Inspección y control de calidad de tubos de acero Q235C

La tubería de acero Q235C es un tubo de acero estructural al carbono ampliamente especificado para marcos soldados, soportes, pilotes y líneas de fluido de baja-presión. La designación sigue GB/T 700, el estándar nacional chino para aceros estructurales al carbono: la letra Q denota la clasificación del límite elástico, 235 es el límite elástico mínimo en MPa a temperatura ambiente y la C final es un grado de calidad que garantiza la energía de impacto Charpy a 0 grados C. Debido a que el grado C tiene límites más estrictos de carbono, fósforo y azufre que el Q235A o el Q235B, las tuberías fabricadas con él conservan una tenacidad útil después de la soldadura y funcionan bien en estructuras al aire libre y en regiones-frías.

Dónde se ubica el Q235C en el sistema estándar

GB/T 700 fija la composición química, las condiciones de entrega y las propiedades mecánicas del Q235C. Los diseñadores que trabajan con documentos europeos o japoneses suelen comparar el grado con EN 10025-2 S235J0, que comparte el límite elástico mínimo de 235 MPa y la clase de impacto de 0 grados C, o con JIS G3101 SS400, donde no se requiere prueba de impacto. Estos son sólo equivalentes aproximados; una especificación de proyecto siempre debe citar directamente el grado chino, junto con el estándar del producto que rige la tubería en sí.

El estándar de producto que rige depende de la aplicación. GB/T 3091 cubre tuberías de acero soldadas para suministro de fluido a baja-presión, GB/T 6728 cubre secciones huecas conformadas en frío-y GB/T 9711 o API 5L se aplica cuando la línea está diseñada como tubería de presión. La bobina y la placa para la fabricación de tuberías normalmente se solicitan según GB/T 3274 o GB/T 912.

Requisitos químicos y mecánicos

GB/T 700 también controla el carbono equivalente, calculado como Ceq=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15, de modo que el acero siga siendo soldable en condiciones normales de taller sin precalentamiento en secciones delgadas.

El límite elástico disminuye a medida que aumenta el espesor de la pared, por lo que el valor aplicable debe leerse en el rango de espesor del pedido real. La expansión en frío durante el conformado aumenta ligeramente el límite elástico al tiempo que reduce el alargamiento, y la soldadura introduce una zona afectada por el calor-con diferentes propiedades locales. Por lo tanto, la inspección se realiza en la tubería terminada, no sólo en el serpentín entrante.

Artículos de inspección y métodos de prueba

La frecuencia de muestreo, la presión de prueba y los niveles de aceptación provienen del estándar del producto y de la orden de compra. Deben escribirse en el plan de inspección antes de probar la primera longitud para que cada resultado sea rastreable hasta un número de calor.

Pruebas no-destructivas: elegir el método correcto

Las pruebas ultrasónicas según GB/T 5777 detectan laminaciones internas, inclusiones y grietas en las paredes, y son la opción habitual para el escaneo del cuerpo-de longitud completa.

Las pruebas radiográficas según GB/T 3323.1 muestran la costura de soldadura y revelan porosidad, escoria y falta de fusión en tuberías de mayor diámetro.

La prueba de partículas magnéticas según NB/T 47013.4 se aplica a tuberías ferromagnéticas para detectar grietas superficiales y cercanas-a la superficie, particularmente en los extremos cortados y los dedos soldados.

Pruebas de penetrantes para trajes NB/T 47013.5 superficiales-defectos de apertura en componentes austeníticos o no-ferromagnéticos.

La prueba de corrientes de Foucault según GB/T 7735 proporciona una detección rápida y completa-de tubos de diámetro pequeño para detectar defectos transversales cortos.

Para servicios de fluidos de baja-presión, normalmente es suficiente una prueba hidrostática combinada con un examen ultrasónico o radiográfico de la costura de soldadura-. Para equipos de elevación, estructuras cargadas dinámicamente o servicios en regiones frías-, la inspección ultrasónica-de longitud completa más las pruebas de partículas magnéticas de los extremos de soldadura brindan una mejor cobertura. Los niveles de aceptación pertenecen a la orden de compra en lugar de dejarse en manos del proveedor.

Defectos típicos y cómo prevenirlos

Grietas causadas por laminado o enfriamiento inadecuado: controle la temperatura de laminado y la velocidad de enfriamiento, e inspeccione todas las superficies después de enderezarlas.

Pliegues formados por la superposición del metal durante el laminado: optimice el diseño del pase y controle el desgaste del rodillo.

Inclusiones por desoxidación incompleta: use práctica de refinación con cuchara y acero limpio, verifique con prueba ultrasónica.

Espesor de pared desigual debido a la desalineación del mandril o del rodillo: verifique la alineación de las herramientas y utilice una medición automática del espesor de la pared.

Defectos de soldadura como penetración incompleta, porosidad y socavados: controle los parámetros de soldadura, la preparación de los bordes y el seguimiento de la costura, luego confirme con pruebas-no-destructivas de la costura de soldadura.

Óxido y daños por manipulación: almacene la tubería en un material de estiba seco, mantenga los extremos protegidos y utilice un embalaje de exportación que sobreviva al transporte marítimo.

Una práctica lista de verificación de pedido para tuberías de servicio estructural o de fluidos-incluye el certificado de prueba de materiales con números de calor, un registro dimensional, informes de pruebas no-destructivas, resultados de masa de recubrimiento para tuberías galvanizadas e inspección de terceros-cuando el proyecto requiere una verificación independiente.

Preguntas frecuentes

P: ¿Cuáles son los elementos de inspección comunes para las tuberías de acero Q235C?
Análisis de composición química, pruebas de propiedades mecánicas (tracción, impacto), medición dimensional, examen de calidad de superficies y pruebas no-destructivas. La tubería galvanizada agrega masa de recubrimiento, uniformidad del recubrimiento y controles de adherencia.

P: ¿Qué pruebas mecánicas se requieren y según qué estándares?
Las pruebas de tracción según GB/T 228.1 verifican el límite elástico, la resistencia a la tracción y el alargamiento; las pruebas de impacto según GB/T 229 verifican la energía Charpy a 0 grados C; Las pruebas de aplanamiento y flexión según GB/T 246 y GB/T 242 confirman la ductilidad del tubo y su soldadura.

P: ¿Cómo se verifica la composición química en producción?
La espectrometría de emisión óptica por chispa es el método de rutina para C, Si, Mn, P y S, con fluorescencia de rayos X-para una detección rápida y un análisis químico húmedo reservado para arbitraje o re-inspección. Los resultados se informan respecto a GB/T 223 y se comparan con los límites de GB/T 700 para el grado C.

P: ¿Cuándo se deben utilizar las pruebas ultrasónicas en lugar de la radiografía?
Se prefieren las pruebas ultrasónicas para detectar laminaciones internas, inclusiones y grietas en las paredes en cualquier parte del cuerpo, mientras que la radiografía es más eficaz en las costuras de soldadura y en defectos como la porosidad y la falta de fusión. Las tareas de escaneo-de paredes gruesas y-de longitud completa generalmente se realizan mediante ultrasonidos, y las líneas de presión críticas suelen utilizar ambos.

P: ¿Qué causa el espesor desigual de las paredes y cómo se controla?
Las causas habituales son el desgaste del mandril, la desalineación de los rodillos y la variación de temperatura durante el conformado. Las contramedidas son controles de alineación de herramientas, medición automática del espesor de la pared en la línea y un plan de muestreo que mide el espesor de la pared en varias posiciones circunferenciales en cada tramo.

P: ¿El Q235C es adecuado para el servicio en regiones-frías?
Sí. El grado C se somete a pruebas de impacto a 0 grados C con una energía Charpy mínima de 27 J, lo que lo distingue de Q235A y Q235B. Para servicio por debajo de la temperatura probada, se debe especificar un grado de prueba-más frío, como Q235D.