La fabricación de tubos de acero soldados normalmente implica procesos primarios como desenrollado, enderezado, recorte, conformado y soldadura, junto con una serie de procesos auxiliares como detección de defectos, aplanamiento y pruebas de presión. A menudo se introduce tensión residual durante el laminado de la placa de acero, lo que significa que existe tensión residual en el material incluso antes de que comience el proceso de fabricación de la tubería. Operaciones como desenrollar, enderezar y recortar redistribuyen esta tensión existente y pueden generar tensión residual adicional en pequeña medida.
Impacto de la tensión residual en las propiedades de las tuberías de acero
Capacidad de carga reducida: la tensión residual puede disminuir la capacidad de la tubería de acero para soportar cargas, comprometiendo su integridad estructural.
Resistencia a la fatiga afectada: la presencia de tensión residual puede reducir la resistencia a la fatiga de la tubería de acero, haciéndola más susceptible a fallar bajo cargas cíclicas.
Fisuración por corrosión bajo tensión: la tensión residual puede provocar grietas por corrosión bajo tensión, especialmente en entornos donde el acero está expuesto a sustancias corrosivas.
Métodos para eliminar el estrés residual.
Para mitigar los efectos adversos de la tensión residual en tuberías soldadas, se pueden emplear varios métodos para reducirla o eliminarla. La elección del método debe basarse en los requisitos específicos de la tubería soldada y evaluarse mediante comparaciones económicas y técnicas.
- Envejecimiento Natural
Descripción: Este método aprovecha las variaciones naturales de temperatura para liberar gradualmente la tensión residual en la tubería soldada.
Ventajas: Simple, fácil de implementar y rentable.
Desventajas: Lleva mucho tiempo, requiere una asignación de recursos a largo plazo y puede no producir resultados significativos en el corto plazo.
- Templado general a alta temperatura
Descripción: Implica calentar la tubería soldada a una temperatura específica, mantener esa temperatura durante un tiempo determinado y luego enfriarla lentamente.
Efectividad: Los parámetros de templado correctamente seleccionados pueden reducir significativamente la tensión residual.
Desafíos: Alto costo y dificultad de implementación en la línea de producción, lo que generalmente lo hace inadecuado a menos que existan requisitos especiales.
- Calefacción local
Descripción: Este método aplica calentamiento localizado para reducir la tensión residual máxima, aunque no puede eliminarla por completo.
Efectividad: El éxito de este método depende del gradiente de temperatura, que está influenciado por el rango de calentamiento.
- Estiramiento Mecánico (Método de Sobrecarga)
Descripción: Cada tubería de acero se somete a una prueba hidrostática, donde se mantiene la presión durante un período determinado. Este proceso verifica la calidad de la tubería soldada y ayuda a eliminar algunas tensiones residuales.
- Otros métodos
Moldeo de control interno: algunos fabricantes utilizan moldeo de control interno en lugar del control externo tradicional, transformando la tensión de la pared interna de tracción a compresión, reduciendo así los niveles generales de tensión residual.
Arenado: Al realizar tratamientos anticorrosión, el arenado no sólo elimina el óxido sino que también ayuda a reducir las tensiones residuales.
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