Un tubo sin costura estirado en frío es un tubo que, después de conformarse en caliente, vuelve a deformarse a temperatura ambiente para ajustar sus dimensiones y mejorar su acabado. El tubo pasa por una matriz y, en la mayoría de los casos, sobre un mandril que controla el diámetro interior.
La palabra frío no es casual ni publicitaria. La deformación se produce por debajo de la temperatura de recristalización del acero, de modo que el material no puede reordenar su estructura mientras se deforma. Trabaja en régimen de endurecimiento por deformación, y eso tiene consecuencias que hay que conocer antes de especificarlo.
El resultado típico es un tubo con tolerancia dimensional más estrecha, superficie más lisa y pared más uniforme que su equivalente acabado en caliente. Todo eso se paga: el proceso añade pasos, consume utillaje y obliga a tratamientos térmicos intermedios.
La cadena completa explica por qué el producto final cuesta lo que cuesta. Empieza con un tocho o palanquilla que se calienta y se perfora en rotativo, el proceso Mannesmann que da nombre a buena parte de la industria. El tubo hueco resultante se alarga en caliente en un laminador de mandril o en un elongador, y así se obtiene el tubo madre.
A partir de ahí entra la parte fría. El tubo se decapa para retirar la cascarilla de laminación, se le aplica una capa de conversión y lubricante, normalmente fosfatado y jabón, y se somete a estirado en banco de trefilado o a laminación en frío en un laminador péndulo. Cuando la reducción total es grande, el ciclo se repite con recocidos intermedios, porque el material se agota.
El final de la línea incluye calibrado y enderezado, los ensayos no destructivos y la prueba hidrostática. Cada una de esas etapas deja huella en el certificado que recibirá en recepción.
Existen dos formas principales de deformar en frío un tubo. En el estirado, el tubo se arrastra a través de una matriz de diámetro menor, con o sin mandril interior según se quiera controlar solo el exterior o también el interior. En la laminación en frío, un par de rodillos con canales de sección variable recorren el tubo reduciendo diámetro y espesor de forma progresiva.
La laminación en frío admite reducciones mayores por pasada y es la vía habitual en aceros inoxidables y aleaciones de níquel, donde el material endurece rápido. El estirado domina en series largas de acero al carbono y en diámetros pequeños.
| Parámetro | Acabado en caliente | Estirado en frío |
|---|---|---|
| Tolerancia de diámetro exterior | Del orden del 1 % del diámetro | Notablemente más estrecha, en décimas de milímetro |
| Tolerancia de espesor de pared | Hasta el 12,5 % en normas como A106 | En torno al 10 % o mejor según pedido |
| Uniformidad de pared | Mayor excentricidad | Excentricidad reducida |
| Diámetro máximo económico | Sin límite práctico | En la práctica hasta NPS 10-12 |
Conviene leer esta tabla con una advertencia. Los valores concretos dependen de la norma de producto y del acuerdo con el fabricante, y entre estándares hay diferencias apreciables. Si su pieza va a mecanizarse con tolerancia ajustada, declare la tolerancia exigida en el pedido en lugar de confiar en la estándar.
El tubo acabado en caliente conserva la cascarilla de laminación hasta que se decapa, y aun después su superficie queda relativamente rugosa, con valores de rugosidad que se mueven en varias micras. El tubo estirado en frío presenta una superficie sensiblemente más lisa, del orden de una micra en condiciones normales.
Aquí circula una cifra que conviene no repetir sin más: los valores muy bajos de rugosidad, por debajo de medio micrómetro, corresponden a tubos con acabados especiales como el recocido brillante o el electropulido, no al estirado en frío estándar. Si su proceso necesita ese nivel, hay que pedirlo expresamente.
Al deformar en frío, la densidad de dislocaciones del acero aumenta y el material se endurece. El límite elástico sube de forma apreciable en el acero al carbono, la dureza aumenta y la elongación baja: el tubo se vuelve más resistente y menos dúctil.
Y aquí está el punto que más errores de cálculo provoca. Ese aumento de resistencia solo se mantiene mientras el tubo no se recuece. En cuanto el material pasa por un recocido de recristalización, las propiedades mecánicas vuelven a valores próximos a los del tubo acabado en caliente. Lo que sí es permanente son las mejoras dimensionales y de acabado superficial.
La traducción práctica es sencilla: si su diseño se apoya en el límite elástico elevado del tubo estirado, tiene que pedirlo en estado de estirado sin recocer y decirlo en la especificación. Si lo pide recocido, recibirá un tubo preciso y liso, pero con la resistencia del material base.
Casi todo el tubo estirado en frío se recuece antes de entregarse, y hay cuatro razones que se acumulan. La primera es recuperar ductilidad: un tubo muy endurecido se agrieta al doblarlo o al expandirlo contra una placa de tubos. La segunda es eliminar las tensiones residuales que deja la deformación.
La tercera aparece en servicio ácido: reducir la dureza es condición para cumplir NACE MR0175 / ISO 15156. La cuarta afecta al acero inoxidable, donde el recocido disuelve los carburos y devuelve la resistencia a la corrosión.
La deformación en frío deja un estado de tensiones internas alto y mal repartido entre el interior y el exterior de la pared. Eso se manifiesta de dos maneras: la pieza se deforma al mecanizarla, porque al arrancar material se libera parte de esas tensiones, y aumenta la sensibilidad a la corrosión bajo tensión.
Por eso en servicios con cloruros, con sulfuro de hidrógeno o con temperaturas elevadas, el tubo estirado se pide siempre con tratamiento térmico posterior especificado. En esos casos el valor del certificado no está en la cifra de resistencia sino en la línea que describe el tratamiento aplicado.
| Norma | Producto | Seamless / soldado |
|---|---|---|
| ASTM A179 | Tubo de acero dulce para intercambiadores y condensadores; el estirado en frío es requisito de la norma | Solo sin costura |
| ASTM A192 | Tubo de caldera de acero al carbono para alta presión, con sistema de espesor mínimo | Solo sin costura |
| ASTM A213 | Tubo de acero ferrítico y austenítico para caldera, sobrecalentador e intercambiador | Solo sin costura |
| ASTM A269 | Tubo austenítico para servicio general; se pide por diámetro y espesor reales, no por cédula | Sin costura y soldado |
| ASTM A312 | Tubería austenítica en sistema NPS y cédula | Sin costura y soldado |
La confusión entre A312 y A269 es el error de compra más común en inoxidable. A312 es tubería en sistema NPS y se pide por cédula; A269 es tubo y se pide por diámetro exterior y espesor reales. Escribir «A269 de media pulgada cédula 40» es una contradicción que revela que la especificación se ha copiado de otro producto.
Tiene sentido cuando el diámetro es pequeño o medio, cuando la pieza va a mecanizarse y se quiere ahorrar material y tiempo de arranque de viruta, cuando el ajuste dimensional es crítico, como en tubos de intercambiador que se expanden contra placa, o cuando la superficie influye en el servicio, como en instrumentación o en líneas de alta pureza.
Deja de tener sentido cuando el diámetro crece. Por encima de NPS 10 o 12 la fuerza de estirado se vuelve prohibitiva y el mercado trabaja con acabado en caliente. También deja de tenerlo si el diseño no aprovecha ni la tolerancia ni el acabado: en una línea de agua de servicios generales, el sobrecoste no se recupera.
Una línea completa incluye norma, grado, diámetro exterior, espesor de pared o cédula según corresponda, longitud, estado de entrega (estirado sin recocer, recocido, recocido brillante), acabado superficial si se exige, tolerancia si se quiere más ajustada que la estándar y clase de certificación.
La omisión que más veces se paga cara es la del estado de entrega. Y la segunda es no pedir el certificado de tratamiento térmico cuando el servicio lo exige: sin ese documento, en la inspección no hay forma de demostrar que el tubo está recocido.
HT PIPE suministra tubo sin costura estirado en frío en acero al carbono, aleación e inoxidable, con estado de entrega declarado, tolerancias según norma o más ajustadas y certificado EN 10204 3.1 con tratamiento térmico documentado. Envíe norma, grado, medidas y servicio previsto.
Solo en estado de estirado sin recocer. Tras el recocido de recristalización, las propiedades vuelven a valores próximos al acabado en caliente; lo que permanece es la precisión dimensional y el acabado.
En la práctica hasta NPS 10 a 12. Por encima, la fuerza de estirado deja de ser económica y se suministra acabado en caliente.
Para recuperar ductilidad, eliminar tensiones residuales, reducir dureza cuando hay servicio ácido y, en inoxidable, restaurar la resistencia a la corrosión.
A312 es tubería en sistema NPS y cédula; A269 es tubo que se pide por diámetro exterior y espesor reales, y admite costura soldada.
No. ASTM A213 admite únicamente tubo sin costura, tanto ferrítico como austenítico.
La del estirado en frío estándar se sitúa en torno a una micra. Valores sensiblemente inferiores corresponden a acabados especiales como recocido brillante o electropulido, y hay que pedirlos.
Sí, pero hay que pedirlo recocido con dureza controlada y cumplimiento NACE MR0175 / ISO 15156 indicado en el pedido.
Ficha del tubo estirado en frío
Solicite sin coste la ficha con el cuadro de tolerancias por norma, estados de entrega y la lista de datos que debe llevar su especificación.
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