Guida completa ai tubi in acciaio inossidabile

Introduzione

I tubi in acciaio inossidabile sono oggi utilizzati in quasi tutti i principali settori industriali. Si trovano nell'industria delle costruzioni, nei sistemi automobilistici, negli aerei, nelle fabbriche, negli impianti chimici, negli impianti di trasformazione alimentare e nel settore medico. Sono molti i motivi per cui ha guadagnato popolarità, come ad esempio:

• Eccellente combinazione di qualità
• La forza
• Resistenza alla corrosione
• Lunga durata
• Aspetto moderno

I produttori si concentrano sulle proprietà che hanno reso i tubi in acciaio inossidabile uno dei materiali più stabili per le applicazioni strutturali e di movimentazione dei fluidi. Questo documento contiene tutti i dettagli da conoscere sui tubi in acciaio inossidabile. Dovrete sapere cos'è e qual è la procedura di produzione. I gradi e le dimensioni disponibili, il tipo di materiale e i numerosi settori industriali che lo utilizzano.

Informazioni sui tubi in acciaio inossidabile

Il produttore ha prodotto tubi in acciaio inossidabile, in particolare tubi cavi in acciaio inossidabile. Il metallo deve contenere almeno 10.5% cromo in massa per essere classificato come acciaio inossidabile. Il cromo deposita un sottile e invisibile strato di ossido. L'utente preferisce i tubi in acciaio inox perché la loro superficie si sigilla quando viene graffiata, motivo per cui l'acciaio inox è così resistente alla ruggine. Ciò significa che il rivestimento di ossido di cromo sui tubi in acciaio inossidabile li rende una scelta perfetta per l'uso in luoghi in cui sono esposti all'acqua o a sostanze chimiche.

Questi utilizzatori di ossido di cromo disperso possono utilizzare tubi in acciaio inossidabile.

• Trasporto dei fluidi
• Supporto strutturale
• Costruzione di macchine
• Apparecchiature sanitarie
• Applicazioni ad alta pressione

Ognuno di essi utilizza tubi in acciaio inossidabile. È resistente alle alte e basse temperature e alle sostanze chimiche. Grazie ai suoi numerosi vantaggi, i tubi in acciaio inossidabile sono diventati un componente essenziale in molti settori in tutto il mondo.

Gradi comuni di tubi in acciaio inossidabile

L'acciaio inossidabile è disponibile in diversi gradi che offrono diverse caratteristiche di resistenza, resistenza alla corrosione e resistenza al calore.

Gradi	Composizioni	Proprietà	Applicazioni
Grado 304	18% cromo e 8% nichel	Resistenza alla corrosione Conveniente Non-megnatico	Elettrodomestici da cucina Costruzione
Garde 316	2-3% Molibdeno 16-18% Cromo 10-14% Nichel	Resistenza al cloruro	Edilizia marina e costiera
Garde 430	16-18% Cromo Basso contenuto di carbonio	Magnetico	Decorazione architettonica
Garde 410	Maggiore contenuto di carbonio	Alta resistenza Trattabile termicamente	Parti di macchina resistenti all'usura
Grado 2205	22% Cromo 5-6% Nichel 3% Molibdeno	Elevata tenacità	Sistemi di trattamento chimico
17-4 PH	3-5% Nichel Aggiunte di rame	Stabilità dimensionale	Parti meccaniche che richiedono un'elevata resistenza

1. Acciai inossidabili austenitici della serie 300

È la famiglia più diffusa. È composta da gradi resistenti alla corrosione, altamente formabili e non magnetici. Quasi 70% di tubi in acciaio inossidabile sono prodotti da questa famiglia.

- Grado 304

Il tubo in acciaio inossidabile è Acciaio inossidabile 18/8. Il rapporto mostra che ha 18% cromo e 8% nichel. È inoltre bilanciato in termini di forza, resistenza alla corrosione ed economicità.

- Grado 316

L'acciaio inossidabile è di grado 316, il che significa che contiene più molibdeno. Include 2-3% molibdenoche migliora la resistenza ai cloruri. Può essere utilizzato in edifici marini e costieri, applicazioni chimiche e macchine mediche.

2. Acciai inossidabili ferritici (serie 400)

Si tratta di acciai magnetici e a basso tenore di carbonio. Si tratta di tubi in acciaio inox molto duttili e convenienti. Non sono resistenti come quelli della famiglia austenitica.

- Grado 430

Questo tipo di tubo in acciaio inossidabile rappresenta una soluzione economica. Si tratta di un materiale standard, a bassa corrosività e di bassa qualità.

3. Acciai inossidabili martensitici

I magneti in acciaio inossidabile della serie 400 sono simili all'acciaio inossidabile ferritico. Questi tubi sono trattati termicamente durante la produzione dell'acciaio inossidabile martensitico.

- Grado 410

È un buon grado con una moderata resistenza alla corrosione. Viene utilizzato sulle pale delle turbine, sui coltelli e in altre aree che richiedono un'elevata resistenza all'usura.

4. Acciai inossidabili duplex

Sono costituiti da acciaio inossidabile austenitico e ferritico. Sono due volte più resistenti degli acciai inossidabili tradizionali. Sono molto resistenti alle cricche e alla corrosione.

- Grado 2205

Si tratta di tubi in acciaio inossidabile duplex utilizzati regolarmente. Sono applicabili in impianti petroliferi e di gas, impianti chimici, attrezzature offshore e impianti di desalinizzazione.

5. Acciai inossidabili induriti per precipitazione (PH).

Il trattamento termico aumenta la resistenza molto elevata di questi acciai.

- 17-4 PH

Il 17-4 PH è caratterizzato da un buon equilibrio tra elevata forza e resistenza alla corrosione. Questi tubi trovano applicazione nelle valvole, nei componenti aerospaziali e nei sistemi ad alta pressione.

Tipi di tubi in acciaio inossidabile

- Tubi senza saldatura

I tubi lisci non necessitano di saldature. Si parte da una billetta solida e rotonda, che viene riscaldata e forata per formare un tubo cavo. Il tubo viene poi laminato e realizzato nelle dimensioni desiderate.

Caratteristiche principali

• Questi tubi non hanno una linea di saldatura.
• Hanno un funzionamento a pressione superiore
• I tubi hanno una struttura uniforme
• Applicazioni ad altissima pressione, ad alta temperatura e critiche

- Tubi saldati

La lamiera di acciaio inossidabile viene laminata e i bordi vengono saldati insieme. In questo modo si ottiene il tubo saldato desiderato. Le saldature vengono appiattite fino a ottenere una finitura pulita. La saldatura a corrente fornisce tubi robusti e solidi.

Caratteristiche principali

• Meno costoso del tubo liscio.
• I tubi saldati hanno una precisione dimensionale eccellente.
• Sono disponibili in lunghezze elevate e in numerose misure.
• Adatto per applicazioni a bassa e media pressione.

- Forme rotonde, quadrate e rettangolari

I tubi in acciaio inossidabile sono disponibili in diverse forme:

- Tubo tondo

Utilizzato per il flusso dei fluidi, il supporto strutturale, i componenti automobilistici e la sanificazione.

- Tubo quadrato

Viene utilizzato in edilizia, telai e architettura. Facile da saldare e assemblare.

- Tubo rettangolare

Vengono utilizzati quando è necessaria la resistenza di una forma piatta. Si tratta di telai, ringhiere e attrezzature.

Dimensioni e spessore della parete

Esiste un'eccellente varietà di tubi in acciaio inox di varie dimensioni. Le due dimensioni principali sono:

• Diametro esterno (OD)
• Spessore della parete (WT)

Il diametro interno (ID) e lo spessore della parete sono interdipendenti. Di solito, l'OD varia da Da 6 mm a 508 mme lo spessore delle pareti varia da Da 0,5 mm a 50 mma seconda dell'utilizzo. Le pareti dei tubi senza saldatura sono solitamente più spesse e di diametro inferiore. I tubi saldati possono avere un diametro maggiore e pareti più sottili.

La scelta delle dimensioni e dello spessore influisce:

• Valori di pressione
• La forza
• Capacità di flusso
• Peso
• Costo

Nelle applicazioni strutturali, gli ingegneri scelgono spesso i tubi per scopi portanti. Nei sistemi a fluido, la dimensione giusta è definita dalla portata e dalla pressione nominale.

Processo di produzione dei tubi in acciaio inossidabile

I due principali tipi di produzione sono quelli senza saldatura e quelli saldati.

- Processo di tubazione senza saldatura

- Preparazione della billetta

Una buona billetta di acciaio inox viene esaminata, lavata e riscaldata ad una temperatura superiore a 1,200 °C.

- Piercing

Un'asta di perforazione cava con una procedura rotante forma un guscio a pareti spesse.

- Allungamento e laminazione

Il guscio viene soffiato e dimensionato con precisione.

- Disegno a freddo

Migliora la finitura superficiale e riduce la precisione.

- Ricottura

Il trattamento termico allevia le tensioni e migliora la duttilità dei tubi in acciaio inossidabile.

- Raddrizzamento e taglio

L'ultima modifica consente di ottenere le lunghezze e la qualità desiderate.

Processo di tubazione saldata

- Taglio

Un enorme filo di acciaio inossidabile viene tagliato in strisce sottili dello spessore desiderato.

- Formazione

Il nastro viene piegato in un tubo mediante rulli.

- Saldatura

Per saldare i bordi si utilizza una saldatura TIG, laser o ad alta frequenza.

- Rimozione delle perle

I cordoni di saldatura sono appiattiti all'interno e all'esterno.

- Ricottura e dimensionamento

Il tubo viene riscaldato, formato e tagliato.

Entrambi sono sottoposti a test molto severi, tra cui prove idrostatiche, test a correnti parassite, ispezioni dimensionali e ispezioni superficiali.

Vantaggi principali della tubazione in acciaio inox

I vantaggi essenziali dei tubi in acciaio inossidabile sono numerosi:

• Uno strato di ossido di cromo impedisce la formazione di ruggine. Questo rende i tubi in acciaio inossidabile non corrosivi.
• Resistente agli agenti chimici, agli acidi, all'acqua salata e all'umidità.
• I tubi in acciaio inox sono molto resistenti alla trazione.
• Possono resistere alla deformazione e al sovraccarico di peso.
• Sono utilizzati nei sistemi ad alta pressione e ad alta temperatura dai produttori delle industrie.
• La resistenza media alla temperatura è compresa tra -196 °C e oltre 800 °C.
• Più appropriato per caldaie, forni, linee criogeniche e di scarico.
• I tubi in acciaio inossidabile sono lisci e non porosi. Non ospitano batteri. È idoneo allo stoccaggio nei settori farmaceutico, lattiero-caseario, alimentare e idrico.
• Il tubo in acciaio inox è contemporaneo e sanitario. È disponibile con finitura spazzolata, opaca, lucida o a specchio.
• Inoltre, riducono il costo di sostituzione a lungo termine.
• Questi tubi sono sostenibili. Offrono una capacità di riciclaggio pari a 100.

Tubi in acciaio inox contro altri materiali

I tubi in acciaio inossidabile presentano vantaggi e limiti. Per la produzione di tubi si possono utilizzare altri materiali. Ecco la tabella di confronto dei diversi materiali che possono essere utilizzati nella produzione.

I materiali	Vantaggi dell'acciaio inossidabile	Limitazioni di altri materiali
Acciaio al carbonio	I tubi in acciaio inox hanno una maggiore resistenza alla corrosione. Hanno un aspetto migliore. I tubi in acciaio inox non necessitano di rivestimento.	I tubi in acciaio al carbonio sono soggetti a corrosione. Di solito richiedono un rivestimento o uno strato protettivo per la resistenza alla corrosione. Hanno una durata di vita più breve.
Rame	I tubi in acciaio inox sono solidi e rigidi. Applicazioni ad alta pressione.	I tubi di rame sono facili da piegare ma tendono a corrodersi facilmente.
Alluminio	Forte e resistente I tubi in acciaio inox hanno prestazioni migliori in ambienti ad alta temperatura.	I tubi di alluminio si ammaccano molto facilmente. Sono morbidi e non sopportano pressioni elevate.
Plastica (PVC)	Resistenza al calore e alla pressione Prestazioni e durata elevate	Economicamente vantaggioso Non resiste alle alte temperature e alla pressione.

Applicazioni

I tubi in acciaio inossidabile sono utilizzati in oltre 30 settori principali. Alcuni dei principali impieghi sono:

1. Industria del petrolio e del gas

I tubi in acciaio inox sono utilizzati per applicazioni downhole nell'industria petrolifera e del gas. Questi tubi sono chimicamente resistenti e sono quindi adatti all'uso nelle linee di iniezione chimica e negli scambiatori di calore. Possono essere utilizzati in ambienti con pressione e temperatura elevate.

2. Chimica e petrolchimica

Questi tubi in acciaio inox trovano applicazione nelle linee di lavorazione. Possono essere utilizzati nelle apparecchiature di distillazione e nel trasporto degli acidi. I professionisti li utilizzano nei reattori ad alta temperatura.

3. Alimenti, latticini e bevande

Un'applicazione significativa nell'industria alimentare è quella delle linee del latte. Possono essere utilizzati nelle attrezzature per la produzione di birra e nelle tubazioni sanitarie. I sistemi Clean-in-place (CIP) dell'industria alimentare utilizzano tubi in acciaio inossidabile.

4. Prodotti farmaceutici e biotecnologie

I tubi per strumentazione e i sistemi di bioreattori sono realizzati con tubi in acciaio inossidabile. Le linee WFI e i percorsi dei fluidi sterili sono dotati di questi tubi per ottenere risultati migliori.

5. Pianificazione urbana e tecnologia edilizia

I tubi in acciaio inossidabile possono essere utilizzati per

• Corrimano
• Balaustre
• Telai strutturali
• Elementi di facciata

6. Automotive

I tubi di scarico, del carburante e dei freni di un'automobile sono realizzati in tubi di acciaio inossidabile.

7. Aerospaziale e difesa

Il tubo può essere utilizzato in

• Linee idrauliche
• Sistemi di erogazione del carburante
• Materiali di costruzione ultraleggeri

8. Generazione di energia

L'industria utilizza i tubi in acciaio inossidabile in:

• Tubi per caldaie
• Tubi del condensatore
• Scambiatore di calore impianti nucleari

9. Ingegneria marina e costiera

Grazie all'elevata resistenza ai cloruri, possono essere utilizzati in:

• Telai per barche
• Moli e banchine
• Tubazioni per acqua salata

Selezione della tubazione in acciaio inossidabile più adatta

La scelta del tubo appropriato deve essere fatta con un attento esame di molteplici fatti:

• Nella fase iniziale, valutare l'ambiente. Ciò significa l'uso di sostanze chimiche, la loro concentrazione e la temperatura di esercizio. Quindi, determinare la pressione del sistema per selezionare il grado di tubazione appropriato.

Il grado dei tubi in acciaio inox viene selezionato in base ai requisiti.

• Il 304 viene utilizzato quando è richiesta una resistenza generica.
• 316 viene utilizzato quando un cloruro più forte protezione è necessario.
• Il Duplex viene utilizzato quando è necessario un requisito di alta resistenza.

La selezione dei tubi d'acciaio saldati rispetto a quelli senza saldatura comporta

• Per applicazioni ad altissima pressione, scegliere tubi senza saldatura.
• Per applicazioni economiche, precise e ben lucidate, scegliete i tubi saldati.

Le dimensioni, lo spessore delle pareti, l'ID, la lunghezza e le tolleranze accettabili sono fattori chiave nella scelta di un tubo appropriato. I clienti hanno a disposizione una serie di opzioni di finitura superficiale per i tubi in acciaio inox. Possono essere rifiniti con finiture decorative, industriali, spazzolate, lucide o elettrolucidate, nonché con finiture ornamentali, sanitarie o architettoniche.

• Non violare ASTM, ASME, EN e ordinare un MTC.

Conclusione

I tubi in acciaio inox sono un punto di riferimento per l'ingegneria e il design moderni. La combinazione di caratteristiche quali:

• Resistenza alla corrosione
• La forza
• Capacità di lavorare ad alte temperature
• Proprietà igieniche

Gli operatori del settore scelgono i tubi giusti in base alla conoscenza di gradi, forme e dimensioni. Si concentrano sempre sulle tecniche di produzione e sulle prestazioni richieste. Avendo un'idea chiara di tutti questi fattori, saranno in grado di selezionare un tubo che funzioni in modo sicuro, efficiente e affidabile in qualsiasi applicazione. I tubi in acciaio inox per l'edilizia, i macchinari, i trasporti o i servizi igienici sono un investimento a lungo termine. Grazie alla sua durata, ai bassi requisiti di manutenzione e alla riciclabilità di alta qualità, sarà un investimento sensato per il presente e per il futuro.