¿Qué es el tratamiento térmico?
El tratamiento térmico de tuberías de acero es un método de proceso que cambia la estructura interna del acero calentando, manteniendo y enfriando el acero en estado sólido para que se pueda obtener el rendimiento requerido. El proceso nunca funde el acero y nunca altera la forma general de la tubería, pero sí remodela la estructura del grano y la distribución de las fases dentro del material. Dependiendo del propósito, el tratamiento térmico del acero generalmente se divide en recocido, normalizado, templado más revenido y tratamiento superficial.
Cómo cambia la estructura
Las propiedades del metal y las aleaciones se modifican calentando, manteniendo y enfriando para obtener la estructura necesaria para el rendimiento de la pieza de trabajo. Un mismo material puede obtener propiedades muy diferentes después de diferentes tratamientos térmicos porque el cambio de rendimiento es causado por el cambio de estructura. Por lo tanto, comprender cómo se desarrolla la estructura del acero durante el calentamiento y el enfriamiento es la base para un tratamiento térmico correcto, y las variables clave son la temperatura de austenitización, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de enfriamiento.
Principales procesos de tratamiento térmico
El recocido suaviza el acero mediante un enfriamiento lento, lo que mejora la maquinabilidad y alivia la tensión interna. La normalización refina el grano mediante enfriamiento por aire y proporciona propiedades consistentes para tuberías de carbono y de baja aleación. El enfriamiento seguido del revenido desarrolla una alta resistencia con una tenacidad adecuada, mientras que los tratamientos superficiales como la carburación añaden dureza y resistencia al desgaste en la superficie. El proceso se selecciona en función de la calidad del acero, el tamaño de la sección y las propiedades mecánicas requeridas.
Beneficios del tratamiento térmico
Mediante el tratamiento térmico se puede aprovechar al máximo el potencial del acero, mejorar el rendimiento de la pieza de trabajo, reducir el peso, ahorrar material, reducir los costes y ampliar la vida útil. El tratamiento térmico también mejora el rendimiento y la calidad del procesamiento y reduce el desgaste de las herramientas. Algunos indicadores físicos y químicos sólo pueden obtenerse mediante tratamiento térmico, incluida la alta resistencia a la corrosión bajo tensión por sulfuro de hidrógeno y el refuerzo de tuberías de acero inoxidable.
Tratamiento térmico en la producción de tuberías.
En la producción de tubos sin costura, se aplica un tratamiento térmico después del laminado para desarrollar la microestructura requerida. La entrega normalizada es común para los grados de carbono y de baja aleación, la entrega templada y revenida se usa para grados de mayor resistencia y el recocido por solución se usa para el acero inoxidable austenítico. La temperatura del horno, el tiempo de mantenimiento y el medio de enfriamiento se registran para que cada calor pueda rastrearse hasta los resultados de las pruebas mecánicas.
Preguntas frecuentes
P: ¿Por qué se utiliza tratamiento térmico para los tubos de acero?
Cambia la estructura interna para que la resistencia, tenacidad y otras propiedades cumplan con los requisitos de diseño, y también alivia la tensión creada durante el conformado y la soldadura.
P: ¿Cuál es la diferencia entre recocido y normalizado?
El recocido utiliza un enfriamiento lento en el horno para ablandar el acero y aliviar la tensión, mientras que la normalización utiliza enfriamiento por aire para refinar el grano y producir propiedades más uniformes.
P: ¿Cuándo se aplica el temple y revenido?
El enfriamiento y el revenido se aplican cuando se requiere alta resistencia combinada con tenacidad, y la temperatura de revenido se selecciona para equilibrar la resistencia con la ductilidad.
P: ¿El tratamiento térmico cambia la composición química?
No. El tratamiento térmico cambia la estructura y las propiedades del acero, pero la composición química sigue siendo la misma que la del calor que se fundió.
P: ¿Cómo se controla el tratamiento térmico en producción?
La temperatura, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de enfriamiento se controlan y registran, y el resultado se verifica mediante pruebas de tracción y de impacto en muestras tomadas de la tubería tratada.
