Introducción
Tubos de acero inoxidable (SS) se encuentran entre los tubos preferidos por su versatilidad y propiedades únicas. Estos tubos son muy resistentes a la oxidación y funcionan excepcionalmente bien en entornos húmedos o químicamente agresivos (especialmente los que contienen ácidos o cloruros).
Las previsiones de mercado indican que, impulsado por el aumento de la demanda, el mercado de tubos de acero inoxidable alcanzará los $48-50.000 millones en 2032. Con una amplia gama de usos, los tubos de acero inoxidable se utilizan en múltiples industrias. Se utilizan principalmente para el transporte de petróleo y gas, con fines estéticos y para aplicaciones de soporte estructural, médicas y de procesamiento de alimentos.
Sumerjámonos en el artículo para saber más sobre los tubos de acero inoxidable.
Tubos de acero inoxidable
Los tubos de acero inoxidable son tubos metálicos huecos de alta calidad, duraderos y resistentes a la oxidación. Se basan en una aleación a base de hierro que contiene 10,5% de cromo. Dependiendo del grado, pueden añadirse otros elementos, como níquel y molibdeno. El contenido suficiente de cromo en el acero inoxidable aumenta su resistencia a la corrosión al formar una capa de óxido pasiva.
El nacimiento del acero inoxidable se remonta a 1913. Fue entonces cuando Harry Brearly, en Sheffield, descubrió el acero al cromo mientras buscaba acero resistente a la corrosión para los cañones de las armas. Al principio lo llamó "acero inoxidable". Esto sentó las bases del acero inoxidable, que requiere suficiente cromo para conferirle propiedades resistentes a la corrosión y a la oxidación.
Tras esta revolución, varios avances propiciaron su mayor adopción por parte de los fabricantes. Esto allanó el camino para el uso del acero inoxidable en la fabricación de tubos y tuberías.
Hoy en día, los tubos de acero inoxidable están disponibles en varios grados y tipos. Son los más utilizados en múltiples industrias para diversos fines. Esto se debe a las propiedades superiores que los distinguen de otras variedades de tubos de acero. Entre ellas se incluyen la facilidad de limpieza, la resistencia, la durabilidad y la estética, entre otras.
Composición y características de los tubos de acero inoxidable
Los tubos de acero inoxidable son principalmente una aleación a base de hierro, compuesta por componentes como:
- Hierro: Sirve de material de base y representa el 60-70% de la aleación.
- Cromo: 10,5% a 30% en bases de composición de los grados específicos.
En diversos aceros inoxidables se añaden otros materiales en diferentes cantidades:
- Níquel (8-15%)
- Molibdeno (0,5-3%)
- Carbono (0,01- 1,2%)
- Otros son el manganeso (0,5-7%), el silicio (0,5-1,5%), el nitrógeno (0,1-0,2%), el azufre (0,01-0,03%), el fósforo (0,02-0,03%), etc.
Debido a la composición de este material, el acero inoxidable posee algunas características únicas. Éstas son las siguientes:
- Resistencia a la corrosión: Excelente, gracias a la capa de óxido de cromo; reforzada por el molibdeno para la resistencia a los cloruros.
- Resistencia criogénica a bajas temperaturas: Conserva una gran tenacidad y ductilidad a temperaturas bajo cero, y a menudo gana resistencia. Al mismo tiempo, resiste el agrietamiento frágil en condiciones de frío extremo.
- Resistencia y durabilidad: Tiene capacidad para soportar condiciones de mayor presión y esfuerzos de tracción, proporcionando una gran resistencia al desgaste
- Propiedades magnéticas: Algunos tipos de acero inoxidable, como los ferríticos con bajo contenido en níquel, presentan buenas propiedades magnéticas.
- Limpiabilidad: Su limpieza es más higiénica que la del aluminio, el vidrio y otros materiales.
- Estética: Ofrece un acabado atractivo y un aspecto agradable.
Tipos de tubos de acero inoxidable
Clasificación por método de producción:
Tubos sin soldadura: Estos tubos no requieren soldadura. Para ello, se perfora un tocho macizo para formar un cilindro hueco, se extruye y se enrolla al tamaño requerido. Al no tener costuras, destacan por su resistencia y durabilidad. Pueden tolerar altas presiones y temperaturas, y ofrecen una resistencia superior a la corrosión. Gracias a estas propiedades, se utilizan en los sectores mecánico, químico y petroquímico.
Tubos soldados: Los tubos de acero inoxidable con costuras se sueldan. Estas soldaduras pueden ser longitudinales o a lo largo de la bobina de fleje de acero, y pueden soldarse utilizando diversos métodos. Entre ellos, la soldadura por arco sumergido (SAW), la soldadura por resistencia eléctrica (ERW), la soldadura por gas inerte metálico (MIG) y otros. Este tipo de soldadura los hace más asequibles, pero su resistencia puede ser inferior a la de los tubos sin soldadura. Sin embargo, ofrecen una buena resistencia a la presión y a la corrosión y son muy versátiles. Se utilizan como soporte estructural en aplicaciones de fontanería.
Clasificación por material/grado:
Los grados de acero inoxidable más comunes son los siguientes:
| Variedades | Grado | Composición | Características |
| Calidades austeníticas | 304 | Hierro: equilibrio
Cromo: 18-20,0% Níquel: 8-10.5% Carbono: ≤0,08% |
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| 304L
(bajas emisiones de carbono) |
Hierro: equilibrio
Cromo: 18-20% Níquel: 8-10.5% Carbono: ≤0.030% |
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| 316 | Hierro: equilibrio
Cromo:16-18% Níquel: 10-14% Molibdeno: 2-3% Carbono: ≤0,08% |
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| 316L
(bajas emisiones de carbono) |
Hierro: equilibrio
Cromo:16-18% Níquel: 10-14% Molibdeno: 2-3% Carbono: ≤0.030% |
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| 321 | Hierro: equilibrio
Cromo:17-19% Níquel: 9-12% Carbono: ≤0,08% Titanio: inferior o máximo 0,7% (para estabilización) |
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| Grado férrico | 430 | Hierro: equilibrio
Cromo:16-18% Carbono:0.12% |
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| Grado martensítico | 410 | Hierro: equilibrio
Chromium:11.5-13.5% Carbono:0,15-0,3% |
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| Dúplex | 2205 | Hierro: equilibrio
Cromo:22-23% Níquel: 4,5-6,5% Molibdeno: 3% Carbono: 0,030% |
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Clasificación por aplicaciones:
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- Tuberías decorativas: estos tubos de acero inoxidable son conocidos por su acabado superficial brillante y liso. Por eso se utilizan en aplicaciones decorativas y arquitectónicas como muebles, barandillas de escaleras y otras aplicaciones domésticas.
- Tuberías de productos: Diferentes componentes y productos, como ejes huecos, cojinetes y otros componentes de automoción, incluyen a menudo pequeños tubos; éstos suelen ser de acero inoxidable. Estos tubos ofrecen maquinabilidad y precisión dimensional, vitales para tales aplicaciones. Las normas sobre tubos para este tipo de aplicaciones son la A554 y la ASTM A511.
- Tuberías industriales: Los tubos de acero inoxidable son muy resistentes a la corrosión, la temperatura y los productos químicos, y ofrecen una gran resistencia a la tracción. Se utilizan en líneas de procesamiento químico y alimentario, así como en grandes unidades industriales, para transportar petróleo, gas y otros fluidos. Las industrias alimentarias utilizan los grados SS 304, 304L, 316, 316L y 321, dependiendo de la industria específica. Al mismo tiempo, la industria química utiliza 321, 347, 317L, 904L y otros.
- Tuberías sanitarias: Estos tubos de acero inoxidable son esenciales cuando la higiene es primordial. Pueden utilizarse en diversas industrias para evitar la corrosión y la contaminación. La norma de tuberías ASTM A270 se aplica a este tipo de aplicaciones.
- Tubos con formas especiales: Estos tubos pueden personalizarse con formas distintas a las de los cilindros. Pueden utilizarse para casos especiales, como aplicaciones arquitectónicas o equipos especiales.
Proceso de fabricación de tubos de acero inoxidable
Las principales fases de fabricación de los tubos de acero inoxidable implican algunos pasos que se comentan a continuación:
- Selección de materias primas: El proceso comienza con la selección de los materiales básicos, como el hierro, el cromo y el níquel. Se añaden todos a un alto horno que funde el material. Aquí, la temperatura ronda los 1200 grados. Se forma un tocho sólido o planchón. Se añaden otros materiales, como molibdeno, carbono, azufre, fósforo, etc., para conferir propiedades distintas.
- Formación de tuberías: Los desbastes o palanquillas se perforan, se laminan y se extrusionan en chapas de acero. Para los tubos soldados, se forman chapas cilíndricas, mientras que para los tubos sin soldadura, el material se mecaniza desde el centro, produciendo un cilindro hueco.
- Soldadura: Para fabricar cilindros se sueldan por los bordes chapas de acero inoxidable rayado. En este caso, se utilizan distintos métodos de soldadura según las necesidades. Este paso se omite en los tubos sin soldadura, ya que no requieren soldadura.
- Tratamientos posteriores a la formación: Tratamiento térmico se llevan a cabo una vez conformados los tubos. Se trata del recocido, la normalización y otros procesos para añadir resistencia y mejorar las propiedades mecánicas. El otro proceso consiste en desincrustar, enderezar, etc.
- Corte y acabado: Ahora se retiran las partes dañadas y se cortan y dimensionan los tubos, que luego se someten al proceso de acabado (si es necesario).
Ventajas y desventajas de los tubos de acero inoxidable
Ventajas:
- Alta resistencia a la corrosión: Cuando el cromo reacciona con el oxígeno en un entorno controlado, forma una película de óxido de pasivación. Esto mejora la resistencia a la corrosión del acero inoxidable y resulta beneficioso en diversas aplicaciones e industrias.
- 100% reciclable: Cuando no se utiliza, se puede reciclar y se pueden fabricar otros productos útiles con el material.
- Aspecto atractivo: El acabado de espejo y la superficie pulida son excepcionales. Puede ser beneficioso para aplicaciones estéticas y arquitectónicas en las que el aspecto es crucial.
- Alta resistencia y durabilidad: Con todo lo anterior, también sirve para una alta resistencia a la tracción y durabilidad. Soporta altas presiones y se utiliza en aplicaciones estructurales que dan servicio a entornos exigentes.
Desventajas:
- De alto precio: El elevado coste de las materias primas hace subir los precios de los tubos de acero inoxidable.
- Instalación desafiante: La instalación requiere herramientas y equipos especializados, lo que puede resultar difícil para personas sin experiencia.
- Dificultad para soldar: Los tubos de acero inoxidable son resistentes al calor, lo que los hace propensos a las dificultades de soldadura.
- Pesado: El gran peso puede acarrear muchas dificultades. Entre ellas, el transporte, las instalaciones, etc.
Conclusión
Para concluir, este artículo ofrece una visión detallada de los tubos de acero inoxidable, que se encuentran entre los preferidos y más utilizados para diversas aplicaciones. El componente único, el cromo, en la aleación a base de hierro, junto con otros componentes, distingue a estos tubos. La adición de cromo proporciona una gran resistencia a la corrosión. También ofrece resistencia al calor, alta resistencia, durabilidad y un aspecto muy atractivo. Con tantos tipos y calidades, debe elegir según sus aplicaciones preferidas. Cómo comprar tubos de acero inoxidable de alta calidad de un fabricante fiable es siempre importante. Para consultas, Contacto ¡hoy!