La tubería ASTM A53 Grado B Tipo E es la especificación de tubería de acero al carbono más disponible en el mundo. Cubre tuberías soldadas por resistencia eléctrica (ERW) formadas a partir de bobinas de acero con una soldadura longitudinal producida sin metal de aportación, y se suministra en acabado negro o galvanizado en caliente-. Debido a que combina una calidad de soldadura confiable, propiedades mecánicas predecibles y una producción económica, la tubería ERW de grado B A53 es la opción predeterminada para tuberías de presión general, mecánicas y estructurales.
Comprender la designación A53
ASTM A53, Especificación estándar para tuberías de acero, negras y-sumergidas en caliente, recubiertas de zinc-, soldadas y sin costura, utiliza un sistema de designación compacto. Cada elemento del nombre le dice al comprador qué es la pipa y cómo se fabricó.
| Parte | Significado |
|---|---|
| ASTM | ASTM International, el organismo de normalización que emite la especificación. |
| A53 | Especificación estándar para tuberías de acero soldadas y sin costura, recubiertas de zinc-por inmersión en caliente-en negro y en caliente |
| Grado B | Grado de resistencia con propiedades mecánicas más altas que el Grado A |
| Tipo E | Resistencia eléctrica soldada, formada a partir de bobina y soldada longitudinalmente sin metal de aportación. |
El tipo E es el tipo pedido con más frecuencia porque la producción de REG es continua, uniforme y rentable-en grandes volúmenes. El tipo F soldado a tope en horno y el tipo S sin costura también están cubiertos por el mismo estándar y comparten los mismos niveles de resistencia de Grado A y Grado B.
Requisitos de composición química
La química del Grado B está equilibrada en cuanto a resistencia, soldabilidad y conformabilidad. Los límites siguientes se aplican al análisis térmico del acero.
| Elemento | % máximo | Nota |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.30 | Más alto que el grado A para mayor resistencia. |
| Manganeso (Mn) | 1.20 | Añade resistencia y templabilidad. |
| Fósforo (P) | 0.05 | Controlado para soldabilidad |
| Azufre (S) | 0.045 | Controlado por su dureza |
| Cobre (Cu) | 0.40 | elemento residual |
| Níquel (Ni) | 0.40 | elemento residual |
| Cromo (Cr) | 0.40 | elemento residual |
| Molibdeno (Mo) | 0.15 | elemento residual |
| Vanadio (V) | 0.08 | elemento residual |
El bajo límite de carbono y los estrictos controles residuales mantienen la zona de soldadura dúctil, razón por la cual las tuberías ERW de grado B A53 se sueldan rutinariamente en el campo sin precalentamiento según procedimientos estándar.
Propiedades mecánicas
| Propiedad | Grado A | Grado B |
|---|---|---|
| Límite elástico mínimo | 205 MPa (30.000 psi) | 240 MPa (35.000 psi) |
| Resistencia mínima a la tracción | 330 MPa (48.000 psi) | 415 MPa (60.000 psi) |
| Alargamiento mínimo en 2 pulgadas (50 mm) | 30% | 20% |
| Contenido típico de carbono, máx. | 0.25% | 0.30% |
El grado B es la selección predeterminada para el servicio a presión porque ofrece aproximadamente un 17 por ciento más de límite elástico que el grado A con un costo químico casi idéntico. El grado A permanece en uso sólo cuando una especificación de proyecto anterior o un requisito de fabricación específico lo requiere.
Cómo se fabrica la tubería ERW
La producción de REG comienza con bobinas de acero. La bobina se desenrolla, se nivela y se recorta-los bordes, y luego se le da forma cilíndrica-en frío. Una corriente eléctrica de alta-frecuencia calienta los dos bordes a la temperatura de soldadura y los bordes se presionan entre sí para formar una soldadura de forja. No se agrega metal de aportación y la zona de soldadura es indistinguible del metal base después del procesamiento adecuado. Luego, la tubería se dimensiona, se endereza, se corta a la medida necesaria y, cuando es necesario, se trata térmicamente y se galvaniza por inmersión en caliente.
El proceso de alta-frecuencia reemplazó a los REG de baja-frecuencia en la década de 1970 y eliminó los problemas de corrosión de las uniones asociados con el método anterior. Las soldaduras modernas A53 Tipo E son inspeccionadas en línea y verificadas mediante las pruebas hidrostáticas o no-destructivas requeridas por la norma.
Tamaños, horarios y tolerancias
A53 cubre tuberías desde NPS 1/8 hasta NPS 26, con espesores de pared definidos por el número de cédula. Las programaciones comerciales comunes son 10, 40, 80, 160 y XXS, y las tuberías se pueden pedir en longitudes simples aleatorias, dobles aleatorias o cortadas con extremos lisos, biselados o roscados.
| Parámetro | Tolerancia | Aplicabilidad |
|---|---|---|
| Diámetro exterior, hasta 48,3 mm | ±0,40 milímetros | Todos los tipos |
| Diámetro exterior, 60,3 mm y más | ±1% | Todos los tipos |
| Grosor de la pared | ±12,5% del valor nominal | Tipos S, E y F |
| Peso | ±10% por lote | Pedidos comerciales |
| Rectitud | Menor o igual al 0,3% de la longitud | Longitudes superiores a 6 m |
Los diámetros mayores que superan el límite NPS 26 se producen como tuberías LSAW o SSAW según otras normas como ASTM A252, API 5L o EN 10217, según la aplicación.
Pruebas e inspección
| Prueba | Objetivo |
|---|---|
| prueba hidrostática | Verifica la integridad de la presión de cada tubería; La presión se calcula a partir de la fórmula estándar y se mantiene durante al menos 5 segundos, o 10 segundos cuando se especifique. |
| Prueba de aplanamiento | Confirma la ductilidad y la integridad de la soldadura de la tubería soldada. |
| Prueba de flexión | Verifica la formabilidad de tuberías NPS 2 y menores. |
| Pruebas no-destructivas | Se aceptan exámenes ultrasónicos o por corrientes parásitas como alternativa a las pruebas hidrostáticas cuando se acuerda en el momento del pedido. |
Los certificados de prueba de fábrica informan la química térmica, los resultados de tracción y el cumplimiento de las pruebas para cada lote, y normalmente se requieren para las órdenes de servicio de presión.
Aplicaciones comunes
| Solicitud | Detalle típico |
|---|---|
| Transmisión de petróleo y gas. | Líneas de flujo, líneas de recolección, distribución de presión-media |
| Distribución de agua | Abastecimiento municipal de agua, sistemas de riego. |
| Protección contra incendios | Tuberías de aspersores, frecuentemente galvanizadas |
| Líneas de vapor y aire. | Vapor y aire comprimido de baja a media-presión |
| Uso estructural | Vallas, barandillas, andamios, bolardos. |
| Tuberías de servicios generales | Agua de proceso, sistemas de refrigeración. |
A53 Grado B ERW frente a tubería sin costura
La tubería tipo S sin costura está perforada a partir de un tocho sólido y no tiene soldadura longitudinal, lo que elimina cualquier preocupación sobre la integridad de la costura en servicio cíclico o de alta-presión. También es el tipo A53 permitido en límites de temperatura de código más altos, comúnmente hasta aproximadamente 400 grados bajo códigos de diseño de presión, mientras que el Tipo E ERW generalmente está limitado a aproximadamente 340 grados. Según ASME B31.3, el factor de eficiencia de la junta soldada para A53 Tipo E es 0,85 a menos que la costura se examine al 100 por ciento, en cuyo caso el factor aumenta a 1,0. Cuando un proyecto requiere una clasificación de presión máxima, servicio a temperatura elevada o servicio amargo, normalmente se especifica una tubería sin costura o un estándar de presión dedicado como ASTM A106 o API 5L.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre A53 Grado A y Grado B?
El Grado B tiene un límite elástico mínimo de 240 MPa (35 000 psi) y una resistencia a la tracción mínima de 415 MPa (60 000 psi), en comparación con 205 MPa (30 000 psi) y 330 MPa (48 000 psi) para el Grado A. El Grado B también permite un límite de carbono ligeramente más alto de 0,30% versus 0,25% para el Grado A.
¿Qué significa Tipo E en ASTM A53?
El tipo E identifica tubería soldada por resistencia eléctrica, formada a partir de una bobina de acero con una soldadura longitudinal realizada por corriente de alta-frecuencia y sin metal de aportación. Es el tipo más común debido a su calidad uniforme y producción económica.
¿Se puede utilizar la tubería ERW de grado B A53 para servicio a presión?
Sí. A53 Grado B Tipo E se usa ampliamente en sistemas de protección contra incendios, aire, vapor y agua de baja a media-presión. Según ASME B31.3, el factor de eficiencia de la junta soldada es 0,85 para la costura ERW y cada tubería se prueba hidrostáticamente en el molino.
¿Cuál es la diferencia entre ASTM A53 y ASTM A106?
A53 cubre tubería soldada y sin costura en acabado negro y galvanizado para servicio general. A106 cubre únicamente tuberías de acero al carbono sin costura, para servicio de presión y temperatura alta-, con un límite de tracción y rendimiento garantizado y una química más estricta. Se prefiere A106 cuando la temperatura de diseño excede los límites de A53 ERW.
¿Está disponible la tubería A53 galvanizada?
Sí. La tubería A53 se puede pedir negra o galvanizada-en caliente en los tres tipos. La tubería galvanizada es estándar para los sistemas de rociadores y las líneas de agua exteriores, mientras que la tubería negra se usa donde se pintará, envolverá o aislará la línea.
¿Qué tamaños y horarios cubre A53?
A53 cubre NPS 1/8 a NPS 26 con cédulas comerciales 10, 40, 80, 160 y XXS, en longitudes aleatorias simples, aleatorias dobles o cortadas con extremos lisos, biselados o roscados.
