Tuberias de Hierro Galvanizado
July 26, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
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HIERRO GALVANIZADO Introducción.- El galvanizado es un recubrimiento de zinc, que se obtiene por inmersión en caliente, hecho con la fnalidad de proporcionar una protección a la l a oxidación y en cierto porcentaje a la corrosión. El uso de ferro galvanizado en las instalaciones hidráulicas y undamentalmente, en tuberías exteriores. Esto es por la alta resistencia a los golpes, proporcionada por su propia estructura interna y por las gruesas paredes de los tubos y conexiones hechos con este material. Y se utiliza para transportar agua potable, gases, aceites o vapores a alta y baja presión Métodos de galvanizac galvanización: ión:
Proceso de galvanización en caliente Proceso de galvanización en Electrolítico. Electrolítico.
Dar a conocer sobre la aplicación de este material sus usos y propiedades ísicas, químicas, resistencia, longitud, espesor y procesos de abricación.
para las conexiones de redes de agua agua caliente) trasporte de gases, aceites o vapores a bajas temperatura
para otros usos de este término
tuberías en una sala de calderas
Una tubería o cañería e es s un conducto que cumple
potable (agua ría y y altas presiones de
la unción de
transportar agua agua u u otros uidos. uidos. Se suele elaborar con materiales materiales muy diversos. Cuando el líquido transportado líquido transportado es petróleo, petróleo, se utiliza el término oleoducto. oleoducto. Cuando el uido transportado es es gas gas,, se utiliza el término gasoducto. gasoducto. También es posible transportar mediante tuberías materiales que, si bien no son un uido, se adecuan a este cemento, cereales, cereales, documentos encapsulados, etcétera. sistema: hormigón, hormigón, cemento,
Forma de Elaboración Elaboració n o Fabricación del hierro galvanizado Las tuberías y conexiones de ferro galvanizado están abricadas para trabajar a presiones máximas de 10.5 kg/cm2 y 21.2 kg/cm2. En la abricación del acero galvanizado primero se elaboran las piezas de acero individuales en la orma deseada, por ejemplo llaves, codos, anillas, tubos, etc. después se aplica alguna técnica de galvanización, como la galvanización por inmersión. Este es el método más común y consiste en la inmersión del acero en zinc undido. undi do. Durante esta inmersión se produce una reacción química en la que se orman enlaces permanentes entre el acero y el de zinc. Cuándo se enría quedan capas externas únicamente de zinc, después hay capas mixtas de acero y zinc y en el interior queda únicamente acero. Existen otros métodos de abricación de acero galvanizado, como el galvanizado continuo. Esta técnica hace pasar hojas fnas o alambres de acero a través de zinc undido; sigue siendo una orma de inmersión pero se consigue que quede una capa más fna de zinc. Otra técnica es el rociado o pintado del acero con zinc undido. Ninguna de estas técnicas orma enlaces tan uertes como el galvanizado por inmersión. con el electro galvanizado se consigue una capa relativamente fna de zinc sobre el acero a la vez que se orman enlaces permanentes uertes entre ambos metales.
Aplicaciones: la aplicación más común de la tubería galvanizada se encuentra en los siguientes casos: ría en instalaciones de construcciones que se consideran como económicas, debido a su a) para servicio de agua caliente y ría costo relativamente bajo. b) se puede aplicar, aún cuando no es la mejor solución, para la conducción en baños públicos. c) dada su característica de alta resistencia a los esuerzos mecánicos, se puede usar para instalaciones a la intemperie. d) en algunos sistemas de riego o suministro de agua potable en donde es necesario que por razones de su aplicación este en contacto directo y en orma continua con el agua y la humedad. en estas aplicaciones es necesario que se proteja la tubería con un buen impermeabilizante.
Características físicas: solidi fcación y enrían. fusibilidad: dar orma a los metales en estado liquido, usando moldes donde se solidifcación
Forjabilidad: capacidad de dar ormas en estado solido en caliente, con martillos, prensas y laminadores. maleabilidad: propiedad para modifcar su orma a temperaturas normales, mediante la acción de martillado y estirados. Ductilidad: cantidad de deormación plástica en dirección a su longitud, pudiendo expresarse en unción de alargamiento o reducción del área. Tenacidad: resistencia a la rotura por tracción, o medida de energía par a hacer allar un material. Resistencia: capacidad de soportar esuerzos y deormaciones. Elasticidad: deormación que ocurre solo durante la aplicación de esuerzos, o sea que desaparece al suprimirse estos. Cedencia: Es el grado de deormación elástica de un material. Dureza: resistencia de un material a la penetración de su superfcie. Oxidabilidad: es la acción que posee el oxigeno que se encuentra en la atmosera y tiene la capacidad de recubrir con oxido o carbonado a los metales, excepto a los nobles. soldabilidad: es la propiedad de poder unirse y ormar un cuerpo único
Características Mecánicas: • • • • • •
esuerzo de uencia: 25.000 psi esuerzo de tensión: 44.000 psi porcentaje de elongación: 15% aproximada aproximadamente mente ri cción en contacto con otro material resistencia al desgaste: se erosiona por ricción Tenacidad: capacidad de absorber energía sin producir fsuras. Maquinabilidad: acilidad del material para un proceso de mecanizado. dureza: resistencia de un acero para dejarse penetrar
Características Químicas: Clasicación del acero por su contenido de carbono: - aceros extra suaves: el contenido de carbono varía entre el 0.1 y el 0.2 % - aceros suaves: el contenido de carbono está entre el 0.2 y 0.3 % - aceros semisuaves: el contenido de carbono oscila entre 0.3 y el 0.4 % - aceros semiduros: el carbono está presente entre 0.4 y 0.5 % - aceros duros: la presencia de carbono varía entre 0.5 y 0.6 % - aceros extramuros: el contenido de carbono que presentan esta entre el 0.6 y el 07 %
Tipos de ensayo al hierro galvanizado: Ensayos realizados 2.1 observación macrográfca la observación macrográfca, como se gura 1, revela que el inicio de las roturas para los codos, se produjo en la zona donde se encuentra la marca del abricante disminuir el espesor de la pieza al 60% del total en esa zona. gura 1. rotura de un codo.
observa en la que hace
gura 2. grietas en la zona de la marca del fabricante para el caso t la rotura se produce en la parte superior de la t donde probablemente el mínimo y la tensión máxima. la imagen de la fgura 2 muestra el la marca. Además en la cara interior en la zona cercana a la rotura se presencia de grietas paralelas al borde de rotura. no se ha observado agrietamiento en accesorios que no han allado.
de las uniones en espesor es agrietamiento en puede observar la
2.2 Estudio Metalográco.Metalográco.- se ha realizado la preparación una sección transversal de dos de los accesorios. La estructura presente en las muestras es típica de una undición maleable de presentando una estructura errítica en las capas más externas y en la zona central del espesor. También se observa la presencia de central. en la imagen de la fgura 3 se observa en la superfcie más externa la óxidos de hierro, posiblemente en borde de grano austenítico, durante el tratamiento de maleabilización en atmósera oxidante a orden de 950 ºc-1050ºc. también se observa continuidad en los recubrimiento galvanizado lo que indica la presencia previa de los al proceso de galvanizado. este tipo de estructura se ha observado tanto en los accesorios que han allado en los que no se ha producido el allo.
metalográfca de metalográfca corazón blanco, errítico perlítica poros en la zona
gura 3. Micrograía de la zona externa. Recubrimiento de zinc y óxidos en el base en la zona más externa. sin atacar 400x. e en n la cara externa, como se en la fgura 4, se aprecia el agrietamiento por desgarro del recubrimiento de de la zona superfcial de la material base donde aparecen los óxidos de hierro borde de grano. en la cara interior se aprecia como en las zonas donde se ha producido el agrietamiento del recubrimiento ha progresado la corrosión hacia interior del material base, generando grietas de aspecto aflado que rente a anales de la mecánica de ractura, vol 2 (2007) un esu erzo van a producir una concentración de tensiones como se observa en la fgura 5.
aquellos
presencia de producidos temperaturas del deectos hacia el deectos anterior como material observa zinc y en el 598 elevada
gura 4. micrograía de la sección transversal. Cara externa cercana a la ractura. 100x. gura 5. micrograía de la sección transversal. Cara interna cercana a la ractura. 400x 2.3. estudio fractográco s eh a rede alizlas ado el estudiode raractura. ctográfco edianteractográfca microscopía siguiente electrónicde a dla e barrido de una superfcies lam imagen ractográfca gura mu uestra la sección completa de una zona de la ractura donde se observan varias 6 m zonas claramente dierenciadas: desde el interior, en primer lugar se aprecia el recubrimiento de zinc, seguido d una zona en la que aparecen restos de corrosión que corresponde la primera capa de material base en la que se encuentran los óxidos en borde de grano. A continuación aparece una zona de ractura rágil en la
que el mecanismo de ractura principal es el clivaje la zona de ractura por clivaje abarca los dos tercios del espesor del continuación aparece una zona en la ractura que está dominada de coalescencia de m miicrohuecos (dúctil). esta zona se corresponde material base con estructura totalmente errítica observada en la s e observa con mayor detalle la zona cercana a la Figura 7 se donde la capa de material está aectada por el proceso de donde se puede observar cómo la ractura progresa por los óxidos T Todos odos los indicios indican que la ractura se ha iniciado en el interior y ha progresado hacia la zona exterior exterior.. la ractura por clivaje y por lo tanto con baja absorción de energía concuerda con la baja tenacidad a ractura de la errítico perlítica de la zona central de la sección. la zona de la ractura más cercana a la cara exterior, cuyo aspecto a los mecanismos de ractura, corresponde a la zona descarburada errítica. gura 6. vista general de la sección de ractura a 35x. imagen sem gura 7. zona de ractura con mecanismos dúctiles cerca de la 500x. se observa la presencia de fsuras en la capa superfcial por borde de grano durante el tratamiento térmico de imagen sem 500x
aproximadamente material base. A por el mecanismo con la zona del metalograía. superfcie exterior, maleabilización y en borde de grano.
microestructura es dúctil en cuanto de estructura
cara externa. debida la corrosión maleabilización.
3. discusión de acuerdo con los resultados obtenidos de los ensayos realizados, se podría describir el proceso de allo de lo accesorios de la siguiente manera: 599 anales de la mecánica de ractura, vol 2 (2007) o a causa de las alsas alarmas se han producid tensiones elevadas en los accesorios de las tuberías, debido a las uerzas de inercia del agua durante dur ante el llenado. además puede haberse producido la congelación del agua retenida retenida dentro de la instalación durante el invierno, al no poder vaciarse correctamente des puésadel llenado de la misma sea por lade prueba de uncionamiento y estanqueidad de la instalación o por el llenadodespués debido una alsa alarma). como(bien consecuencia consecuencia los altos esuerzos se produjo el agrietamiento del recubrimiento de zinc, acilitado por el deecto superfcial del material base del accesorio (oxidación en borde de grano austenítico durante el recocido de maleabilización). o al no poder poder vaciar la instalación y haberse agrietado el recubrimiento en las zonas de menor sección resistente de los accesorios y que por lo tanto soportan mayor tensión o esuerzo por unidad uni dad de área, se produjo el avance por corrosión de las grietas generadas hacia el interior del material, acili acilitado tado por los siguientes sobreesuerzos debidos a las alsas alarmas posteriores. o cuando alguna de las grietas alcanzó el tamaño crítico s produjo la ractura rápida, durante la última alsa alarma, debido al sobreesuerzo producido durante el llenado de la instalación. o el hecho de que la instalación no evacue el aire durante el llenado hace que este se comprima y que la la apertura del accesorio durante el allo sea mayor por la l a expansión del mismo.
4. conclusiones conclusiones se puede hablar de un conjunto de causas que han conducido al allo de los accesorios: − la instalación presenta deectos de diseño o de ejecución que deberían mejorarse, tales como la pendiente negativa de las tuberías, allo en el sistema que provoca repetidas alsas alarmas, sobrepresiones elevadas durante el llenado y posible congelación de la instalación. − en cuanto a los accesorios utilizados, los deectos superfciales del material base del accesorio acilitan la rotura del recubrimiento durante el sobreesuerzo y además no están preparados para soportar golpes de presión derivados de una situación anómala. − en cuanto al material de los accesorios, se producen óxidos superfciales del material base, debidos al proceso de abricación de este tipo de undiciones, que disminuyen la l a resistencia fnal de este tipo de componentes.
pruebas al hierro galvanizado:prueba neumática: a una presión de 100 psi prueba de aplastamiento: según norma ntc — 42 prueba de abocardado: según norma ntc — 103
diametros comerciales de tuberiasde hierro galvanizad galvanizado o
Tuberías y accesorios de hierro galvanizado
Ventajas Ventaj as y desventajas tuberias de hierro galvanizado (hg) -
ree reempl mplazó azó a all plo plomo: mo: mant mantiene iene e ell agua agua seg segura ura y c conf onfable able p para ara su su con consum sumo. o. se ut utiliz iliza a en al algun gunos os gener generale ales s y sis sistem temas as co contra ntra iince ncendi ndio o interio interiores res si sist ste ema de unió unión n ro rosc sca ado ma mate teria riall econ económ ómic ico oyc con on b baj aja a dila dilata taci ción ón dura durabili bilidad dad:: grac gracias ias a s su u cap capa a de zinc zinc puede puede dura durarr has hasta ta 30 a años ños d de e vida. vida. alt alta a resist resistenc encia ia a la elon elongac gación ión:: sopo soporta rta mo movim vimien ientos tos es estru tructu ctural rales. es. ba bajo jo cost costo ov ver ersu sus s vid vida aú úti til. l.
-ba bajo jo nive vel de d cor orriona ros osió ión. du dura rac cni ió ión n le ex xe cepc cec pcio nal. l.n. res esis iste tenc ncia ia mec mecán ánic ica ae ele leva vada da.. prote protecc cción ión inte integra grall de los elemen elementos tos est estruc ructur turales ales.. se requ requie iere re u un n mínim mínimo o de ma mant nteni enimi mien ento to.. Desventajas tuberías de hierro galvanizado galvanizado::
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ningún otro material empleado en instalaciones de conducción de uidos alcanza las cotas de resistencia mecánica que tienen los tubos de acero y los accesorios de undición maleable. pesado sistema de unión lenta y de calidad aleatoria según el herramental disponible. sólo disponible en barras. es muy costoso en el momento de su ejecución, pero a pesar de ello, es uno de los sistemas de construcción de obras civiles más utilizado debido a la alta protección que tiene el recubrimiento de zinc contra la corrosión. debido a lo complejo del proceso de elaboración del galvanizado, el tiempo de ejecución es lento, lo cual pudiera ocasionar retrasos en la ase de la construcción de obras civiles.
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