La temperatura es un factor ambiental crítico que puede influir significativamente en el rendimiento de diversos materiales, incluidos los tubos de acero soldados galvanizados. Como proveedor de tubos de acero soldados galvanizados, comprender cómo la temperatura afecta el rendimiento de estos tubos es esencial para garantizar su uso adecuado y satisfacer las necesidades de nuestros clientes. En este blog profundizaremos en los efectos de la temperatura en los tubos de acero soldados galvanizados desde múltiples aspectos.
Propiedades mecánicas
Efectos de alta temperatura
A altas temperaturas, las propiedades mecánicas de los tubos de acero soldados galvanizados sufren cambios significativos. Uno de los efectos más notables es la reducción de la fuerza. A medida que aumenta la temperatura, la estructura atómica del acero se vuelve más activa y los enlaces entre los átomos se debilitan. Esto conduce a una disminución del límite elástico y de la resistencia máxima a la tracción del tubo.
Por ejemplo, en un estudio realizado con materiales de acero similares, cuando la temperatura alcanzó los 400 - 500 °C, el límite elástico del acero comenzó a disminuir rápidamente. Alrededor de 600 - 700°C, la resistencia del acero puede caer a menos de la mitad de su valor a temperatura ambiente. Esta reducción de la resistencia puede ser una preocupación importante en aplicaciones donde el tubo necesita soportar cargas pesadas. Por ejemplo, en sistemas de tuberías industriales que transportan fluidos a alta temperatura, es posible que el tubo debilitado no pueda soportar la presión interna, lo que aumenta el riesgo de fugas o incluso de ruptura.
Otro aspecto importante es el cambio de ductilidad. A altas temperaturas, el acero se vuelve más dúctil. Esto significa que puede deformarse más fácilmente sin fracturarse. Si bien una mayor ductilidad puede ser beneficiosa en algunos procesos de conformado, también puede ser un problema en aplicaciones de carga. Una deformación excesiva puede provocar una desalineación en el sistema de tuberías, afectando la funcionalidad general del sistema.
Efectos de baja temperatura
Las bajas temperaturas tienen un efecto opuesto sobre las propiedades mecánicas de los tubos de acero soldados galvanizados en comparación con las altas temperaturas. A bajas temperaturas, el acero se vuelve más quebradizo. La tenacidad al impacto del acero disminuye significativamente, lo que significa que es más probable que se rompa bajo cargas de impacto.
El fenómeno de la fragilidad en frío está estrechamente relacionado con la estructura cristalina del acero. A medida que desciende la temperatura, el movimiento de las dislocaciones en la red cristalina se vuelve más difícil. Cuando se aplica una carga de impacto, el acero no puede deformarse plásticamente para absorber la energía y, en cambio, se fractura repentinamente. Esto es una preocupación grave en regiones de clima frío o en aplicaciones donde los tubos están expuestos a temperaturas criogénicas, como en sistemas de refrigeración o en oleoductos y gasoductos del Ártico.
Resistencia a la corrosión
Corrosión a alta temperatura
La temperatura también tiene un profundo impacto en la resistencia a la corrosión de los tubos de acero soldados galvanizados. El recubrimiento de zinc en la superficie del tubo proporciona una capa protectora que evita que el acero subyacente se corroa. Sin embargo, a altas temperaturas, aumenta la tasa de oxidación del recubrimiento de zinc.
Cuando la temperatura supera un cierto umbral, normalmente entre 200 y 300 °C, el zinc comienza a reaccionar con el oxígeno del aire más rápidamente, formando óxido de zinc. A medida que la capa de óxido de zinc se espesa, puede perder su adhesión a la superficie del acero, exponiendo el acero subyacente al ambiente corrosivo. Además, los ambientes con altas temperaturas también pueden contener otras sustancias corrosivas, como los compuestos de azufre en los gases de combustión industriales. Estas sustancias pueden reaccionar con el recubrimiento de zinc y el acero, acelerando el proceso de corrosión.
Corrosión a baja temperatura
En ambientes de baja temperatura, el mecanismo de corrosión es diferente. La humedad del aire puede condensarse en la superficie del tubo y formar una fina capa de agua. Si la temperatura es lo suficientemente baja, esta agua puede congelarse y la expansión del hielo puede dañar el recubrimiento de zinc. Una vez que el recubrimiento se daña, el acero queda expuesto al ambiente corrosivo y puede ocurrir corrosión.
Además, en las regiones frías se suelen utilizar sales descongelantes en las carreteras. Cuando estas sales entran en contacto con los tubos de acero soldados galvanizados, pueden aumentar la conductividad de la solución electrolítica en la superficie del tubo, acelerando el proceso de corrosión electroquímica.
Calidad de soldadura
Impacto de alta temperatura en soldaduras
Las soldaduras en Tubos de Acero Soldados Galvanizados son áreas críticas que pueden verse afectadas por la temperatura. A altas temperaturas, la zona afectada por el calor (HAZ) alrededor de la soldadura puede experimentar cambios significativos en su microestructura. El rápido calentamiento y enfriamiento durante la soldadura ya crea una microestructura compleja en la ZAT. Cuando se exponen a altas temperaturas, los granos de la ZAT pueden crecer, lo que provoca una disminución de su resistencia y dureza.
Además, los ambientes de alta temperatura pueden provocar la difusión de elementos en la soldadura. Por ejemplo, el zinc del recubrimiento puede difundirse en el metal de soldadura, lo que puede afectar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de la soldadura. Esto puede provocar un fallo prematuro de la soldadura en aplicaciones de alta temperatura.
Impacto de la baja temperatura en las soldaduras
Las bajas temperaturas también pueden plantear desafíos para las soldaduras. Durante el proceso de soldadura, si la temperatura ambiente es demasiado baja, se acelera la velocidad de enfriamiento del metal de soldadura. Esto puede dar lugar a la formación de microestructuras duras y quebradizas, como la martensita, en la soldadura. La martensita tiene poca tenacidad y es propensa a agrietarse.
Además, el estrés térmico generado durante el proceso de enfriamiento es más significativo a bajas temperaturas. Estas tensiones térmicas pueden provocar grietas en la soldadura o en la ZAT, reduciendo la integridad del tubo.
Aplicaciones y consideraciones
Dado el impacto significativo de la temperatura en el rendimiento de los tubos de acero soldados galvanizados, es crucial seleccionar el tubo apropiado para diferentes aplicaciones de temperatura.
En aplicaciones de alta temperatura, como en centrales eléctricas, plantas de procesamiento químico o sistemas de escape de alta temperatura, se deben elegir tubos con mayores propiedades de resistencia al calor. Se pueden agregar revestimientos especiales o elementos de aleación para mejorar la resistencia a altas temperaturas y a la corrosión de los tubos.
En aplicaciones de baja temperatura, se deben seleccionar tubos con buena tenacidad al impacto. Por ejemplo, en proyectos de construcción en climas fríos o instalaciones de almacenamiento criogénico, se pueden utilizar tubos hechos de aceros con bajo contenido de carbono con un tratamiento térmico adecuado para reducir el riesgo de fragilidad por frío.
Como proveedor deTubos de acero soldados galvanizados, ofrecemos una amplia gama de productos adecuados para diferentes condiciones de temperatura. NuestroTubo de tubería de acero inoxidable soldadoProporciona una excelente resistencia a la corrosión en ambientes de alta y baja temperatura, mientras que nuestroTubo de acero soldado por resistencia eléctricaes conocido por sus soldaduras de alta calidad y su rendimiento confiable.
Si necesita tubos de acero soldados galvanizados para su proyecto, le recomendamos que se ponga en contacto con nosotros para obtener más información. Nuestro equipo de expertos puede ayudarlo a seleccionar los tubos más adecuados según sus requisitos de temperatura específicos y otras condiciones de aplicación. Estamos comprometidos a brindar productos de alta calidad y un excelente servicio al cliente para satisfacer sus necesidades.
Referencias
-Comité del Manual de la MAPE. Manual de ASM Volumen 1: Propiedades y selección: hierros, aceros y aleaciones de alto rendimiento. MAPE Internacional, 1990.
- KL Decker, “Efecto de la temperatura sobre las propiedades mecánicas del acero”, Journal of Materials Science, vol. 15, núm. 2, 1980.
- RW Revie, Corrosión y control de la corrosión: una introducción a la ciencia y la ingeniería de la corrosión. John Wiley e hijos, 2008.
