Fabricados con materias primas como hierro, aluminio, carbono, manganeso, titanio, vanadio y circonio, los tubos de acero son fundamentales para la producción de tuberías para aplicaciones que abarcan sistemas de calefacción y fontanería, ingeniería de carreteras, fabricación de automóviles y incluso medicamentos (para implantes quirúrgicos y válvulas cardíacas).

Con su desarrollo que se remonta a los avances de ingeniería que datan de 1800, sus métodos de construcción se adaptan a los diferentes diseños para una infinidad de propósitos.

TL; DR (demasiado largo; no se leyó)

Los tubos de acero se pueden construir con soldadura o utilizando un proceso continuo para una variedad de propósitos. El proceso de fabricación de tubos, que se ha practicado durante siglos, implica el uso de material desde aluminio hasta circonio a través de varios pasos, desde materias primas hasta un producto terminado que ha tenido aplicaciones en la historia desde la medicina hasta la fabricación. el proceso de fabricación de tubos

Los tubos de acero, desde la fabricación de automóviles hasta las tuberías de gas, pueden soldarse a partir de aleaciones (metales hechos de diferentes elementos químicos) o construirse sin problemas a partir de un horno de fusión.

Mientras Los tubos soldados se unen mediante métodos como calefacción y refrigeración, y se utilizan para aplicaciones más pesadas y más rígidas, como fontanería y transporte de gas, los tubos sin costura se crean a través del estiramiento y el vaciado para propósitos más livianos y delgados, como bicicletas y transporte de líquidos.

El método de producción presta mucho a los diversos diseños de la tubería de acero. Cambiar el diámetro y el grosor puede generar diferencias en la resistencia y flexibilidad para proyectos a gran escala, como tuberías de transporte de gas e instrumentos precisos, como agujas hipodérmicas.

La estructura cerrada de un tubo, ya sea redondo, cuadrado o cualquier forma, puede adaptarse a cualquier aplicación que se necesite, desde el flujo de líquidos hasta la prevención de la corrosión.
El proceso de ingeniería paso a paso para tubos de acero soldados y sin costura

El proceso general de fabricación de acero los tubos implican convertir el acero en bruto en lingotes, flores, losas y palanquillas (todos los cuales son materiales que pueden soldarse), crear una tubería en una línea de producción y formar la tubería en un producto deseado.
••• Syed Hussain Ather Creación de lingotes, flores, placas y billetes

El mineral de hierro y el coque, una sustancia rica en carbono del carbón calentado, se funden en una sustancia líquida en un horno y luego se pulverizan con oxígeno para crear acero fundido. Este material se enfría en lingotes, grandes piezas de fundición de acero para almacenar y transportar materiales, que se forman entre rodillos bajo altas cantidades de presión.

Algunos lingotes se pasan a través de rodillos de acero que los estiran en piezas más delgadas y largas para crear flores, intermedios entre el acero y el hierro. También se enrollan en losas, piezas de acero con secciones transversales rectangulares, a través de rodillos apilados que cortan las losas en forma.
Elaboración de estos materiales en tubos

Se aplanan más dispositivos rodantes, un proceso conocido como acuñación - Florece en palanquillas. Estas son piezas de metal con secciones transversales redondas o cuadradas, que son aún más largas y delgadas. Las tijeras volantes cortan las palanquillas en posiciones precisas para que las palanquillas se puedan apilar y formar tubos sin costura.

Las losas se calientan a aproximadamente 2,200 grados Fahrenheit (1,204 grados Celsius) hasta que sean maleables y luego se diluyen en skelp, que son tiras estrechas de cinta de hasta 0.25 millas (0.4 kilómetros) de largo. Luego, el acero se limpia utilizando tanques de ácido sulfúrico seguido de agua fría y caliente y se transporta a fábricas de fabricación de tuberías.
Desarrollo de tuberías soldadas y sin costura

Para las tuberías soldadas, una máquina de desenrollado desenrolla el skelp y lo pasa a través de los rodillos para hacer que los bordes se doblen y creen formas de tubería. Los electrodos de soldadura usan una corriente eléctrica para sellar los extremos antes de que un rodillo de alta presión lo apriete. El proceso puede producir tuberías tan rápido como 1.100 pies (335,3 m) por minuto.

Para tuberías sin costura, un proceso de calentamiento y laminación a alta presión de palanquillas cuadradas hace que se estiren con un agujero en el centro . Los laminadores perforan la tubería para obtener el espesor y la forma deseados.
Procesamiento adicional y galvanización

El procesamiento adicional puede incluir enderezar, enhebrar (cortar ranuras apretadas en los extremos de las tuberías) o cubrir con un aceite protector de zinc o galvanizado para evitar la oxidación (o lo que sea necesario para el propósito de la tubería). La galvanización generalmente involucra procesos electroquímicos y de electrodeposición de recubrimientos de zinc para proteger el metal de materiales corrosivos como el agua salada.

El proceso actúa para disuadir a los agentes oxidantes nocivos en el agua y el aire. El zinc actúa como un ánodo del oxígeno para formar óxido de zinc, que reacciona con el agua para formar hidróxido de zinc. Estas moléculas de hidróxido de zinc forman carbonato de zinc cuando se exponen al dióxido de carbono. Finalmente, una capa delgada, impenetrable e insoluble de carbonato de zinc se adhiere al zinc para proteger el metal.

Una forma más delgada, la electrogalvanización, se usa generalmente en piezas de automóviles que requieren pintura a prueba de herrumbre como el baño caliente. Reduce la resistencia del metal base. Los aceros inoxidables se crean cuando las piezas inoxidables se galvanizan en acero al carbono.
La historia de la fabricación de tuberías
••• Syed Hussain Ather

Mientras que las tuberías de acero soldadas se remontan a la invención del ingeniero escocés William Murdock de la quema de carbón sistema de lámparas hechas de barriles de mosquetes para transportar gas de carbón en 1815, las tuberías sin costura no se introdujeron hasta finales de la década de 1880 para transportar gasolina y petróleo.

Durante el siglo XIX, los ingenieros crearon innovaciones en la fabricación de tuberías, incluido el ingeniero James El método de Russell de usar un martillo para doblar y unir tiras planas de hierro que se calentaron hasta que fueron maleables en 1824.

El año siguiente, el ingeniero Comenius Whitehouse creó un mejor método de soldadura a tope que implicaba calentar hierro fino. hojas que se enrollaron en una tubería y se soldaron en los extremos. Whitehouse usó una abertura en forma de cono para curvar los bordes en forma de tubería antes de soldarlos en una tubería.

La tecnología se difundiría dentro de la industria de fabricación de automóviles y también se utilizaría para el transporte de petróleo y gas con nuevos avances tales como codos de tubos de conformación en caliente para producir productos de tubos doblados de manera más efectiva, y la formación continua de tubos en una corriente constante.

En 1886, los ingenieros alemanes Reinhard y Max Mannesmann patentaron el primer proceso de laminación para crear tubos sin costura a partir de varias piezas en la fábrica de archivos de su padre en Remscheid. En la década de 1890, el dúo inventó el proceso de laminado de pilgers, un método para reducir el diámetro y el grosor de la pared de los tubos de acero para una mayor durabilidad, que, con sus otras técnicas, formaría el "proceso Mannesmann" para revolucionar el campo de los tubos de acero. ingeniería.

En la década de 1960, la tecnología de control numérico por computadora (CNC) permitió a los ingenieros utilizar máquinas de reparación de inducción de alta frecuencia para obtener resultados más precisos utilizando mapas diseñados por computadora para diseños más complejos, curvas más estrechas y paredes más delgadas. El software de diseño asistido por computadora continuará dominando el campo con una precisión aún mayor.
El poder de las tuberías de acero

Las tuberías de acero generalmente pueden durar cientos de años con una gran resistencia a las grietas del gas natural y los contaminantes. en cuanto a los impactos con baja penetración en metano e hidrógeno. Se pueden aislar con espuma de poliuretano (PU) para conservar la energía térmica mientras se mantienen fuertes.

Las estrategias de control de calidad pueden utilizar métodos como el uso de rayos X para medir el tamaño de las tuberías y ajustarlas en consecuencia para cualquier varianza o diferencia. Esto garantiza que las tuberías sean adecuadas para su aplicación incluso en entornos cálidos o húmedos.