Tuberías de acero gruesas pesadas: Descripción técnica
1. Definición & Propiedades centrales
Las tuberías de acero gruesas pesadas se caracterizan por un Relación de espesor a diámetro de la pared alta, diseñado para soportar presiones extremas, estres mecanico, y ambientes corrosivos. Estas tuberías son críticas en las industrias que requieren integridad estructural en condiciones duras, como el petróleo y el gas, energía nuclear, y desarrollo de infraestructura12.
2. Materiales & Fabricación
Materiales comunes:
Acero carbono: Ampliamente utilizado para su durabilidad y rentabilidad en aplicaciones como sistemas hidráulicos y soportes estructurales2.
Aleación de acero: Aleaciones de alta resistencia (p.ej., API 5L x70) Mejora la resistencia a la corrosión y al desgaste mecánico en entornos submarinos o de alta temperatura.13.
Acero inoxidable dúplex: Combina resistencia y resistencia a la corrosión, Ideal para tuberías en alta mar expuestas a condiciones salinas 14.
Procesos de fabricación:
Tuberías sin costura: Producido mediante extrusión o perforación rotativa, ofreciendo un grosor de pared uniforme y resistencia a la presión superior12.
Tuberías soldadas: Utilizado para aplicaciones sensibles a los costos, Aunque tensiones residuales (p.ej., arriba a 660 MPA Tensión longitudinal en soldaduras de 80 mm de espesor) requiere un tratamiento térmico posterior a la soldado para garantizar la estabilidad estructural4.
Especificación de tuberías de paredes pesadas
Embalaje
Paquete estándar, tapas de plástico, aceite antioxidante, Extremos biselados
Solicitud
Pipa de aceite y carcasa; Tubería de recipiente a presión; PILAR HIDRALICO TIPO USADO; Tubo de automóvil; Tubería de la industria de la guerra
Tamaño del diámetro exterior en pulgada
3/4Grosor de pared de "hasta 48": SCH120, SCH160, y XXS
Todas las tuberías están marcadas de la siguiente manera: Nombre del proveedor o del fabricante, Estándar, Calificación, DE, Espesor, Longitud, Número de calor
3. Aplicaciones clave
Aceite & Gas:
Tuberías de gases de alta presión (p.ej., ≥100 PSIG Presión de operación) y elevadores de perforación en alta mar23.
Tuberías submarinas (p.ej., acero dúplex con grosor de pared de 25 mm) Resistente a la corrosión del agua de mar14.
Infraestructura:
Columnas estructurales para rascacielos y puentes, Utilizando tuberías de acero al carbono con espesores de pared de hasta 40 mm 12.
Energía nuclear:
Sistemas de transmisión de vapor en reactores, Requerir que las tuberías de acero de aleación resisten las temperaturas superiores a 600 ° C24.
4. Estudio de caso: Aranceles antidumping
En 2008, los EE. UU.. Impiles pesados antidumping y deberes antisubsidios en tuberías de acero de calidad de carbono soldado circular de fabricación circular, citando precios y subsidios injustos. Estas tuberías, utilizado principalmente en sistemas HVAC, aranceles enfrentados para proteger a las industrias nacionales de las distorsiones del mercado3.
5. Tendencias futuras
Manejo del estrés residual: Se están adoptando técnicas avanzadas como la difracción de neutrones y los métodos de contorno para analizar y mitigar las tensiones en soldaduras de paredes gruesas.4.
Innovaciones materiales: Desarrollo de aceros ultra alta resistencia (Uhss) para una exploración de petróleo más profunda y entornos extremos14.
Tabla de especificaciones técnicas
Parámetro
Detalles
Fuentes
Presión de funcionamiento
≥100 psig (tubos de acero) vs. alternativas de baja presión (p.ej., PEAD, CLORURO DE POLIVINILO)2
Estrés residual en soldaduras
Hasta 660 MPA Estrés longitudinal en soldaduras de 80 mm de espesor4
Ejemplo de tubería submarina
Acero dúplex (OD 323.9 mm, espesor de la pared 25 mm)1
Tuberías de acero gruesas pesadas: Tablas de parámetros clave
1. Especificaciones generales
Diámetro externo (milímetros)
Espesor de pared (milímetros)
Estándares materiales
Aplicaciones Típicas
10–478
2–6
GB/T 8163
Soportes estructurales, Transporte de fluidos de baja presión 12
406–864
16–200
ASTM A106/A53
Tuberías de petróleo/gas submarino, Equipo de ultra alta presión 26
219–630
4.8–150
API 5L x70
Transmisión de petróleo/gas de alta presión 12
2. Normas nacionales chinas (ES) Para tuberías sin costuras
Diámetro externo (milímetros)
Grosor de la pared estándar (milímetros)
Presión permitida (MPa)
Ejemplos de materiales
32–159
2.5–6
10–25
20# Acero carbono, 16Acero de aleación MN 27
219–426
6–40
25–45
Q345B acero de baja aleación 17
500–900
40–60
≥60
SA335 P91 aleación de alta temperatura 27
3. Comparación de espesor de pared asme
Diámetro nominal (NPS)
Cronograma
Diámetro externo (milímetros)
Rango de grosor de la pared (milímetros)
1/2″–24″
SCH40 - SCH160
21.3–609.6
2.11–40.9
24″–48″
Sch20 - SCHXXS
610–1219
6.35–100
Nota: Fórmula de cálculo del espesor de la pared: Grosor de la pared = P⋅D02([a]t pastantemente P)Espesor de pared=2([a]t⋅ϕ+pag)pag⋅D0
dónde pagpag = Presión de diseño, D0D0 = diámetro exterior, [a]t[a]t = Estrés permitido, ϕϕ = Factor de soldadura (1 Para tuberías sin costuras) 45.
4. Tuberías sin costuras de paredes gruesas de gran diámetro
Tolerancia al grosor de la pared: ± 10% para tuberías sin costuras; ± 5% para tuberías dibujadas en frío de precisión 27.
Relación de espesor de pared de presión: Para el mismo diámetro exterior, a 10 El aumento de MPA en la presión de diseño requiere un aumento del 15% al 20% en el grosor de la pared 45.
Cálculo de peso: Peso (kilogramos/m)=(Espesor de la pared OD)× grosor de pared × 0.024661,000Peso (kilogramos/m)=1,000(OD-Espesor de pared)×Espesor de pared×0.02466 Para carbono/acero de aleación; multiplicar por 1.02 para acero inoxidable 12.
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