Propiedades de los tubos de acero al carbono

El acero suele ser un material muy resistente y duradero. Puede tener una amplia gama de variedades en función de las distintas aplicaciones. La tubería de acero al carbono es uno de los artículos más populares utilizados en la construcción. Además, también podemos ver su aplicación en vehículos pesados, como el transporte de petróleo, alimentos y cemento. Debido a las notables ventajas de los tubos de acero al carbono, son frecuentes en una amplia gama de aplicaciones. En el artículo de hoy, hablaremos de esas propiedades y aplicaciones.

Empezaremos por comprender las propiedades fundamentales de los tubos de acero al carbono. A continuación, hablaremos de algunas de sus aplicaciones reales. Además, también es fundamental comprender la diferencia entre el acero al carbono y el acero inoxidable. Aprenderemos sus propiedades y aplicaciones distintivas. Por último, vamos a discutir algunos consejos sobre la elección de la tubería CS derecha. Por lo tanto, esta discusión va a ser una guía completa sobre los tubos de acero al carbono.

¿Qué es un tubo de acero al carbono?

Un tubo metálico de acero al carbono se denomina tubo de acero al carbono. Se trata de una estructura tubular compuesta principalmente de hierro y carbono. La combinación de estos dos materiales contribuye a sus propiedades distintivas. Sin embargo, en función de las diferentes aplicaciones, las propiedades y la aplicación de los tubos de acero al carbono también pueden variar.

El objetivo principal de los tubos de acero al carbono es transportar fluidos, gases y otros materiales. En algunos casos, los tubos de acero al carbono también se utilizan en la construcción con fines estructurales. La robusta construcción del acero al carbono garantiza la integridad de las sustancias transportadas. Como resultado, la tubería de acero al carbono se convirtió en un elemento infraestructural indispensable en el proyecto.

Propiedades de los tubos de acero al carbono

El acero al carbono se presenta en una amplia gama de variedades. Los tipos de acero CS también pueden variar en función de la composición del material. Sin embargo, estos grados tienen propiedades distintas que los hacen adecuados para aplicaciones específicas. Exploremos cómo estos cambios en la composición del material alteran las propiedades de los tubos de acero al carbono.

Composición del material

La composición del acero al carbono determina sus propiedades mecánicas y químicas. Estas composiciones influyen en la idoneidad del acero al carbono para diversas aplicaciones. La composición incluye principalmente hierro y carbono. Sin embargo, también pueden contener elementos de aleación como manganeso, silicio, azufre y fósforo. La siguiente tabla representa la composición general de algunos ejemplos de materiales típicos de tuberías CS. Tenga en cuenta que el valor del contenido de los distintos materiales puede variar en función de los distintos grados y normas.

Tubería CS	Ejemplo	Hierro	Carbono	Manganeso	Fósforo	Silicona
Bajo	A36	98%	0.25%	1.03%	0.04%	0.28%
Medio	Acero 1040	98.6%	0.4%	0.9%	<0,05%	<0,04%
Alta	Acero 1095	98.4%	0.95%	0.5%	<0,05%	<0,04%

Propiedades físicas

El acero al carbono presenta diversas propiedades físicas que contribuyen a su variada utilidad. Entre ellas están la densidad y la conductividad térmica y eléctrica. Estas propiedades varían según las distintas calidades. También influyen en la idoneidad del material para aplicaciones específicas. La densidad proporciona información sobre el peso total y la resistencia del tubo. La conductividad térmica afecta a su rendimiento en entornos con temperaturas variables. Además, la conductividad eléctrica suele medir la capacidad del acero al carbono para conducir la corriente eléctrica.

Para una comparación exhaustiva, consulte la tabla siguiente. En ella se destacan las diferencias en los atributos físicos entre los grados comunes de acero al carbono. Existen tres calidades típicas de acero al carbono. Son el acero con bajo contenido en carbono, el acero con contenido medio en carbono y el acero con alto contenido en carbono. Veamos sus cifras.

Limitaciones físicas	Acero bajo en carbono	Acero al carbono medio	Acero con alto contenido en carbono
Densidad (lb/in³)	0.103 - 0.292	0.280 - 0.285	0.0163 - 0.298
Conductividad térmica (BTU-in/hr-ft²-°F)	176 - 645	152 - 361	132 - 361
Conductividad eléctrica	15 - 20 (% IACS)	15 - 20 (% IACS)	15 - 20 (% IACS)

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas de un tubo de acero al carbono determinan su rendimiento en diversas condiciones. Entre ellas se incluyen la resistencia a la tracción, el límite elástico, la tenacidad a la fractura, el módulo de cizallamiento y el punto de fusión. La resistencia a la tracción mide la resistencia del material a una fuerza que lo separa. Por otro lado, el límite elástico indica la tensión a la que el material se deforma permanentemente.

Por otra parte, la tenacidad a la fractura mide la resistencia del acero al carbono a la fractura frágil. Simplemente, es la capacidad de soportar la propagación de grietas. El módulo de cizalladura mide la resistencia del acero al carbono a la deformación bajo esfuerzo cortante. Por último, el punto de fusión del acero al carbono es el intervalo de temperatura a partir del cual empieza a fundirse. Veamos estas cifras en la siguiente tabla.

Limitaciones mecánicas	Acero bajo en carbono	Acero al carbono medio	Acero con alto contenido en carbono
Resistencia a la tracción y al límite elástico	20300 - 347000 psi	35500 - 252000 psi	39900 - 484000 psi
Resistencia a la fractura	30,0 - 105 ksi-in½	73,7 - 130 ksi-in½	12,0 - 150 ksi-in½
Módulo de cizallamiento	10200 - 11600 ksi	10400 - 11900 ksi	11300 - 12000 ksi
Punto de fusión	2600°F	2597- 2800°F	2,800-2,900°F

Tipos de tubos de acero al carbono

La clasificación de los tubos de acero al carbono es necesaria para distinguir los diferentes propósitos de cada tipo. Por ejemplo, los tubos de acero al carbono soldados no pueden cumplir el objetivo principal de los tubos de acero al carbono sin soldadura. Por lo tanto, esta división proporciona una comprensión de las diversas formas de tubería de acero al carbono. También destaca sus aplicaciones específicas. Basado en distintos procesos de fabricación & funcionalidad, encontramos tres tipos de tuberías CS.

• Tubos de acero al carbono sin soldadura se fabrican mediante un proceso de fabricación continuo. Hay cuatro tipos de proceso de fabricación de tubos de acero. Son el molino de mandril, el tapón Mannesmann, el forjado y el proceso de fabricación por extrusión para tubos sin soldadura. Los tubos de acero al carbono sin soldadura proporcionan una mayor resistencia. Son sobre todo adecuados para aplicaciones de alta presión.
• Tubos soldados de acero al carbono también se fabrican mediante cuatro procesos principales de fabricación por soldadura. Son ERW, EFW, HFW y SAW. Los tubos de acero al carbono soldados son más baratos que los tubos de acero al carbono sin soldadura. Pero no pueden proporcionar la fuerza como la tubería de acero al carbono sin soldadura.
• Tubos de acero al carbono galvanizado someterse a un proceso de revestimiento. Este proceso consiste en aplicar una capa de zinc para proteger el acero de la corrosión. Esta capa adicional de revestimiento ofrece una resistencia superior a la corrosión.

Aplicaciones de los tubos de acero al carbono

Gracias a su versatilidad y fiabilidad, los tubos de acero al carbono son famosos en diversos sectores. Suelen ser la columna vertebral de infraestructuras esenciales. En la construcción, se utilizan ampliamente para el soporte estructural y el transporte de fluidos. Estos tubos son cruciales en los sistemas de fontanería, suministro de agua y evacuación de aguas residuales.

Además, los tubos de acero al carbono también son frecuentes en la industria del petróleo y el gas. En este sector, se utilizan en las tuberías para transportar petróleo crudo y gas natural. Además, los tubos de acero al carbono facilitan el transporte de materias primas en las industrias manufactureras. Por lo tanto, proporcionan estabilidad y fiabilidad en la generación de energía, el procesamiento químico y la construcción de infraestructuras. Todo ello hace de los tubos de acero al carbono un componente esencial en diversas aplicaciones industriales.

Acero al carbono frente a acero inoxidable

El acero al carbono y el acero inoxidable son materiales de construcción muy utilizados en muchas industrias. Cada uno de estos materiales ofrece ventajas y aplicaciones únicas. La siguiente tabla enseñará las diferencias fundamentales entre una tubería de acero inoxidable y una de acero al carbono.

Propiedad	Tubo de acero al carbono	Tubos de acero inoxidable
Composición	Principalmente hierro y carbono con oligoelementos	Hierro, cromo, níquel y diversos elementos de aleación
Resistencia a la corrosión	Susceptible a la corrosión, especialmente en condiciones duras	Excelente resistencia a la corrosión, adecuada para entornos difíciles
Resistencia a la tracción	Generalmente inferior al acero inoxidable	Mayor resistencia a la tracción, lo que proporciona una mayor integridad estructural
Coste	Normalmente más económico	Mayor coste debido a los elementos de aleación y al proceso de fabricación
Soldabilidad	Generalmente buena soldabilidad	Algunos grados pueden requerir técnicas de soldadura especializadas.
Propiedades magnéticas	Normalmente magnético	Depende de los grados específicos; algunos son amagnéticos
Aplicaciones	De uso común en diversas industrias para fines generales	Ampliamente utilizado en industrias que requieren resistencia a la corrosión (química, alimentaria, médica)

Cómo elegir el tubo de acero al carbono adecuado

Seleccionar la tubería de acero al carbono adecuada es una decisión crítica. Implica una evaluación exhaustiva de diversos factores. Todos estos factores contribuyen al rendimiento y la durabilidad óptimos de una aplicación específica.

• Requisitos del proyecto: En primer lugar, debe evaluar los requisitos de su proyecto. En este caso, puede evaluar la presión, la temperatura y el tipo de sustancias transportadas. Estos factores determinan el grado, el tamaño y el tipo de tubo de acero al carbono adecuados.
• Factores medioambientales también son esenciales a tener en cuenta. En este caso cabe destacar la exposición a elementos corrosivos, temperaturas extremas o la atmósfera. Estos factores son necesarios a la hora de utilizar determinados grados o revestimientos. De hecho, la elección correcta aumenta la durabilidad y la resistencia a la corrosión.  
• Normas del sector garantía de que el tubo elegido cumple los requisitos de seguridad, calidad y rendimiento. También proporciona confianza en su idoneidad para la aplicación prevista.
• Presupuesto: Puede evaluar las limitaciones presupuestarias y equilibrarlas con la calidad y el rendimiento deseados. Los distintos tipos y calidades de tubos de acero al carbono tienen costes diferentes. Por eso, encontrar el equilibrio adecuado garantiza la rentabilidad sin comprometer la funcionalidad.
• Expertos e ingenieros consultores puede aportar información valiosa. Ayuda a seleccionar el tubo de acero al carbono más adecuado basándose en su experiencia y conocimientos.

Resumen

¡Vamos a envolver todo! La tubería de acero al carbono es un tipo popular de producción de acero. El contenido de carbono en estos materiales suele dividirlos en tres grados principales. Son los aceros de bajo, medio y alto contenido en carbono. Debido a este contenido variable de carbono, las propiedades de cada grado también varían. Ya las hemos enumerado brevemente.

Además, hemos pasado por diferentes tipos de tubos de acero al carbono. Se trata de tubos de acero al carbono sin soldadura, soldados y galvanizados. Cada tipo ofrece ventajas y aplicaciones únicas. Además, también hemos aprendido las diferencias fundamentales entre los tubos de acero inoxidable y los de acero al carbono. Al final, discutimos la elección de la tubería de acero al carbono adecuada para su proyecto. Por lo tanto, esperamos que este artículo le da un conocimiento suficiente de los tubos de acero al carbono. Para obtener más información, no dude en contactar con nosotros.