:4, cita:9].
Características clave de la fabricación de DSAW:
Produce tuberías de12" a 64" de diámetro exteriorcon espesores de pared de hasta2,5" (63,5 mm)
La soldadura por ambos lados-(interior y exterior) crea unapepita de soldadura única de alta-calidadcon penetración total
Formado a partir de placas planas de acero utilizandoFormación de UOE o JCOmetodos
Inspección 100% ultrasónicade la costura de soldadura garantiza que no haya piezas sin fusionar o agrietadas
La expansión en frío de hasta el 1,5 % alcanza las dimensiones finales y puede aumentar el límite elástico
Adecuado paraestructuras compuestas de hormigón de tubos de acero, mejorando significativamente la capacidad de carga y el rendimiento sísmico
Las aplicaciones comunes incluyen:
Cimientos de edificios altos-(rascacielos) [citation:6, citation:10]
Grandes pilares de puentes y puentes-marítimos
Plataformas offshore y estructuras marinas
Zonas sísmicas que requieren una mayor absorción de energía.
Cimentaciones industriales pesadas
Condiciones extremas del suelo que requieren máxima capacidad de carga.
Al realizar el pedido, especifique:ASTM A252 Grado 3, DSAW (doble-soldadura por arco sumergido), tamaño (OD x WT), longitud, acabado final (liso/biselado) y requisitos de revestimiento. El grado 3 es la opción recomendada para proyectos de cimentaciones profundas y de carga pesada-que requieren máxima resistencia e integridad estructural [cita:6, cita:10].
