Prevención de defectos en tuberías de acero: Causas, detección y soluciones

Defectos superficiales internos

1. Pliegue interior

Característica: Defecto en forma de diente de sierra recto o en espiral, semiespiral, en la superficie interior del tubo de acero.

Causas:

• Tubo en blanco: holgura central, segregación; residuo de cavidad de contracción grave; no metálico inclusiones superan la norma.
• Calentamiento desigual del tubo en bruto, temperatura demasiado alta o demasiado baja y tiempo de calentamiento demasiado largo.
• Área de perforación: fuerte desgaste de la parte superior; ajuste incorrecto de los parámetros de la máquina de perforación; envejecimiento de los rodillos de perforación, etc.

Inspección: No se permiten pliegues internos en la superficie interior del tubo de acero. El pliegue interior en el extremo del tubo debe repararse rectificando o cortando de nuevo. El valor real del espesor de la pared en la posición de rectificado no debe ser inferior al valor mínimo exigido por la norma. Debe rechazarse toda la longitud del pliegue interior.

2. Cicatriz interna

Características: La superficie interior del tubo de acero presenta manchas y cicatrices, que generalmente no arraigan y son fáciles de despegar.

Causas:

• Impurezas en el lubricante de grafito.
• La oreja de hierro del extremo posterior del tubo rugoso se introduce a presión en la pared interior del tubo de acero.

Inspección: No se permiten cicatrices internas en la superficie interior del tubo de acero. El extremo del tubo debe ser rectificado y cortado de nuevo. La profundidad del esmerilado no debe superar la desviación negativa de los requisitos de la norma, y el grosor real de la pared no debe ser inferior al valor mínimo exigido por la norma. Debe rechazarse toda la longitud de la cicatriz interna.

3. Piel rizada

Característica: Pequeña piel con rizos rectos o intermitentes en forma de uña en la superficie interior del tubo de acero. Suele aparecer en la cabeza del capilar y es fácil de desprender.

Causas:

• Ajuste incorrecto de los parámetros de la máquina de perforación.
• Acero pegajoso en la parte superior.
• Acumulación de piel de hierro oxidada en la tubería rugosa.

Inspección: En la superficie interior del tubo de acero se permite la piel rizada fácil de desprender (o que pueda quemarse durante el tratamiento térmico). En el caso de la piel rizada arraigada, debe esmerilarse o eliminarse.

4. Arañazo recto interno

Característica: Un arañazo recto de cierta anchura y profundidad en la superficie interior del tubo de acero.

Causas:

• La temperatura de laminación es baja, y la barra del núcleo está pegada con objetos duros de metal.
• Impurezas en el grafito, etc.

Inspección:

• La profundidad máxima del rayado recto interno permitido para tuberías de revestimiento y ordinarias es de 5% (la profundidad máxima para recipientes a presión es de 0,4mm).

Es necesario examinar cuidadosamente los arañazos rectos internos de Chad, que deben ser esmerilados o eliminados.

Los arañazos internos rectos de bordes afilados deben alisarse mediante rectificado.

5. Cumbrera interna

Característica: Saliente recto de cierta anchura y profundidad en la superficie interior del tubo de acero.

Causas: Fuerte desgaste de la barra del núcleo, rectificado irregular o demasiado profundo.

Inspección:

• Para tuberías de revestimiento y tuberías de conducción, la altura máxima de la cresta interna permitida es de 8% del grosor de la pared, y la altura máxima es de 0,8mm sin afectar al diámetro. La desviación debe repararse rectificando y cortando de nuevo.
• Para las tuberías ordinarias y las tuberías de conducción, la altura máxima de la cresta interna permitida es de 8% del espesor de la pared, y la altura máxima es de 0,8mm. La desviación debe repararse rectificando y cortando de nuevo.
• Para los tubos de acero que deben cumplir los requisitos de detección de defectos del nivel L2 (N5), la altura máxima de la cresta interna no debe superar 5% (la altura máxima es de 0,5 mm). La desviación debe repararse rectificando y cortando de nuevo.
• Las crestas internas de bordes afilados deben suavizarse mediante esmerilado.

6. Protuberancia interna

Características: Protuberancias convexas regulares en la superficie interior del tubo de acero sin dañar la superficie exterior.

Causas: Rectificado excesivo o pérdida de carne de los rodillos de laminación continua.

Inspección: Inspeccionar de acuerdo con los requisitos para las crestas internas.

7. Cóncavo de tracción

Característica: Picaduras regulares o irregulares en la superficie interior del tubo de acero sin daños en la superficie exterior.

Causas:

• Ajuste incorrecto de la rodadura continua, y las velocidades de rodadura de cada rodillo del bastidor no coinciden.
• Calentamiento desigual del tubo en bruto o temperatura demasiado baja.
• Desviación de la línea central de rodadura, colisión entre el tubo de acero y la vía de retroceso de rodadura continua, etc. (Nota: Esta razón se propuso en enero de 2003, y el principio aún se está estudiando).

Inspección: Se permite la existencia de cóncavos de tracción con una desviación negativa no superior al espesor de pared y un espesor de pared real superior al espesor de pared mínimo exigido. Las concavidades de tracción excesivas deben cortarse. (Nota: El desarrollo grave de cóncavas de tracción puede provocar desgarros, que deben inspeccionarse estrictamente).

8. Rosca interna (Este defecto sólo se produce en las unidades Assel)

Característica: Huellas en espiral en la superficie interior del tubo de acero, que aparecen sobre todo en la superficie interior de los tubos de pared fina y tienen un evidente tacto irregular.

Causas:

• Defectos inherentes al proceso de laminado oblicuo. Este defecto es más prominente cuando los parámetros de proceso del laminador de tubos Assel están mal ajustados.
• La distribución de la deformación no es razonable, y la reducción del espesor de pared de la fábrica de tubos Assel es demasiado grande.
• Configuración incorrecta de la ranura de rodadura Assel.

Inspección: La profundidad del defecto de la rosca interna en la tubería de acero no debe exceder de 0,3 mm y debe estar dentro de un cierto rango de tolerancia.

Defectos superficiales externos

1. Plegado exterior

Características: Plegado de la capa en forma de espiral en la superficie exterior del tubo de acero.

Causas:

1. Pliegues o grietas en la superficie del tubo.
2. Poros subcutáneos o inclusiones subcutáneas graves en el tubo en blanco.
3. Limpieza deficiente en la superficie de la pieza bruta del tubo, o en la oreja, cara equivocada, etc.
4. Arañazos en la superficie del tubo de acero causados por el levantamiento durante el laminado, que luego se presionan sobre la matriz del tubo de acero para formar pliegues externos.

Inspección: No se permite su existencia. Se pueden rectificar ligeros pliegues y, tras el rectificado, el valor real del espesor de pared y del diámetro exterior no deberá ser inferior al valor mínimo exigido por la norma.

2. Delaminación

Características: Estratificación y agrietamiento en forma de espiral o de bloque en la superficie del tubo de acero.

Causas: Graves inclusiones no metálicas, agujeros residuales de contracción o gran holgura en la pieza bruta del tubo.

Inspección: No se permite su existencia.

3. Cicatrices externas

Características: Manchas o cicatrices en la superficie exterior del tubo de acero.

Causas:

• Pegado del rodillo, envejecimiento, desgaste grave o marcas de arañazos.
• Objetos extraños o fuerte desgaste en los rodillos transportadores.

Inspección:

• La zona de la cicatrización debe triturarse o retirarse en trozos.
• Para las secciones de tubería con cicatrices, el área de cicatrización que exceda 10% debe cortarse o triturarse.
• Las cicatrices con una profundidad superior al 5% del grosor de la pared deben ser esmeriladas.
• El valor real del espesor de pared y del diámetro exterior en el lugar de rectificado no deberá ser inferior al valor mínimo exigido por la norma.

4. Superficie rugosa

Características: Huecos irregulares en la superficie de la tubería de acero.

Causas:

• El tubo de acero permanece demasiado tiempo en el horno o se calienta durante demasiado tiempo, lo que provoca la formación de gruesas incrustaciones de óxido en la superficie, que no se limpian adecuadamente y se enrollan en la superficie del tubo de acero.
• Mal funcionamiento del equipo de eliminación de fósforo por agua a alta presión, lo que provoca una eliminación incompleta del fósforo.

Inspección:

• Se admiten superficies rugosas locales que no superen la desviación negativa del espesor de pared.
• La superficie rugosa no superará el 20% de la superficie de la sección del tubo con superficies rugosas.
• Las superficies rugosas que superen la norma pueden rectificarse o cortarse, y el valor real del grosor de la pared y del diámetro exterior en el lugar del rectificado no será inferior al valor mínimo exigido por la norma.
• Las superficies rugosas graves se consideran residuos.

5. Línea Verde

Características: Marcas de laminación rectas simétricas o asimétricas en la superficie exterior del tubo de acero.

Causas:

• Desalineación o desgaste grave de la forma del orificio de la calibradora de diámetros.
• Diseño poco razonable de la forma del orificio del rodillo de la calibradora de diámetros.
• Laminación en frío del acero.
• Mecanizado deficiente del laminador, con pequeños chaflanes en los bordes de los rodillos.
• Mal montaje de los rodillos, con holguras excesivas, etc.

Inspección:

• Se permite una línea verde con una altura no superior a 0,2 mm en la superficie exterior de la carcasa, y la superación de la norma debe ser molida.
• No se permiten las líneas verdes a mano en las tuberías de contenedores de alta presión. Deben eliminarse las líneas verdes perceptibles al tacto. El lugar de rectificado debe ser liso, sin esquinas afiladas.
• Las tuberías en general (estructurales, de fluidos, de apoyo hidráulico, etc.) permiten la existencia de una línea verde con una altura no superior a 0,4 mm, y si se supera la norma debe ser rectificada.
• Las líneas verdes afiladas de los bordes deben lijarse.
• Los valores reales del espesor de pared y del diámetro exterior en el lugar de rectificado no deberán superar el valor mínimo exigido por la norma.

6. Grieta capilar

Características: Grietas capilares continuas o discontinuas en la superficie exterior del tubo de acero.

Causas:

• Poros subcutáneos o inclusiones en el tubo en blanco.
• Limpieza incompleta de la superficie del tubo en bruto, con presencia de pequeñas grietas.
• Rodillos desgastados o envejecidos.
• Mala precisión de mecanizado de los rodillos, etc.

Inspección: No se permiten grietas visibles en la superficie exterior del tubo de acero. Si existen, deben eliminarse por completo, y los valores reales del grosor de la pared y el diámetro exterior después de la eliminación no deben ser inferiores al valor mínimo exigido por la norma.

7. Grieta en forma de red

Características: Pequeñas grietas rayadas y helicoidales en forma de escamas de pez en la superficie exterior del tubo de acero.

Causas:

• Alto contenido de elementos nocivos (como el arsénico) en el tubo en bruto.
• Envejecimiento y adherencia de los rodillos de perforación.
• Pegado de placas guía, etc.

Inspección: Deben retirarse completamente. Una vez retirados, los valores reales del grosor de la pared y del diámetro exterior no deben ser inferiores al valor mínimo exigido por la norma.

8. Rasca

Características: Defectos en forma de ranura en espiral o recta en la superficie exterior del tubo de acero, con la parte inferior de la ranura mayormente visible.

Causas:

• Los arañazos mecánicos se producen principalmente en los caminos de rodillos, las camas frías, el enderezado y el transporte.
• Mecanizado deficiente o fuerte desgaste del laminador, u objetos extraños en la costura del rodillo, etc.

Inspección:

• Se permiten arañazos locales que no superen los 0,5 mm en la superficie exterior del tubo de acero, y los arañazos que superen los 0,5 mm deben ser rectificados. Los valores reales del grosor de la pared y del diámetro exterior en el lugar del rectificado no deben ser inferiores al valor mínimo exigido por la norma.
• Las rayas afiladas de los bordes deben lijarse.

9. Dent

Características: La superficie exterior del tubo de acero presenta un fenómeno cóncavo-convexo, mientras que el grosor de la pared del tubo de acero permanece intacto.

Causas:

• Abolladuras causadas por impactos durante el levantamiento.
• Abolladuras causadas por mordeduras durante el enderezamiento.
• Abolladuras causadas por el recorrido del rodillo trasero de la calibradora de diámetros, etc.

Inspección: Pueden existir abolladuras locales que no superen la desviación negativa del diámetro exterior y tengan una superficie lisa. Cuando superen la norma, deben cortarse.

10. Daños por impacto

Características: Cicatrices irregulares en la superficie exterior del tubo de acero debido a la colisión.

Causas: Puede producirse por diversas colisiones en las zonas frías y calientes.

Inspección:

• Se permiten daños por impacto local con una profundidad no superior a 0,4 mm en la superficie exterior.
• Los daños por impacto superiores a 0,4 mm deben rectificarse suavemente, y los valores reales del diámetro exterior y el grosor de la pared en el lugar del rectificado no deben ser inferiores al valor mínimo exigido por la norma.
• Enderezar la depresión

Características: Una depresión en espiral en la superficie exterior del tubo de acero.

Causas:

• Ajuste incorrecto del ángulo del rodillo de la enderezadora y fuerza de prensado excesiva.
• Gran desgaste del rodillo enderezador, etc.

Inspección: La superficie exterior del tubo de acero puede tener depresiones de enderezamiento sin esquinas afiladas obvias y sin protuberancias en la superficie interior, y el tamaño del diámetro exterior debe cumplir los requisitos de tolerancia. Las depresiones de enderezamiento que superen la norma deben cortarse.

12. Pliegue

Características: Arrugas locales o longitudinales a lo largo de la pared del tubo de acero con aspecto cóncavo-convexo, y la superficie exterior presenta una depresión en forma de tira.

Causas:

• La selección del coeficiente de expansión del orificio es demasiado pequeña.
• Un ajuste incorrecto del tren de laminación provoca la desviación del orificio o una línea central de laminación incoherente.
• Distribución inadecuada de la fuerza de prensado en cada bastidor del laminador continuo.

Debido a las razones anteriores, el metal entra en el hueco entre los rodillos durante el laminado, o el tubo pierde estabilidad, lo que provoca arrugas en la pared del tubo.

Inspección: No permitida. Debe cortarse o desecharse.

13. Tearing

Características: La superficie de la tubería de acero presenta un fenómeno de desprendimiento y rotura, sobre todo en tuberías de pared delgada.

Causas:

• Debido al calentamiento desigual de la pieza bruta del tubo, la parte de deformación es apretada, y la parte de baja temperatura se somete a laminación por tracción. Cuando la fuerza de tracción es grande, el tubo se desgarra.
• Un ajuste incorrecto de la velocidad y de la costura de los rodillos de cada bastidor del tren de laminación continua provoca tirones y desgarros en el acero.
• El grosor de la pared del tubo madre suministrado por la máquina perforadora al tren de laminación continua es pequeño, y la deformación del metal en el tren de laminación continua es menor que la deformación diseñada, lo que provoca la laminación por tracción y el desgarro cuando la fuerza de tracción es grande.
• El propio tubo presenta graves inclusiones en algunas zonas.

Inspección: No permitida. Debe cortarse o desecharse.

El tamaño no es el adecuado

1. Espesor desigual de las paredes

Características: El espesor de pared del tubo de acero es desigual en la misma sección transversal, con una gran diferencia entre el espesor de pared máximo y mínimo.

Causas:

• Calentamiento desigual del tocho.
• Desalineación de la línea de laminado de la perforadora y rodillos de centrado inestables.
• Cabezas superiores desgastadas o excéntricas.
• Corrección del agujero de centrado del tocho.
• Curvatura excesiva o asimetría del tocho.

Inspección: Mida cada tubo individualmente y corte los extremos desiguales del grosor de la pared.

2. Desviación del grosor de la pared

Características: El espesor de la pared del tubo de acero se desvía en una dirección, con desviación positiva referida como sobre espesor, y desviación negativa referida como bajo espesor.

Causas:

• Calentamiento desigual del tocho.
• Ajuste incorrecto de la máquina perforadora.

Inspección: Medir cada tubo individualmente y cortar los extremos con desviaciones, o volver a inspeccionar toda la longitud y cambiar el juicio o descartar el tubo.

3. Desviación del diámetro exterior

Características: El diámetro exterior del tubo de acero está fuera de especificación, con desviación positiva referida como sobremedida, y desviación negativa referida como infradimensionada.

Causas:

• Desgaste excesivo del tipo de orificio de la calibradora, o diseño inadecuado de nuevos tipos de orificio.
• Temperatura final de laminación inestable.

Inspección: Mida cada tubo individualmente y cambie el juicio o deseche el tubo si está fuera de especificación.

4. Doblado

Características: Una curva en el tubo de acero que no es recta en toda su longitud o que aparece en forma de cabeza de ganso en el extremo se denomina "curva de cuello de ganso".

Causas:

• Causado por el enfriamiento localizado del agua durante la inspección térmica manual.
• Ajuste incorrecto durante el enderezado, con grave desgaste de los rodillos enderezadores.
• Mecanizado, montaje y ajuste incorrectos de la calibradora.
• Flexión causada durante la elevación y el transporte.

Inspección: En caso de curvatura excesiva, se puede realizar un enderezamiento secundario; en caso contrario, se desecha el tubo. Las "curvas de cuello de cisne" que no puedan enderezarse deberán cortarse.

5. Desviación de la longitud

Características: La longitud de la tubería de acero excede el requisito, con desviación positiva referida como longitud larga, y desviación negativa referida como longitud corta.

Causas:

• La longitud de la palanquilla supera la norma.
• Balanceo inestable.
• Control inadecuado durante el corte.

Inspección: Vuelva a cortar los tubos de longitud larga o cambie el juicio, y cambie el juicio o deseche los tubos de longitud corta.