Tubería de acero al carbono cédula 40

Qué es una cédula de tubería?
La cédula de tubería (SCH) es una medida del espesor nominal de pared de una tubería de acero.

Anteriormente, los fabricantes de metal utilizaban tres dimensiones de tubería: estándar, extra fuerte y doble extra fuerte. Sin embargo, tener solo estas tres dimensiones indeterminadas no era útil. Por lo tanto, hoy en día, las tuberías de acero vienen en 14 cédulas diferentes.
La más utilizada es la cédula 40.

Significado de tubería de acero al carbono Schedule 40:

La tubería de acero al carbono cédula 40 es una tubería de acero al carbono de pared media, fabricada según la norma ASME B36.10. Es uno de los grados de espesor de pared de tubería aceptados internacionalmente. El "40" en su nombre representa el número de serie del espesor de pared. Cuanto mayor sea el número, mayor será el espesor de pared (por ejemplo, la cédula 80 es mayor que la cédula 40). Cada tubería tiene especificaciones diferentes que indican su tamaño y capacidad de presión. Husteel Industry Group es un proveedor y fabricante líder de tuberías de acero al carbono cédula 40.

El acero al carbono se presenta en diversos grados y composiciones químicas. Sin embargo, la capacidad de presión se mide y clasifica. La tubería de acero al carbono cédula 40 es una tubería de capacidad de presión media con un diámetro de hasta 24 pulgadas y un espesor de pared de hasta 46 mm.

Normas de implementación:
ASTM A106: Sin costura, alta temperatura y alta presión.
ASTM A53: Soldada/sin costura, uso general.
API 5L: Tubería de transmisión de petróleo y gas. 

Proceso de fabricación:
Se puede dividir en tubos sin costura (laminados en caliente/estirados en frío) o tubos soldados (ERW/SAW).

Además de la resistencia del material, la relación entre el diámetro y el espesor de la pared determina si se trata de un tubo Sch 40 o de otras especificaciones. La especificación depende del diámetro exterior, el espesor de la pared y la capacidad de carga del material. El peso del tubo de acero al carbono Sch 40 depende del material de fabricación. Cuanto más carbono se añada al acero, menor será el peso del tubo. Sin embargo, el espesor de la pared y el diámetro también influyen. Dado que el tubo Sch 40 pertenece al grado de presión media, el espesor de la pared y el peso del tubo también se encuentran en el rango medio. Consulte la tabla a continuación para obtener más información.

Tabla de tuberías cédula 40, dimensiones, peso y espesor de pared

Composición química de la tubería de acero al carbono cédula 40:

La tubería cédula 40 se refiere al espesor nominal de pared, no al grado. Por lo tanto, la composición química de una cédula de tubería no es necesariamente uniforme.

Sin embargo, la tubería cédula 40 se fabrica con acero de bajo contenido de carbono, generalmente de grado A53. Su composición química también varía según el tipo y la soldadura, pero como referencia, el acero A53 con soldadura sin costura tipo S presenta un aspecto similar al siguiente:

Carbono: 0,25 % (máx.)
Manganeso: 0,95 % (máx.)
Fósforo: 0,05 % (máx.)
Azufre: 0,045 % (máx.)
Cobre: 0,4 % (máx.)
Níquel: 0,4 % (máx.)
Cromo: 0,4 % (máx.)
Molibdeno: 0,15 % (máx.)
Vanadio: 0,08 % (máx.)

Materiales comunes del tubo de acero Schedule 40 (Sch 40):

El tubo de acero Schedule 40 es un tubo de uso general, y la selección de su material afecta directamente la resistencia a la presión, la resistencia a la corrosión y las situaciones de aplicación.

1. Acero al carbono (como ASTM A106/A53): El acero A106 sin costura se utiliza en entornos de alta temperatura y alta presión, con una resistencia a la tracción ≥415 MPa y un límite elástico ≥240 MPa. Las tuberías A53 GR.B sin costura/soldadas se utilizan en entornos de media y baja presión.
2. Acero inoxidable (como ASTM A312 304/316): Alta resistencia a la corrosión. El contenido de molibdeno del acero inoxidable 316L alcanza entre el 2% y el 3%, lo que lo hace adecuado para entornos químicos y marinos.
3. Acero aleado (como ASTM A335 P11/P22): Contiene elementos como cromo y molibdeno, es resistente a altas temperaturas y altas presiones, y se utiliza a menudo en tuberías de calderas de centrales eléctricas.
4. Acero galvanizado (tubería galvanizada ASTM A53): La superficie de la tubería de acero Sch 40 está galvanizada, lo que la hace resistente a la corrosión y prolonga su vida útil. 

Áreas de aplicación de la tubería de acero al carbono cédula 40:

(1) Transporte de fluidos
Sistema de agua: agua corriente, rociadores contra incendios (baja presión), calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC).
Gas: aire comprimido, gas natural a baja presión.
Industria química: líquidos no corrosivos (como agua de refrigeración y aceites). Para el transporte de medios corrosivos, es necesario un revestimiento interior compatible o elegir acero inoxidable.

(2) Edificación y Estructura
Drenaje/Ventilación: Tubería de Drenaje de Edificios (DWV), Conducto de Ventilación.
Estructura de Soporte: Tubería de acero al carbono cédula 40 como estructura de soporte, como andamios, estanterías y barandillas.

(3) Ingeniería Industrial y Municipal
Petróleo/Gas: Tubería de baja presión, tubería auxiliar de boca de pozo.

(4) Sector Agrícola
Riego Agrícola: Tubería principal, sistema de rociadores (tubería galvanizada o PVC). 

(5) Otros usos
Proyecto de bricolaje: Mobiliario, iluminación, instalaciones de jardín (Renovación creativa).

Consideraciones para la selección de tuberías de acero cédula 40:

Requisitos de presión: La presión de diseño debe calcularse según ASME B31.3 y otras especificaciones para evitar la sobrepresión.

Entorno corrosivo:
El acero al carbono debe galvanizarse o recubrirse con epoxi en ambientes húmedos o ácidos.
El acero inoxidable es adecuado para entornos altamente corrosivos, pero su costo es mayor.

Límite de temperatura:
La temperatura de uso a largo plazo del acero al carbono es ≤400 °C, y se debe seleccionar acero aleado para altas temperaturas.
La tubería de PVC/CPVC SCH 40 solo es adecuada para bajas temperaturas (generalmente ≤60 °C).

Preguntas frecuentes:

P: Cuál es la diferencia entre la tubería de acero SCH 40 y la tubería de acero SCH 80?
R: El SCH 80 tiene un mayor espesor de pared que el SCH 40 y una mayor capacidad de soporte de presión.

Nivel de presión:
El acero SCH 40 es adecuado para presiones medias y bajas (generalmente ≤200 psi).
El acero SCH 80 es adecuado para presiones altas (300 a 1000 psi, según el material). El acero SCH 80 es entre un 30 % y un 50 % más caro que el SCH 40 (debido al mayor espesor de pared y al mayor consumo de material).

Costo: El acero SCH 80 es más caro, pero más seguro.

P: Se pueden utilizar tuberías de acero Sch 40 para la transmisión de gas natural?
R: Las tuberías galvanizadas Sch 40 se pueden utilizar para redes de tuberías de baja presión en patios, y la línea principal requiere un espesor de pared Sch 80 o superior.

P: Cuál es la diferencia entre las tuberías de acero Sch 40 sin costura y las soldadas?
R: El acero Sch 40 incluye dos procesos: sin costura y soldada. Las costuras de soldadura de las tuberías soldadas requieren una inspección radiográfica completa.

P: Cuál es la diferencia entre la Cédula 40 y la Sch 40S?
R: Sch 40: Espesor de pared general, incluyendo acero al carbono/acero inoxidable.
Sch 40S: Se refiere específicamente a tuberías de acero inoxidable de pared delgada (como ASTM A312), con un espesor de pared entre un 5 % y un 10 % menor que el Sch 40 convencional, utilizadas en escenarios de carga ligera que ahorran costos.

P: Se pueden enterrar las tuberías de acero Schedule 40?
R: Sí, pero se requiere protección anticorrosiva.

Acero al carbono: Recubrimiento 3PE + protección catódica (vida útil ≥ 30 años).
Acero inoxidable: Enterramiento directo (el acero 316 es resistente a la corrosión del suelo).
PVC: Resina virgen + estabilizador UV (antidegradación ultravioleta).

Se prohíbe el enterramiento directo en tuberías galvanizadas sin protección (riesgo de perforación en un plazo de 5 años).

P: Cuál es la temperatura máxima de funcionamiento de las tuberías de acero Schedule 40?

R: Acero al carbono: Resistencia a la temperatura a largo plazo: 400 °C, límite a corto plazo: 450 °C.
Acero inoxidable 304: Resistencia a la temperatura a largo plazo: 800 °C, límite a corto plazo: 900 °C.
Nota: El acero al carbono presenta fluencia a altas temperaturas y debe reducirse su capacidad nominal.

P: Cómo distinguir las tuberías de acero Schedule 40 genuinas de las falsas?

R: Revise la etiqueta: el cuerpo de la tubería debe estar marcado con "SCH 40", el material (como A53) y el código del fabricante.
Medir el espesor de la pared: Use un calibrador para medir y comparar con el valor estándar ASME B36.10 (por ejemplo, espesor de pared de tubería de 2" = 3,91 mm).
Verificación: Exija a los proveedores que proporcionen un informe de materiales (MTR) y un informe de inspección de terceros.

Más información: Tubería cédula 40 vs. Tubería cédula 80