Una búsqueda de Tubo de aleación de níquel sin soldadura frente a tubo de aleación de níquel soldado Suele plantearse por parte de un ingeniero o un comprador que debe decidir si la soldadura longitudinal supone un riesgo inaceptable, una característica controlada aceptable o una vía de fabricación rentable. La respuesta no puede reducirse a “sin costura es más resistente” o “soldado es más barato”. Ambos productos pueden ser técnicamente adecuados cuando la aleación, las dimensiones, el proceso de fabricación, el tratamiento térmico, la inspección y la normativa de diseño se adaptan correctamente al uso previsto.
Los tubos sin costura de aleación de níquel se fabrican a partir de un lingote sólido o un pieza hueca que se perfora, extruye, lamina, trefila o pilgeriza sin soldadura de fusión longitudinal. Los tubos soldados de aleación de níquel se fabrican a partir de placas, chapas o tiras que se conforman en forma de cilindro y se unen a lo largo de su longitud. Los tubos soldados de alta calidad pueden someterse posteriormente a trabajo en frío, recocido de solución, acondicionamiento del cordón de soldadura, enderezado y examen a lo largo de toda su longitud, hasta que el producto final ya no se parezca a una simple carcasa laminada y soldada.
La elección práctica depende de la presión, la temperatura, el mecanismo de corrosión, la unión entre el tubo y la placa de tubos, la fatiga, la vibración, el tamaño, el espesor de la pared, el acabado superficial, la tolerancia dimensional, la facilidad de limpieza, el acceso para la inspección, la especificación ASTM o ASME aplicable, la aprobación del proyecto, el plazo de entrega y el coste total de instalación. Un tubo de intercambiador de calor soldado, fabricado según una norma específica, puede ser más seguro que un tubo “sin costura” sin documentar que presente una excentricidad deficiente, ensayos incompletos o un tratamiento térmico incierto.
Esta guía está dirigida a diseñadores de intercambiadores de calor, plantas químicas, proyectos de petróleo y gas, generación de energía, equipos marinos, fabricantes de sistemas a presión, equipos de mantenimiento, contratistas EPC y compradores internacionales. En ella se explica en qué se diferencian ambas vías y cómo elaborar una solicitud de presupuesto que permita obtener ofertas comparables.
Ponte en contacto con 28Nickel para solicitar un presupuesto para tu proyecto indicando el tipo de aleación, si se prefiere sin costura o soldada, la norma, el diámetro exterior, el espesor de la pared, la longitud, la cantidad, las condiciones de servicio, el alcance de los ensayos, el destino y la fecha de entrega requerida.
Tubos de aleación de níquel sin costura frente a tubos soldados: tabla de decisión rápida
| Factor decisivo | Tubo sin costura | Tubo soldado |
|---|---|---|
| Soldadura longitudinal | Ninguno | Cumple con los requisitos de soldadura, tratamiento térmico, acabado e inspección |
| Puesto de selección tradicional | Se suele preferir para aplicaciones con presiones elevadas, cargas cíclicas, tuberías de diámetro pequeño y pared gruesa, y especificaciones que prohíben la presencia de costuras | Se utiliza ampliamente en intercambiadores de calor, condensadores, piezas de gran diámetro, paredes delgadas y aplicaciones en las que la normativa aplicable admite la construcción soldada |
| Consistencia de la pared | Puede presentar excentricidad o variaciones debidas al taladrado y a la reducción en frío | Permite obtener un espesor de pared uniforme gracias al control del espesor de la banda, siempre que se realice el acabado de la zona de soldadura. |
| Flexibilidad en cuanto al tamaño | Destaca en rangos habituales de diámetros exteriores pequeños y medianos; las dimensiones muy grandes o poco habituales pueden requerir una fabricación especial. | A menudo resulta eficaz para diámetros exteriores grandes, longitudes considerables y paredes delgadas, siempre que se disponga de la banda o chapa adecuadas |
| Áreas prioritarias de inspección | Integridad del metal base, dimensiones, superficie, ensayos en toda la longitud, tratamiento térmico y trazabilidad | Todos los controles de soldaduras sin costura, además del procedimiento de soldadura, la ubicación de la costura, la calidad de la fusión, el estado del cordón de soldadura, el tratamiento térmico de la soldadura y los ensayos no destructivos (END) específicos de la soldadura. |
| Posición de costes | A menudo, el coste de conversión es más elevado, sobre todo en el caso de tamaños personalizados o cantidades reducidas. | A menudo, la menor pérdida de rendimiento del material y la mayor rentabilidad en piezas de gran tamaño, pero las tiras especiales, la soldadura, el recocido y los ensayos no destructivos pueden contrarrestar esta ventaja. |
La tabla de decisiones debe interpretarse siguiendo una única regla: prevalecen el código de diseño y las especificaciones del producto. Un proyecto que requiera tubos sin soldadura no puede modificarse para utilizar tubos soldados solo porque un proveedor afirme que las soldaduras modernas son fiables. Un proyecto que permita el uso de tubos soldados no debe pagar un recargo por tubos sin soldadura sin una justificación técnica documentada.
En primer lugar, hay que distinguir entre tubos, tuberías y tubos mecánicos
Los términos «tubo» y «tubería» no son denominaciones comerciales intercambiables. Los tubos se suelen encargar en función de su diámetro exterior real y del espesor de la pared, con controles dimensionales más estrictos y para aplicaciones como intercambiadores de calor, instrumentación, sistemas hidráulicos, elementos de hornos y componentes mecánicos. Las tuberías se suelen encargar según su tamaño nominal y su espesor de pared para el transporte de fluidos. Las normas sobre aleaciones de níquel a veces incluyen tanto las tuberías como los tubos en el mismo documento, lo que puede dar lugar a confusiones en la terminología.
El comprador deberá especificar si el producto es un tubo para intercambiador de calor, un tubo para condensador, un tubo de proceso, un tubo para instrumentación, un tubo mecánico, un tubo capilar, un tubo en espiral o una tubería. Es posible que un presupuesto para tubería nominal no se ajuste a un plano que requiera un control específico del diámetro exterior, el espesor de pared, la rectitud, la superficie y la respuesta a corrientes de Foucault del tubo.
Cómo se fabrica un tubo sin costura de aleación de níquel
La producción de tubos sin costura comienza con un lingote fundido y conformado o con un perfil hueco preparado. El material se calienta y se perfora, se extruye o se lamina en rotativa para crear una carcasa hueca. A continuación, la carcasa se reduce mediante estirado en frío, pilgerado en frío, extrusión en caliente o una combinación de estas operaciones. Puede ser necesario realizar un recocido intermedio entre las reducciones. El procesamiento final puede incluir recocido de solución, decapado, recocido brillante, enderezado, calibrado, rectificado, pulido, corte y ensayos.
| Fase de fabricación | Riesgo de calidad | Control del comprador |
|---|---|---|
| Fusión y forja de lingotes | Segregación, inclusiones, defectos superficiales, identidad térmica incorrecta | Ruta de fusión aprobada, certificado químico, trazabilidad térmica y requisitos de ultrasonidos cuando sea necesario |
| Perforación o extrusión | Curvas internas, cavidad excéntrica, desgarro superficial, pared irregular | Calificación de procesos, controles dimensionales, inspección de superficies internas |
| Trefilado en frío o laminado Pilger | Endurecimiento por deformación, grietas, tensiones residuales, desviación dimensional | Programa de reducción, recocido intermedio, ensayos mecánicos y dimensionales finales |
| Tratamiento térmico final | Recocido de solución incompleto, oxidación, contaminación, cambios en el grano | Condiciones especificadas, registros del horno cuando sea necesario, aceptación de la superficie, ensayos mecánicos |
| Examen completo | Defectos ocultos en las paredes o mezcla de materiales | Pruebas por corrientes de Foucault, ultrasónicas, hidrostáticas, neumáticas o eléctricas, según lo exija la norma y el pedido |
La ausencia de soldadura no descarta la presencia de defectos de fabricación. Los tubos sin soldadura pueden presentar solapamientos, pliegues internos, excentricidad, costuras superficiales, grietas por deformación en frío o problemas derivados del tratamiento térmico. La calidad depende de todo el proceso de fabricación y de la documentación final que lo acredite.
Cómo se fabrican los tubos soldados de aleación de níquel
La fabricación de tubos soldados comienza con una banda, lámina o placa plana de aleación de níquel. El material se corta a la anchura deseada, se preparan los bordes cuando es necesario, se conforma progresivamente y se suelda longitudinalmente. Se puede utilizar la soldadura por arco con gas tungsteno, por plasma, por láser, por haz de electrones u otro proceso automático homologado, en función de la aleación, el espesor de la pared, el diámetro, la norma y el equipo de producción.
Tras la soldadura, el cordón interno y externo puede reducirse o eliminarse si la especificación o la aplicación requieren un interior liso. El tubo puede someterse a trabajo en frío sobre la soldadura y el metal base, a recocido de solubilización, a decapado o a acabado brillante, a calibrado, a enderezado y a ensayos. Algunas normas distinguen entre tubos «tal y como están soldados» y tubos «soldados y sometidos a trabajo en frío», y esta diferencia puede afectar de manera significativa al control dimensional y a la estructura de la zona de soldadura.
| Punto de control de tubo soldado | Por qué es importante |
|---|---|
| Calidad de tira o de lámina | El tubo acabado hereda de la materia prima la composición química, las variaciones de espesor, los defectos superficiales y la dirección de laminación. |
| Preparación y alineación de los bordes | Un mal ajuste puede provocar falta de fusión, desajuste, socavado o un refuerzo excesivo. |
| Protección y limpieza | Las aleaciones de níquel son sensibles a la contaminación, la oxidación y las inclusiones durante la soldadura. |
| Aporte de calor y velocidad de desplazamiento | Controlar la penetración, la forma de la soldadura, la estructura del grano, la deformación y el comportamiento frente a la corrosión. |
| Acondicionamiento de las cuentas | Un diámetro interior liso puede mejorar la limpieza, el caudal, la expansión de los tubos y la interpretación de las corrientes parásitas. |
| Recocido en solución | Puede restablecer un estado uniforme de resistencia a la corrosión y reducir los efectos derivados del conformado en frío o de la soldadura cuando sea necesario. |
| Inspección de soldaduras en toda su longitud | Aporta pruebas de que la costura cumple con la norma del producto, en lugar de basarse únicamente en una inspección visual. |
¿Es más resistente un tubo sin costura de aleación de níquel?
Los tubos sin soldadura no presentan ninguna línea de fusión longitudinal, por lo que eliminan una categoría de discontinuidad y una variable del diseño y la inspección. Esto supone una ventaja real en aplicaciones con presiones internas elevadas, esfuerzos cíclicos intensos, impactos, cargas multiaxiales complejas o cuando la normativa exige una construcción sin soldadura.
Sin embargo, la resistencia final no viene determinada únicamente por el método de fabricación. La composición química de la aleación, el tratamiento térmico, el trabajo en frío, el tamaño del grano, el espesor de la pared, la ovalidad, los defectos superficiales, la temperatura de ensayo y las especificaciones del producto son factores que influyen. Un tubo soldado con penetración completa, recocido en solución, sometido a deformación en frío y sometido a ensayo puede cumplir las mismas propiedades mínimas de tracción que un tubo sin costura según la norma aplicable.
La capacidad de presión debe calcularse según la normativa aplicable, utilizando la tensión admisible, el espesor real o mínimo de la pared, el diámetro, la holgura por corrosión, la temperatura, el factor de diseño y cualquier coeficiente de unión soldada que exija la normativa. No debe determinarse a partir de la etiqueta comercial “sin costura” o “soldado”.”
Cuando la construcción sin juntas ofrece una clara ventaja
- Las especificaciones del proyecto o la autoridad competente exigen expresamente el uso de tubos sin costura.
- El servicio presenta fuertes pulsaciones de presión, fatiga, vibraciones o ciclos térmicos, y la soldadura no puede considerarse plenamente apta para dicha aplicación.
- El tamaño es pequeño, con una pared relativamente gruesa, y se ha establecido un proceso de fabricación sin costuras.
- La superficie interna no admite cordones de soldadura ni elementos geométricos relacionados con las juntas.
- El acceso para la inspección, la estrategia de reparación o la autorización reglamentaria favorecen claramente un producto sin juntas.
Comportamiento frente a la corrosión: la soldadura es solo una parte del sistema
Las aleaciones de níquel se eligen para entornos químicos en los que hay cloruro, ácidos, sosa cáustica, agua de mar, oxidación a altas temperaturas, condiciones reductoras o mezclas químicas. La zona de soldadura puede presentar una microestructura, tensiones residuales, óxido superficial, rugosidad o composición química local diferentes a las del metal base. Un blindaje deficiente, la contaminación, un aporte de calor excesivo, un recocido de solución incompleto o una hendidura no eliminada pueden reducir la resistencia a la corrosión.
Un tubo soldado correctamente está diseñado para controlar estos riesgos. Una soldadura autógena correcta sin material de aportación, el uso de un material de aportación compatible cuando sea necesario, la penetración total, el aporte de calor controlado, el recocido de solución, el decapado, el recocido brillante y la inspección final pueden dar lugar a una junta adecuada para el exigente servicio de los intercambiadores de calor. El procedimiento exacto depende de la aleación. El Inconel 625, el Hastelloy C-276, el Incoloy 825, el Monel 400, el Nickel 200 y la Alloy 20 no comparten un procedimiento universal de soldadura y tratamiento térmico.
Los tubos sin soldadura evitan los problemas relacionados con la metalurgia de la soldadura, pero pueden fallar a causa de la corrosión por picaduras, la corrosión en hendiduras, la corrosión por erosión, la corrosión bajo tensión, el ataque intergranular, la carburación, la oxidación, la sulfuración o la contaminación. La idoneidad para el servicio depende de la selección de la aleación, el estado, la superficie, la geometría, la fabricación, la química del proceso y el mantenimiento.
Espesor de la pared, excentricidad y precisión dimensional
Los tubos sin costura se fabrican a partir de un perfil hueco perforado, por lo que el espesor de la pared puede variar a lo largo de la circunferencia. El trefilado en frío y el laminado Pilger mejoran la uniformidad, pero aún así es necesario medir la excentricidad según la tolerancia especificada. En los cálculos de presión, una pared local más delgada puede ser más importante que el espesor medio de la pared.
El tubo soldado se fabrica a partir de una banda de espesor controlado, lo que permite obtener una excelente uniformidad de la pared alejada de la costura. La zona de soldadura, la eliminación del cordón y la operación de calibrado deben controlarse para que el diámetro exterior (OD) y el diámetro interior (ID) finales, la ovalidad y el espesor local de la pared se mantengan dentro de las especificaciones. En el caso de los tubos de intercambiadores de calor de pared delgada, esta uniformidad puede mejorar la expansión del tubo, el ajuste a la placa de tubos, el cálculo del peso y la previsibilidad de la transferencia de calor.
| Dimensión | Qué incluir en la solicitud de presupuesto | Por qué es importante |
|---|---|---|
| Diámetro exterior | Diámetro exterior nominal, tolerancia, método de medición, límite de ovalidad | Controla el ajuste de la placa tubular, los soportes, el doblado y las uniones |
| Espesor de la pared | Espesor nominal o mínimo, tolerancia, requisito de excentricidad | Controla la presión, el margen de corrosión, la transferencia de calor y el peso |
| Longitud | Aleatorio, fijo, longitud de corte, tolerancia, número máximo de juntas | Controla la disposición del intercambiador, el rendimiento, el transporte y la instalación |
| Rectitud | Desviación estándar o específica del proyecto respecto a la longitud de referencia indicada | Afecta al montaje de conjuntos, a la soldadura orbital y a los equipos mecánicos |
| Superficie de identificación | Tirado, decapado, brillante, sin rebabas, pulido, límite de rugosidad | Afecta al caudal, a la limpieza, a la caída de presión, a la contaminación y a la inspección |
Gama de tallas y disponibilidad
La producción de tubos sin costura resulta eficiente cuando la fábrica cuenta con un proceso consolidado de producción de palanquillas, extrusión, perforación y reducción en frío para la aleación y el tamaño requeridos. Es posible que los diámetros exteriores habituales de los intercambiadores de calor y los tamaños de instrumentación estén fácilmente disponibles. Los diámetros exteriores muy grandes, las paredes muy finas, las aleaciones poco habituales o las cantidades pequeñas a medida pueden resultar difíciles de fabricar, ya que las herramientas y el trozo hueco inicial son específicos.
La producción mediante soldadura puede resultar interesante para diámetros grandes, paredes delgadas, longitudes considerables y dimensiones a medida, ya que el material de partida es una banda o una chapa plana. Los factores limitantes son el ancho de la banda, la disponibilidad de chapa, los equipos de conformado, el proceso de soldadura, el tamaño del horno de tratamiento térmico, el acondicionamiento del cordón de soldadura y los ensayos a lo largo de toda la longitud.
No existe un límite de tamaño universal a partir del cual una opción resulte más adecuada. El comprador debe pedir a los proveedores que especifiquen si el presupuesto corresponde a producto en stock, producción estándar, producción especial o una alternativa dimensional. Las dimensiones aproximadas ofrecidas sin aprobación por escrito pueden provocar problemas con la placa de tubos, los racores y el diseño de presión.
Intercambiadores de calor y condensadores: ambas opciones pueden ser válidas
Los intercambiadores de calor son uno de los ámbitos más habituales en los que se comparan los tubos de aleación de níquel sin costura y los soldados. El tubo debe resistir los fluidos internos y externos, la presión diferencial, las vibraciones, el contacto con los soportes, los ciclos térmicos, las incrustaciones, la limpieza, la dilatación del tubo o la soldadura a la placa de tubos, así como las inspecciones a lo largo de su vida útil.
| Problema con el intercambiador de calor | Pregunta de selección |
|---|---|
| Presión en el lado de los tubos y en el lado de la carcasa | ¿Permite el cálculo según la normativa la opción constructiva y el espesor mínimo de la pared? |
| Medio corrosivo | ¿Es adecuada la aleación tanto para los fluidos como para los depósitos, las grietas y los productos químicos de limpieza? |
| Unión entre tubo y placa de tubos | ¿Se ampliará el tubo, se soldará por sellado, por resistencia, se soldará con soldadura fuerte o se utilizará una combinación de estas técnicas? |
| Vibraciones y fatiga | ¿Qué espaciado entre apoyos, vibraciones inducidas por el flujo y tensiones cíclicas se aplican? |
| Inspección | ¿Pueden los métodos de corrientes de Foucault, ultrasonidos, hidrostáticos, de detección de fugas u otros métodos verificar toda la longitud y el cordón de soldadura? |
| Limpieza y incrustaciones | ¿La especificación técnica exige la eliminación de rebabas, el pulido o un límite de rugosidad? |
En muchas aplicaciones de condensadores e intercambiadores de calor, las normas ASTM específicas permiten el uso de tubos soldados, ya que los requisitos de fabricación y ensayo se han diseñado en función del servicio al que se destinan. En el caso de sistemas nucleares, de alta presión, con ciclos severos, sujetos a restricciones del propietario o de clase de seguridad, la construcción sin costura puede seguir siendo obligatoria. La especificación del equipo es la que determina esta cuestión.
Normas ASTM habituales para tubos de aleación de níquel
Los productos tubulares de aleación de níquel se rigen por normas específicas para cada aleación y cada aplicación. La siguiente lista es una guía de compra y no sustituye a la norma vigente. Antes de realizar el pedido, compruebe la última edición, el ámbito de aplicación, el grado UNS, las dimensiones, el tratamiento térmico, los ensayos y la adopción por parte de la ASME.
| Construcción | Ejemplo de norma | Ámbito de aplicación habitual |
|---|---|---|
| Sin fisuras | ASTM B163 | Tubos sin costura de níquel y aleaciones de níquel para condensadores e intercambiadores de calor |
| Sin fisuras | ASTM B167 | Tubos y tuberías sin costura de aleaciones seleccionadas de níquel-cromo y níquel-cromo-hierro |
| Sin fisuras | ASTM B407 / B423 | Selección de tubos y tuberías sin costura de níquel-hierro-cromo y de Ni-Fe-Cr-Mo-Cu |
| Sin fisuras | ASTM B444 | Tubos y conductos de aleación de níquel-cromo-molibdeno-niobio, incluidos los productos habituales de la aleación 625 |
| Sin fisuras | ASTM B622 | Tubos sin soldadura de níquel y aleación de níquel-cobalto en diversos grados resistentes a la corrosión |
| Soldado | ASTM B516 | Tubos soldados de aleación de níquel-cromo-aluminio y de níquel-cromo-hierro |
| Soldado | ASTM B626 | Tubo soldado de níquel y aleación de níquel-cobalto para diversos grados |
| Soldado | ASTM B704 | Tubos soldados de aleación de níquel para calderas, intercambiadores de calor y condensadores, para los grados indicados |
| Soldado | ASTM B730 | Tubo soldado de níquel y aleación de níquel y cobre para los grados indicados |
| Requisitos generales | ASTM B829 / ASTM B751 | Requisitos generales para las especificaciones de tubos de aleación de níquel sin soldadura o soldados |
Algunos proyectos hacen referencia a una norma equivalente a la ASME SB para equipos a presión. Otros añaden especificaciones de la NACE, la ISO, la EN, la PED, del sector nuclear, para servicios ácidos, farmacéuticas, de semiconductores o del propietario. La orden de compra debe enumerar todos los documentos normativos y establecer qué requisito prevalece en caso de conflicto.
Pruebas e inspección: lo que debe demostrar cada ruta
Un plan de inspección completo distingue entre la identificación del material, las dimensiones, las propiedades mecánicas, la calidad de la superficie, la integridad interna, la estanqueidad y la calidad de las soldaduras. Una sola prueba no puede demostrar el cumplimiento de todas estas categorías.
| Punto de inspección | Enfoque en tubos sin costura | Enfoque adicional sobre los tubos soldados |
|---|---|---|
| Certificado de molino | Calor, UNS, norma, química, propiedades mecánicas, tratamiento térmico, dimensiones | Lo mismo, además del método de soldadura o las condiciones de producción cuando sea necesario |
| Examen visual y de la superficie | Defectos en el diámetro exterior y el diámetro interior, incrustaciones, arañazos, picaduras, marcas de rectificado, limpieza | Alineación de juntas, refuerzo, muescas, eliminación de rebabas, tintado térmico |
| Inspección dimensional | Diámetro exterior, pared, excentricidad, ovalidad, rectitud, longitud | Lo mismo, incluyendo las dimensiones locales en toda la zona de soldadura |
| Ensayos mecánicos | Ensayos de tracción, aplanamiento, abocardado, dureza, tamaño de grano u otros ensayos según se especifique | Las pruebas pueden estar orientadas a incluir o evaluar la soldadura |
| Experiencia cercana a la muerte completa | Pruebas por corrientes de Foucault, ultrasónicas, hidrostáticas, neumáticas o eléctricas, según sea necesario | El método y la calibración deben examinar de forma fiable la soldadura longitudinal y el metal base. |
| PMI | Verificación de las calificaciones con la periodicidad acordada | Lo mismo, incluyendo comprobaciones del material de relleno o de la zona de soldadura, cuando proceda |
| Trazabilidad | Conexión entre el proceso de termoconformado y el de corte y envasado | Lo mismo, además de la vinculación entre el lote de producción y el proceso de soldadura cuando así se especifique |
Las pruebas por corrientes de Foucault son habituales en los tubos de los intercambiadores de calor, pero la solicitud debe indicar la norma aplicable, los defectos de referencia, el tubo de calibración, la frecuencia, el nivel de aceptación, la cobertura y el formato del informe. Las pruebas hidrostáticas o neumáticas demuestran la estanqueidad en las condiciones de ensayo; no sustituyen a la detección de defectos ni a los cálculos de diseño.
El PMI reduce el riesgo de mezcla de materiales, pero no certifica el tratamiento térmico, el contenido de carbono, las propiedades mecánicas, el tamaño del grano, la tolerancia dimensional, el comportamiento frente a la corrosión ni la calidad de la soldadura. Debe servir de complemento, y no de sustituto, del certificado y del plan de inspección.
Fabricación tras la entrega
Curvado y bobinado
Los doblamientos de los tubos pueden reducir el espesor del extradós, aumentar el del intradós, ovalar la sección transversal, arrugar el diámetro interior e introducir tensiones residuales. El radio mínimo de curvatura, el uso de mandriles, el lubricante, el tratamiento térmico y la inspección posterior al doblado deben estar homologados para la aleación, el diámetro exterior, el espesor de pared y el proceso de fabricación. La costura de soldadura en los tubos soldados puede requerir una orientación controlada durante el doblado.
Expansión de tubos y unión de placas tubulares
La expansión mecánica, la expansión hidráulica, la expansión por explosión, la soldadura por sellado y la soldadura por resistencia generan diferentes condiciones de tensión y de inspección. El estado del cordón de soldadura, la tolerancia de la pared, la dureza, el juego entre el tubo y el orificio, el diseño de la ranura y la limpieza influyen en la unión. Es posible que sea necesario realizar uniones de prueba y ensayos de extracción o de fugas antes de la producción.
Soldadura orbital y de campo
Los extremos cortados deben ser rectos, limpios y estar libres de óxido, lubricante, impurezas de hierro y rebabas. Los procedimientos de soldadura deben controlar la purga, la protección, el aporte de calor, el material de aportación, la temperatura entre pasadas y la limpieza final. Los tubos sin costura siguen requiriendo soldaduras circunferenciales cualificadas en las uniones; “sin costura longitudinal” no significa “sin soldaduras en el sistema”.”
Limpieza y pasivación
La limpieza final debe ajustarse a los requisitos de la industria de procesos. Los sistemas de servicio químico, de oxígeno, farmacéuticos, las tuberías de gas para semiconductores y los intercambiadores de calor de agua de mar pueden requerir distintos límites en cuanto a residuos, partículas, rugosidad y embalaje. Los productos químicos de decapado o limpieza de aleaciones de níquel deben controlarse para evitar el ataque o la contaminación.
Coste, cantidad mínima de pedido, rendimiento y plazo de entrega
Los tubos soldados suelen presentar una ventaja comercial, ya que la banda plana o la chapa se pueden transformar de forma eficiente, especialmente en el caso de tubos de gran diámetro, pared delgada y gran longitud. Una mayor uniformidad de las paredes puede reducir el exceso de peso y el margen de mecanizado. Sin embargo, las tiras de aleaciones especiales de níquel pueden tener su propio mínimo de producción en fábrica, y la soldadura automática, la eliminación del cordón de soldadura, el trabajo en frío, el recocido de solubilización, los ensayos no destructivos (END) en toda la longitud y el embalaje especial añaden costes.
Los tubos sin costura suelen tener un coste de transformación más elevado debido a que la preparación de la barra, la extrusión o el perforado, las reducciones repetidas en frío, los recocidos intermedios, la pérdida de rendimiento y el utillaje suponen un gran esfuerzo. En el caso de un tamaño estándar, la diferencia puede ser mínima. Sin embargo, para un pedido personalizado de pequeña cantidad, el pedido mínimo de producción de tubos sin costura puede influir de manera determinante en el presupuesto.
La comparación de precios debe tener en cuenta la aleación, la norma, las dimensiones, el espesor mínimo de la pared, el estado, la longitud, la cantidad, los ensayos, la superficie, el corte, la documentación, el embalaje y la entrega. Un precio por kilogramo más bajo puede ocultar longitudes útiles más cortas, tolerancias más amplias, menos ensayos o una norma que no cumple con los requisitos.
Cómo comparar presupuestos de proveedores
| Línea de cotización | Pregunta que hay que hacer |
|---|---|
| Construcción | ¿El tubo es sin costura, tal y como se ha soldado, soldado y sometido a trabajo en frío, o soldado y recocido? |
| Estándar | ¿Se incluyen la clase UNS y la forma del producto indicadas en el ámbito de aplicación de la norma mencionada? |
| Base de la pared | ¿El precio se basa en el valor nominal de la emisión o en el valor mínimo garantizado de la emisión? |
| Tratamiento térmico | ¿Se incluye el recocido de solución final? ¿En qué atmósfera o en qué estado de la superficie? |
| Pruebas | ¿Qué ensayos mecánicos, de corrientes parásitas, ultrasónicos, hidrostáticos, neumáticos, de PMI o de corrosión se incluyen? |
| Longitud y rendimiento | ¿Las longitudes son fijas, aleatorias, unidas o están sujetas a una tolerancia de longitud mínima? |
| Documentos | ¿Se incluyen el MTC, los informes de ensayo, los registros de inspección, el origen y los certificados de terceros? |
| Entrega | ¿El plazo de entrega finaliza al término de la fabricación, a la salida del puerto o a la llegada al proyecto? |
Exija a los proveedores que indiquen en primer lugar la base solicitada y que incluyan las alternativas en líneas separadas. Una alternativa soldada a una solicitud de producto sin costura puede resultar útil, pero no debe incluirse en la oferta principal sin una aprobación técnica por escrito.
Secuencia de revisión por parte del comprador y el ingeniero
- Defina las características químicas del servicio, la temperatura normal y la temperatura de diseño, la presión interna y externa, el vacío, la velocidad, los sólidos, los productos químicos de limpieza, la vibración y la vida útil prevista.
- Comprueba si la normativa, el propietario, el licenciante o las especificaciones del equipo permiten el uso de tubos soldados.
- Selecciona la aleación teniendo en cuenta todas las condiciones mecánicas y de corrosión.
- Elige la norma del producto que se ajuste al grado, al método de construcción y a la aplicación.
- Calcula el espesor de pared necesario según la normativa aplicable e indica claramente si se trata del espesor nominal o mínimo.
- Defina el diámetro exterior, el espesor de la pared, la longitud, la rectitud, la ovalidad, la superficie, el estado del reborde, el tratamiento térmico y los requisitos de fabricación.
- Preparar el expediente de pruebas: MTC, ensayos mecánicos, ensayos no destructivos (NDE) en toda la longitud, ensayo de estanqueidad, análisis de materiales (PMI), informe dimensional, trazabilidad y puntos de control de terceros.
- Publica una solicitud de presupuesto comparable y exige que se enumeren todas las desviaciones técnicas y comerciales.
- Revisa la documentación y las marcas físicas antes de doblar, soldar, agrupar o instalar.
Lista de comprobación final para la solicitud de presupuesto de tubos de aleación de níquel
- Tipo de aleación, número UNS, nombre comercial y cualquier lista de materiales aprobada por el propietario
- Fabricación: sin costuras, soldada, soldada y sometida a trabajo en frío, o se admite una alternativa del proveedor
- Norma y revisión del producto, además de los requisitos de la norma ASME SB o del proyecto
- Aplicaciones: intercambiadores de calor, condensadores, líneas de proceso, instrumentación, hornos, componentes mecánicos, tubos capilares o serpentines
- Diámetro exterior, espesor nominal o mínimo de la pared, diámetro interior (si es relevante), ovalidad, excentricidad, rectitud y longitud
- Cantidad en unidades, metros, kilogramos, número de paquetes, margen de producción y piezas de repuesto
- Tratamiento térmico, templado, estado de trabajo en frío, decapado, recocido brillante, rectificado, pulido o rugosidad especificada
- Para tubos soldados: método de soldadura, material de aportación utilizado, eliminación del cordón de soldadura, deformación en frío, recocido de solubilización, ensayos no destructivos de la junta y orientación de la junta, si fuera necesario
- Fluido de servicio, concentración, contaminantes, presión, vacío, temperatura, velocidad, depósitos y ciclo de limpieza
- Proceso de fabricación: doblado, enrollado, expansión de tubos, soldadura orbital, mecanizado o soldadura de placas de tubos
- Ensayos: química, tracción, aplanamiento, abombamiento, dureza, tamaño de grano, corrientes de Foucault, ultrasónicos, hidrostáticos, neumáticos, PMI, corrosión o ensayos específicos del proyecto
- Certificado de inspección, trazabilidad, marcado, inspección por terceros, puntos de retención e idioma de la documentación
- Condiciones finales, tapones, limpieza, separadores, cajas de madera, desecante, embalaje para exportación y marcas de envío
- Destino, Incoterm, fecha de llegada requerida, validez del presupuesto, condiciones de pago y norma de desviación
Preguntas frecuentes
¿Es un tubo sin costura de aleación de níquel siempre mejor que un tubo soldado?
No. Los tubos sin soldadura no presentan soldadura longitudinal y son la opción preferida o obligatoria en algunas aplicaciones exigentes. Los tubos soldados pueden ser totalmente aceptables cuando la norma del producto, el proceso de soldadura, el tratamiento térmico, los ensayos, las dimensiones y el código de diseño respalden su uso.
¿Se pueden utilizar tubos de aleación de níquel soldados para alta presión?
Se puede utilizar cuando la normativa vigente y las especificaciones del producto lo permitan y el cálculo de diseño incluya los factores de construcción aplicables. La “alta presión” por sí sola no es información suficiente; es necesario tener en cuenta la aleación, la temperatura, el diámetro, el espesor mínimo de la pared, la carga cíclica, la eficiencia de la unión, el margen de corrosión y la inspección.
¿Qué opción ofrece una mayor resistencia a la corrosión?
La aleación base determina la resistencia principal a la corrosión. Los tubos sin costura evitan las variables propias de las zonas de soldadura, mientras que los tubos correctamente soldados, recocidos en solución, limpios e inspeccionados pueden ofrecer un rendimiento óptimo. Una fabricación deficiente o un mal estado de la superficie pueden dañar cualquiera de estos productos.
¿Qué recorrido presenta un espesor de pared más uniforme?
Los tubos soldados suelen beneficiarse del espesor uniforme de la banda laminada. Los tubos sin costura pueden presentar excentricidad derivada del perforado, aunque el trefilado en frío y el pilgerado permiten alcanzar tolerancias muy ajustadas. La tolerancia especificada y el informe de medición son más fiables que una suposición general.
¿Por qué los tubos soldados suelen ser más baratos?
La conversión a partir de productos planos puede ofrecer un mayor rendimiento y una producción eficiente de grandes dimensiones. La ventaja varía en función de la aleación, la disponibilidad de bandas, la cantidad, el proceso de soldadura, el recocido de solución, la eliminación de cordones, los ensayos y la entrega. Algunos tubos soldados especiales pueden resultar más caros que el material sin costura en stock.
¿Qué norma ASTM se aplica a los tubos de Inconel 625?
La norma ASTM B444 es una especificación habitual para tubos sin costura de la aleación 625, mientras que la norma ASTM B704 se aplica a los tubos soldados para calderas, intercambiadores de calor y condensadores de los grados incluidos en la lista, entre los que se encuentra el UNS N06625. Es necesario confirmar la aplicación exacta, la forma, las dimensiones y el código del proyecto.
¿Demuestra la prueba hidrostática que no hay defectos?
No. Una prueba hidrostática demuestra que el tubo ha resistido la presión de ensayo especificada sin fugas ni fallos. No sustituye a los ensayos por corrientes de Foucault, ultrasónicos, visuales, dimensionales ni de calidad de las soldaduras.
¿Sustituye el PMI al certificado de fábrica?
No. El análisis PMI ayuda a verificar la identidad de la aleación dentro de los límites de la capacidad del instrumento. No certifica el contenido de carbono, el tratamiento térmico, las propiedades mecánicas, las dimensiones, el tamaño del grano, la resistencia a la corrosión ni la calidad de la soldadura. Utilice el análisis PMI junto con el certificado específico del lote de tratamiento térmico y los informes de inspección.
¿Cuál es la información más importante que hay que incluir en un presupuesto de tubos?
Indique la aleación, el proceso de fabricación, la norma, el diámetro exterior, el espesor nominal o mínimo de la pared, la longitud, la cantidad, el tratamiento térmico, el acabado superficial, las condiciones de servicio, el método de fabricación, el alcance de los ensayos, los requisitos de certificación, el destino y la fecha de llegada prevista.
Posición definitiva en materia de adquisición: tubos de aleación de níquel sin costura frente a tubos soldados
La elección adecuada entre tubos de aleación de níquel sin soldadura y tubos soldados depende de la aplicación concreta. La construcción sin costura elimina la soldadura longitudinal y resulta muy útil cuando así lo exigen la normativa, el propietario, el servicio cíclico, el riesgo de presión, la geometría o la estrategia de inspección. La construcción soldada puede ofrecer una excelente consistencia dimensional, disponibilidad de grandes diámetros y una relación calidad-precio competitiva cuando la costura se fabrica, se somete a tratamiento térmico, se acaba y se examina conforme a una norma adecuada.
Una compra bien fundamentada tiene en cuenta la selección de la aleación, la norma del producto, el método de fabricación, el espesor mínimo de la pared, la normativa de diseño, el entorno de corrosión, el plan de fabricación, la inspección, la trazabilidad, el embalaje y la entrega. Además, evita afirmaciones generales como que un método es siempre más resistente, más seguro o más barato.
28Nickel suministra tubos sin costura y soldados de aleación de níquel, tuberías, chapas, barras, bobinas, alambre y material específico para proyectos destinados a aplicaciones industriales internacionales. Envíe las especificaciones completas, las dimensiones, la cantidad, los datos de servicio, el alcance de la inspección, el destino y el calendario para su revisión técnica y comercial.