¿Por qué la tensión residual afecta a las tuberías de acero?

Las tensiones residuales en los tubos de acero pueden surgir durante el proceso de fabricación, particularmente a través de procesos como el laminado, forjado, soldadura o estirado en frío. Estas tensiones no se introducen intencionalmente con fines estructurales, sino que son un subproducto de las técnicas de fabricación. Así es como las tensiones residuales pueden afectar a las tuberías de acero:

1. **Precisión dimensional**: Las tensiones residuales pueden hacer que las tuberías de acero se expandan o contraigan, lo que genera cambios dimensionales que pueden no cumplir con las especificaciones requeridas. Esto puede afectar el ajuste y la funcionalidad de la tubería en un sistema.

2. **Resistencia y tenacidad**: Las tensiones residuales excesivas pueden reducir la resistencia y tenacidad generales de la tubería de acero. Esto hace que la tubería sea más susceptible a fallar bajo cargas aplicadas, especialmente si las tensiones se concentran en ciertos puntos, como cerca de soldaduras o juntas.

3. **Corrosión**: Las tensiones residuales pueden crear microfisuras o concentraciones de tensiones que pueden promover el inicio y la propagación de la corrosión. Estas grietas pueden servir como camino para agentes corrosivos, provocando fallas prematuras de la tubería.

4. **Fugas**: En el caso de tubos de acero sin costura, las tensiones residuales pueden provocar fugas internas o externas. Si las tensiones hacen que la tubería se expanda, pueden exceder la capacidad del sellador para mantener un sello hermético, lo que resulta en fugas.

5. **Facilidad de deformación**: Las tuberías con altas tensiones residuales son más propensas a deformarse bajo cambios de presión o temperatura. Esto puede provocar flexiones, torsiones u otras formas de distorsión que afecten el rendimiento de la tubería.

6. **Problemas de soldadura**: Las tensiones residuales pueden ser particularmente problemáticas en tuberías de acero soldadas. La zona de una soldadura afectada por el calor puede tener diferentes propiedades debido al calentamiento y enfriamiento desigual durante el proceso de soldadura, lo que genera tensiones residuales. Estas tensiones pueden afectar la integridad de la soldadura y potencialmente provocar una falla en la soldadura.

Para mitigar los efectos negativos de las tensiones residuales, los tubos de acero suelen tratarse térmicamente o aliviarse las tensiones después de su fabricación. El tratamiento térmico implica calentar la tubería a una temperatura específica y luego enfriarla lentamente para reducir las tensiones residuales. El alivio de tensiones es un proceso en el que la tubería se calienta a una temperatura más baja y luego se enfría lentamente para lograr una distribución de tensiones más uniforme en todo el material. Estos procesos ayudan a garantizar que la tubería funcione como se espera en servicio con un riesgo reducido de falla.