Tubería de acero para aplicaciones de construcción naval y costa afuera

Descripción general de los sistemas de tuberías a bordo

Los barcos y las plataformas marinas contienen múltiples sistemas de tuberías independientes, cada uno con requisitos específicos de material y rendimiento. Los sistemas de agua de mar proporcionan agua de refrigeración para motores y auxiliares. Los sistemas de protección contra incendios deben suministrar agua a la presión adecuada en todo el recipiente. Los sistemas de combustible transfieren diésel o fueloil pesado desde los tanques de almacenamiento a los motores. Los sistemas de vapor en buques-o buques cisterna impulsados ​​por vapor (para calentar la carga) requieren tuberías de alta-temperatura. Los sistemas de sentina y lastre gestionan el agua dentro del casco. Los sistemas hidráulicos controlan cabrestantes, grúas y tapas de escotilla. Cada sistema opera bajo diferentes condiciones ambientales, de presión y temperatura, lo que requiere diferentes materiales y especificaciones de tubería.

El entorno marino presenta desafíos únicos para los sistemas de tuberías. El agua de mar es altamente corrosiva, especialmente en aguas tropicales cálidas y en la zona de salpicaduras donde la alternancia de humedad y secado acelera la corrosión. El movimiento del barco crea vibraciones y tensiones dinámicas que pueden causar fallas por fatiga en tuberías con soporte inadecuado. Las variaciones de temperatura de las condiciones árticas a las tropicales requieren un diseño cuidadoso de expansión térmica. La seguridad contra incendios es primordial y ciertos sistemas de tuberías deben permanecer operativos durante un incendio. La selección de materiales de tuberías para sistemas a bordo debe abordar todos estos desafíos y al mismo tiempo cumplir con los requisitos de la sociedad de clasificación.

Tubería de acero al carbono marino

Las tuberías de acero al carbono para uso marítimo general se utilizan para aire, agua dulce, agua de sentina, agua de lastre (si está revestida o revestida) y sistemas de vapor de baja-presión. La especificación típica es una tubería de acero al carbono según ASTM A106 Gr.B o A53 Gr.B, con galvanizado en zinc (galvanizado en caliente-según ASTM A123) para protección contra la corrosión en aplicaciones de agua no-potable. La galvanización proporciona una protección catódica de sacrificio: el recubrimiento de zinc se corroe preferentemente, protegiendo el acero subyacente. El espesor típico del recubrimiento es de 85 a 120 μm para servicio marítimo estándar.

La tubería de vapor marino requiere acero al carbono clasificado para la temperatura de diseño. Para vapor saturado de hasta 200 grados, A106 Gr.B es adecuado. Para vapor sobrecalentado hasta 400 grados, se utiliza A106 Gr.B con el espesor de pared adecuado, pero por encima de esta temperatura, se requiere acero aleado (A335 P11 o P22). Las tuberías de combustible y aceite lubricante para uso marítimo deben ser sin costuras para evitar fugas por defectos de soldadura y deben tener un espesor de pared suficiente para soportar las presiones de inyección de combustible (hasta 100 MPa para los motores diésel modernos). Las tuberías de combustible suelen ser SCH 80 o más gruesas, según los requisitos de presión. Las tuberías de acero al carbono para uso marino deben tratarse internamente (revestirse o revestirse) para servicio de lastre y sentina.

Tubería marina de acero inoxidable y Cu{0}}Ni

El acero inoxidable 316L es el material preferido para los sistemas de tuberías de agua de mar donde la resistencia a la corrosión es fundamental. El contenido de molibdeno (2-3%) proporciona resistencia a las picaduras de cloruro y a la corrosión por grietas en el agua de mar. Sin embargo, el 316L es susceptible a la corrosión influenciada microbiológicamente (MIC) en agua de mar estancada y a la corrosión en grietas bajo depósitos de bioincrustaciones. Por estos motivos, las tuberías de agua de mar 316L deben diseñarse para un flujo continuo o tratarse adecuadamente con biocida y limpiarse periódicamente.

Las aleaciones de cobre-níquel ofrecen una resistencia superior a la corrosión del agua de mar en comparación con el acero inoxidable. 90/10 Cu-Ni (UNS C70600, 88 % Cu, 10 % Ni, 1 % Fe) es el grado marino estándar, que proporciona una excelente resistencia a la corrosión del agua de mar, resistencia a la bioincrustación (el contenido de cobre inhibe la adhesión de organismos marinos) y buena fabricabilidad. 70/30 Cu-Ni (UNS C71500, 68 % Cu, 30 % Ni, 1 % Fe) ofrece mayor fuerza y mejor resistencia al ataque por impacto en servicio de agua de mar a alta-velocidad. Las tuberías de Cu-Ni se conectan mediante soldadura fuerte con plata, soldadura (con metales de aportación adecuados) o conexiones bridadas. El costo de las tuberías de Cu-Ni es significativamente mayor que el de 316L (normalmente entre 2 y 3 veces), pero la vida útil prolongada y el mantenimiento reducido a menudo justifican la prima para los sistemas críticos de agua de mar.

Requisitos de la sociedad de clasificación

Las principales sociedades de clasificación - DNV (Det Norske Veritas), ABS (American Bureau of Shipping), Lloyd's Register (LR), BV (Bureau Veritas) y CCS (China Classification Society) - publican reglas para el diseño, los materiales y las pruebas de los sistemas de tuberías a bordo. Estas reglas especifican espesores mínimos de pared, materiales permitidos, requisitos de prueba (presión hidrostática, END) y requisitos de certificación. Las tuberías suministradas a proyectos de construcción naval normalmente deben llevar un certificado de sociedad de clasificación (aprobación de tipo o aprobación de fábrica) que confirme que el sistema de calidad y los productos del fabricante cumplen con los requisitos de la sociedad.

Para los materiales de las tuberías, las sociedades de clasificación suelen exigir: certificados de materiales rastreables hasta el índice de calor, pruebas de propiedades mecánicas (tracción, rendimiento, alargamiento), análisis químicos, pruebas hidrostáticas y, para determinadas aplicaciones, pruebas adicionales como pruebas de aplanamiento, abocardado y de impacto. Los requisitos de END varían: las tuberías sin costura generalmente requieren pruebas UT o hidrostáticas; La tubería soldada requiere 100% NDT de la costura de soldadura. ManufacturerPipe cuenta con las aprobaciones de fábrica de las principales sociedades de clasificación para la producción de tubos de acero al carbono, acero inoxidable y acero aleado.

Requisitos clave de rendimiento

La resistencia a la corrosión del agua de mar es el principal requisito de rendimiento para las tuberías marinas. Además de la selección del material, el diseño debe considerar la velocidad del flujo (demasiado baja causa sedimentación y MIC; demasiado alta causa erosión-corrosión - típicamente limitada a 3 m/s para Cu-Ni y 2 m/s para acero inoxidable), evitar el estancamiento y accesibilidad para inspección y mantenimiento. La resistencia a la vibración y al impacto requiere soportes de tubería adecuados (colgadores, abrazaderas y guías espaciadas apropiadamente para el tamaño de la tubería y las condiciones de operación) y el uso de acoplamientos flexibles en las conexiones del equipo para aislar la vibración. La resistencia al fuego requiere que los sistemas esenciales (contraincendios, rociadores, generadores de emergencia) utilicen materiales-resistentes al fuego o protección pasiva contra incendios (aislamiento clase A60 en tuberías y soportes) para mantener su funcionamiento durante 60 minutos durante un incendio. La tenacidad a baja-temperatura es esencial para los buques que operan en regiones polares (rompehielos, buques de suministro árticos), que requieren materiales-probados contra impactos, como A333 Gr.6 para sistemas de acero al carbono.

Selección de tuberías por sistema de barco

Sistemas de refrigeración por agua de mar: aleación Cu-Ni (90/10 o 70/30 según la velocidad) o acero inoxidable 316L. Sistema de protección contra incendios: acero al carbono galvanizado o acero inoxidable 316L. Sistema de transferencia de combustible: acero al carbono sin costura (A106 Gr.B, SCH 80 mínimo). Sistema de agua de sentina: acero al carbono galvanizado o acero al carbono-revestido de plástico. Sistema de agua de lastre: acero al carbono recubierto con sistema de recubrimiento certificado, o aleación Cu-Ni para larga vida útil. Sistemas hidráulicos: tubería de precisión estirada en frío-sin costura (alta resistencia, diámetro interior liso). Sistemas de vapor: acero al carbono para sistemas de baja-mediana presión, acero aleado para sistemas de alta-presión y alta-temperatura.

Nuestra capacidad de tuberías marinas

ManufacturerPipe cuenta con las aprobaciones de sociedades de clasificación de DNV, ABS, BV, LR y CCS para la producción de tubos de acero marinos. Suministramos tubos de acero al carbono, acero inoxidable y acero aleado para aplicaciones de construcción naval y costa afuera, con certificados completos de clasificación y trazabilidad de materiales. Nuestra tubería marina está empaquetada con protectores de extremos y preparada para las condiciones de envío internacional requeridas por los principales astilleros.

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Categorías de productos

• Tubería de acero inoxidable
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