Procesos de Fabricación de Tubos de Acero

La fabricación de tubos metálicos ha sido una necesidad fundamental para la industria. En el siglo XIX, la única opción era el laminado: se tomaban planchas de acero, se moldeaban con rodillos y se unían mediante forja en un proceso largo y laborioso. Pero la ingeniería y la tecnología han avanzado a pasos agigantados, y hoy contamos con dos tipos principales de tubos: tubería con costura (soldados) y tubería sin costura (extrusionados o perforados), cada uno con sus propias ventajas y aplicaciones.

Métodos de Fabricación de Tubos de Acero

La fabricación de tubos de acero puede realizarse mediante distintos métodos dependiendo de los requerimientos estructurales, mecánicos y de aplicación final. Los dos procesos principales son:

• Tubos sin costura: fabricados a partir de un lingote sólido de acero, sin soldaduras visibles. También denominados tubos sin soldadura o tubos estirados.
• Tubos con costura: formados a partir de láminas de acero que se unen con soldadura, en orientación longitudinal o helicoidal.

Fabricación de Tubos de Acero sin Costura

El proceso para fabricar tubos sin costura comienza con un lingote cilíndrico de acero que se calienta en un horno de alta temperatura hasta alcanzar su punto óptimo de maleabilidad. Posteriormente, este lingote es perforado en su centro mediante un penetrador, generando un tubo hueco. Luego, el material pasa por un proceso de laminado o estirado para alcanzar las dimensiones y el acabado deseado.

¿Por qué elegir un tubo sin costura? La ausencia de soldadura le confiere mayor resistencia mecánica y uniformidad estructural, lo que lo hace ideal para soportar grandes presiones y temperaturas extremas sin riesgo de fallos por debilitamiento en la costura.

Tipos de Tubos Sin Costura

Los tubos sin costura son componentes esenciales en diversas industrias, destacándose por su robustez y versatilidad. Estos tubos se clasifican principalmente en dos categorías según su método de fabricación: estirados en frío (CDS) y acabados en caliente (HFS). Cada tipo posee características distintivas que los hacen adecuados para aplicaciones específicas, ofreciendo una gama de beneficios que satisfacen diversas necesidades técnicas y económicas.

Tubos Mecánicos Sin Costura Estirados en Frío (Cold Drawn Seamless - CDS)

Los tubos CDS, realizados en acero al carbono de alta calidad (1018 y 1026), son reconocidos por su precisión dimensional excepcional y superficies lisas y pulidas. El proceso de estirado en frío no solo refuerza la resistencia mecánica de estos tubos, sino que también optimiza su acabado superficial, eliminando casi por completo la necesidad de tratamientos posteriores. Su precisión y calidad los convierten en componentes ideales para industrias que requieren un alto grado de exactitud, como la aeroespacial y automotriz.

Ventajas:

• El acabado superficial es de calidad superior, con una textura homogénea y sin defectos, lo que garantiza un rendimiento óptimo en aplicaciones críticas.
• La alta resistencia a cargas mecánicas y térmicas permite que estos tubos funcionen de manera eficaz bajo condiciones extremas, aumentando la seguridad y la durabilidad de las estructuras en las que se utilizan.
• La precisión en las dimensiones se mantiene dentro de tolerancias estrechas, facilitando la integración con otros componentes y sistemas sin necesidad de ajustes adicionales.
• El fácil mecanizado y la posibilidad de utilizarlos en condiciones pre-terminadas reduce significativamente los tiempos y costos de producción.

Tubos Mecánicos Sin Costura Acabados en Caliente (Hot Finished Seamless - HFS)

Los tubos HFS se fabrican mediante el calentamiento y la perforación de barras de acero, lo que permite una mayor flexibilidad en las dimensiones del producto final. Aunque presentan tolerancias más laxas que los tubos CDS, su proceso de fabricación más simplificado los convierte en una solución rentable para proyectos donde los requerimientos dimensionales son menos estrictos.

Ventajas:

• La excelente relación costo-beneficio de estos tubos los hace accesibles para un amplio rango de proyectos, especialmente en construcciones estructurales y aplicaciones industriales generales.
• Gracias a su mayor disponibilidad y facilidad de producción, estos tubos son rápidamente adquiribles en el mercado, lo que reduce los tiempos de espera en proyectos con plazos ajustados.
• Son especialmente adecuados para aplicaciones estructurales y de transporte de fluidos, donde la precisión dimensional no es crítica, pero se requiere robustez y fiabilidad.

Producción de Tubos Con Costura

Los tubos con costura se fabrican a partir de láminas de acero que se laminan, moldean en la forma deseada mediante rodillos, y luego se unen mediante soldadura. Existen principalmente dos tipos de tubos con costura, que se diferencian por el método de soldadura utilizado: los tubos de costura longitudinal y los tubos de costura helicoidal.

Tubos con Costura Longitudinal

El método de costura longitudinal es el más tradicional y consiste en doblar una chapa metálica hasta formar un cilindro, y luego soldarla a lo largo de una línea recta. Este proceso de fabricación es simple y económico, haciéndolo ideal para sectores que requieren un suministro masivo de tuberías a bajo costo. Estos tubos son comúnmente utilizados en aplicaciones de bajo riesgo donde la presión y la resistencia mecánica no son factores críticos.

Tubos con Costura Helicoidal (Espiral)

En el método helicoidal, la soldadura se aplica en forma de espiral alrededor del tubo. Este diseño mejora la resistencia a esfuerzos axiales y permite la fabricación de tubos de gran diámetro sin comprometer su integridad estructural. Además, estos tubos pueden someterse a tratamientos térmicos y procesos de pulido para mejorar su resistencia y acabado superficial.

Ventajas de los Tubos con Costura:

• Producción más rápida y económica, lo que permite a las industrias ajustarse a plazos ajustados y presupuestos reducidos.
• Disponibilidad en un amplio rango de tamaños y especificaciones, facilitando su uso en una variedad de aplicaciones.
• Adecuados tanto para aplicaciones estructurales como decorativas, brindando flexibilidad en su uso final.
• Posibilidad de producción a gran escala, lo que reduce significativamente el costo por unidad, beneficiando proyectos de gran volumen.

Comparación de Tubos Con y Sin Costura

¿Cuál es la Mejor Opción?

Si el proyecto requiere máxima resistencia, confiabilidad y soporte para condiciones extremas, los tubos sin costura son la elección ideal. En cambio, si el costo y la rapidez de fabricación son factores prioritarios, los tubos con costura ofrecen una excelente alternativa.