La norma ASTM A53 es una de las normas de material más utilizadas para los tubos de acero que se emplean en la industria del petróleo y el gas y otras industrias de proceso. El grado B de la ASTM A 53 es más popular que otros grados. Estos tubos pueden estar desnudos sin ningún tipo de recubrimiento, o pueden estar recubiertos de zinc o por inmersión en caliente y fabricados por soldadura o por un proceso de fabricación sin costura.
En el sector del petróleo y el gas, los tubos de grado A53 se utilizan en aplicaciones estructurales y no críticas. No se utilizan en servicios de hidrocarburos ni en servicios que impliquen presión y temperatura.
Tamaños y tipos de tubos contemplados en la norma ASTM A53
En esta norma se contemplan las tuberías de tamaño NPS 1/8" a NPS 26". Esto equivale a DN 6 a DN 650.
Hay tres tipos de tubos cubiertos por esta norma.
Tipo F - Tubos soldados a tope en horno.
Grado A
La tubería de tipo F Garde A se fabrica mediante bobina continua, y la unión longitudinal se suelda mediante soldadura de forja. En este proceso se utilizan conjuntos de rodillos que crean una presión mecánica a los extremos calientes unidos de la bobina.
Tipo E - Tubo soldado por resistencia eléctrica.
Grado A
Grado B
Los tubos Garde A y Garde B del tipo E se fabrican mediante una bobina continua, y la unión longitudinal se suelda mediante el calor producido por la resistencia eléctrica entre los extremos opuestos del tubo. En este proceso también se utiliza un conjunto de rodillos para unir los extremos calentados. El cordón de soldadura de los tubos de grado B se trata térmicamente después de la soldadura hasta un mínimo de 540°C.
Tipo S - Tubos sin soldadura
Grado A
Grado B
Los tubos de tipo S se fabrican mediante el método de extrusión.
El acero en bruto utilizado para fabricar los tubos se produce mediante el método de horno abierto, horno eléctrico o de oxígeno básico.
Composición química y propiedades mecánicas de los tubos ASTM A53
El hierro es el elemento principal de los tubos A53. Otros elementos como el carbono, el manganeso, el fósforo, el azufre, el cobre, el níquel, el cromo, el molibdeno y el vanadio también están disponibles en pequeñas cantidades. Consulte la tabla de composición química de los tipos E, F y S.
| Tipo | E and S | E and S | F |
|---|---|---|---|
| Grado | A | B | A |
| Carbono | 0.25 | 0.3 | 0.3 |
| Manganeso | 0.95 | 1.2 | 1.2 |
| Fósforo | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| Azufre | 0.45 | 0.45 | 0.45 |
| Cobre* | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| Níquel* | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| Cromo* | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| Molibdeno* | 0.15 | 0.5 | 0.5 |
| Vanadio* | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| *La suma de estos cinco elementos debe ser inferior al 1,00 %. | |||
Propiedades mecánicas de ASTM A53
Los valores mínimos aceptables para la resistencia a la tracción y el límite elástico en Mpa para el ensayo mecánico de los tubos ASTM A53 se enumeran a continuación.
| Tipos y calidades | Resistencia a la tracción -Mpa | Resistencia al límite elástico - Mpa |
|---|---|---|
| Type E and S – Grade A | 330 | 205 |
| Type E and S – Grade B | 415 | 240 |
| Type F – Grade A | 330 | 205 |
Inspección y pruebas de los tubos
Durante la inspección de la tubería, hay que realizar las siguientes pruebas en la tubería para comprobar la calidad del producto final.
Análisis químico del producto final. Número de pruebas - 2 tubos por lote de 500 o 2 tubos por número de calor. Si alguno de los tubos falla, se probarán dos tubos más del mismo lote.
Prueba de tracción - Esta prueba se realiza para comprobar las propiedades mecánicas del tubo. En el caso de los tubos soldados, la resistencia de la soldadura no debe ser inferior a la del cuerpo del tubo.
Prueba de flexión - Para el tamaño de la tubería NPS 2 y menor prueba de flexión se realiza para comprobar la ductilidad de la tubería. La prueba de flexión puede ser de 90 grados o de 180 grados, dependiendo de los requisitos.
Prueba de aplanamiento - Los tubos de tamaño superior a NPS 2 se someten a la prueba de ductilidad mediante una prueba de aplanamiento. Una muestra de la tubería se corta y se coloca entre dos superficies planas y se aplana como se especifica en la norma ASTM A53.
Prueba hidráulica - Esta prueba se realiza en cada tramo de la tubería para comprobar la estanqueidad. La presión se mantendrá durante 5 segundos o más.
Prueba ultrasónica o electromagnética del cordón de soldadura - Esta prueba no destructiva se realiza en toda la longitud de la soldadura para comprobar la solidez de la misma.
Dimensiones de los tubos Schedule 40 en MM
| Standard Pipe Schedule 40 – ASTM A53 Grades A and B – dimensions in mm | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| NPS Designator | DN Designator | Outside Diameter | Inside Diameter | Wall Thickness | Nominal Weight (Mass) per unit Length | |
| (mm) | (mm) | (mm) | Plain End (kg/m) | Threads & Couplings (kg/m | ||
| 1/8″ | 6 | 10.3 | 6.8 | 1.73 | 0.37 | 0.37 |
| 1/4″ | 8 | 13.7 | 9.2 | 2.24 | 0.63 | 0.63 |
| 3/8″ | 10 | 17.1 | 12.5 | 2.31 | 0.84 | 0.84 |
| 1/2″ | 15 | 21.3 | 15.8 | 2.77 | 1.27 | 1.27 |
| 3/4″ | 20 | 26.7 | 20.9 | 2.87 | 1.69 | 1.69 |
| 1″ | 25 | 33.4 | 26.6 | 3.38 | 2.5 | 2.5 |
| 1-1/4″ | 32 | 42.2 | 35.1 | 3.56 | 3.39 | 3.4 |
| 1-1/2″ | 40 | 48.3 | 40.9 | 3.68 | 4.05 | 4.04 |
| 2″ | 50 | 60.3 | 52.5 | 3.91 | 5.44 | 5.46 |
| 2-1/2″ | 65 | 73 | 62.7 | 5.16 | 8.63 | 8.67 |
| 3″ | 80 | 88.9 | 77.9 | 5.49 | 11.29 | 11.35 |
| 3-1/2″ | 90 | 101.6 | 90.1 | 5.74 | 13.57 | 13.71 |
| 4″ | 100 | 114.3 | 102.3 | 6.02 | 16.07 | 16.23 |
| 5″ | 125 | 141.3 | 158.2 | 6.55 | 21.77 | 22.07 |
| 6″ | 150 | 168.3 | 154.1 | 7.11 | 28.26 | 28.58 |
| 8″ | 200 | 219.1 | 202.7 | 8.18 | 42.55 | 43.73 |
| 10″ | 250 | 273 | 254.5 | 9.27 | 60.29 | 63.36 |
| 12″ | 300 | 323.8 | 304.8 | 9.52 | 73.78 | 76.21 |
Schedule 40 Pipe Dimensions in Inches
| NPS Designator | DN Designator | Outside Diameter | Inside Diameter | Wall Thickness | Nominal Weight (Mass) per unit Length | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (Inches) | (Inches) | (Inches) | Plain End (lb/ft) | Threads & Couplings (lb/ft) | ||
| 1/8″ | 6 | 0.405 | 0.269 | 0.068 | 0.24 | 0.25 |
| 1/4″ | 8 | 0.54 | 0.364 | 0.088 | 0.43 | 0.43 |
| 3/8″ | 10 | 0.675 | 0.493 | 0.091 | 0.57 | 0.57 |
| 1/2″ | 15 | 0.84 | 0.622 | 0.109 | 0.85 | 0.86 |
| 3/4″ | 20 | 1.05 | 0.824 | 0.113 | 1.13 | 1.14 |
| 1″ | 25 | 1.315 | 1.049 | 0.133 | 1.68 | 1.69 |
| 1-1/4″ | 32 | 1.66 | 1.38 | 0.14 | 2.27 | 2.28 |
| 1-1/2″ | 40 | 1.9 | 1.61 | 0.145 | 2.72 | 2.74 |
| 2″ | 50 | 2.375 | 2.067 | 0.154 | 3.66 | 3.68 |
| 2-1/2″ | 65 | 2.875 | 2.469 | 0.203 | 5.8 | 5.85 |
| 3″ | 80 | 3.5 | 3.068 | 0.216 | 7.58 | 7.68 |
| 3-1/2″ | 90 | 4 | 3.548 | 0.226 | 9.12 | 9.27 |
| 4″ | 100 | 4.5 | 4.026 | 0.237 | 10.8 | 10.92 |
| 5″ | 125 | 5.563 | 5.047 | 0.258 | 14.63 | 14.9 |
| 6″ | 150 | 6.625 | 6.065 | 0.28 | 18.99 | 19.34 |
| 8″ | 200 | 8.625 | 7.981 | 0.322 | 28.58 | 29.35 |
| 10″ | 250 | 10.75 | 10.02 | 0.365 | 40.52 | 41.49 |
| 12″ | 300 | 12.75 | 12 | 0.375 | 49.61 | 51.28 |
Extra Heavy – Schedule 80 Pipe Dimensions in MM
| NPS Designator | DN Designator | Outside Diameter | Inside Diameter | Wall Thickness | Nominal Weight (Mass) per unit Length | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (mm) | (mm) | (mm) | Plain End (kg/m) | Threads & Couplings (kg/m | ||
| 1/8″ | 6 | 10.3 | 5.5 | 2.41 | 0.47 | 0.46 |
| 1/4″ | 8 | 13.7 | 7.7 | 3.02 | 0.8 | 0.8 |
| 3/8″ | 10 | 17.1 | 10.7 | 3.2 | 1.1 | 1.1 |
| 1/2″ | 15 | 21.3 | 13.9 | 3.73 | 1.62 | 1.62 |
| 3/4″ | 20 | 26.7 | 18.8 | 3.91 | 2.2 | 2.21 |
| 1″ | 25 | 33.4 | 24.3 | 4.55 | 3.24 | 3.25 |
| 1-1/4″ | 32 | 42.2 | 32.5 | 4.85 | 4.47 | 4.49 |
| 1-1/2″ | 40 | 48.3 | 38.1 | 5.08 | 5.41 | 5.39 |
| 2″ | 50 | 60.3 | 49.3 | 5.54 | 7.48 | 7.55 |
| 2-1/2″ | 65 | 73 | 59 | 7.01 | 11.41 | 11.52 |
| 3″ | 80 | 88.9 | 73.7 | 7.62 | 15.27 | 15.39 |
| 3-1/2″ | 90 | 101.6 | 85.4 | 8.08 | 18.63 | 18.82 |
| 4″ | 100 | 114.3 | 97.2 | 8.56 | 22.32 | 22.6 |
| 5″ | 125 | 141.3 | 122.3 | 9.52 | 30.94 | 31.42 |
| 6″ | 150 | 168.3 | 146.3 | 10.97 | 42.56 | 43.05 |
| 8″ | 200 | 219.1 | 193.7 | 12.7 | 64.64 | 65.41 |
Extra Heavy – Schedule 80 Pipe Dimensions in Inches
| NPS Designator | DN Designator | Outside Diameter | Inside Diameter | Wall Thickness | Nominal Weight (Mass) per unit Length | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (Inches) | (Inches) | (Inches) | Plain End (lb/ft) | Threads & Couplings (lb/ft) | ||
| 1/8″ | 6 | 0.405 | 0.215 | 0.095 | 0.31 | 0.32 |
| 1/4″ | 8 | 0.54 | 0.302 | 0.119 | 0.54 | 0.54 |
| 3/8″ | 10 | 0.675 | 0.423 | 0.126 | 0.74 | 0.74 |
| 1/2″ | 15 | 0.84 | 0.549 | 0.147 | 1.09 | 1.09 |
| 3/4″ | 20 | 1.05 | 0.742 | 0.154 | 1.48 | 1.48 |
| 1″ | 25 | 1.315 | 0.957 | 0.179 | 2.17 | 2.19 |
| 1-1/4″ | 32 | 1.66 | 1.278 | 0.191 | 3 | 3.03 |
| 1-1/2″ | 40 | 1.9 | 1.5 | 0.2 | 3.63 | 3.65 |
| 2″ | 50 | 2.375 | 1.939 | 0.218 | 5.03 | 5.08 |
| 2-1/2″ | 65 | 2.875 | 2.323 | 0.276 | 7.67 | 7.75 |
| 3″ | 80 | 3.5 | 2.9 | 0.3 | 10.26 | 10.35 |
| 3-1/2″ | 90 | 4 | 3.364 | 0.318 | 12.52 | 12.67 |
| 4″ | 100 | 4.5 | 3.826 | 0.337 | 15 | 15.2 |
| 5″ | 125 | 5.563 | 4.813 | 0.375 | 20.8 | 21.04 |
| 6″ | 150 | 6.625 | 5.761 | 0.432 | 28.6 | 28.88 |
| 8″ | 200 | 8.625 | 7.625 | 0.5 | 43.43 | 44 |
Permissible Variations – ASTM A53 Grades A and B Pipe
| Permissible Variations for ASTM A53 Grades A and B Pipe | |||
|---|---|---|---|
| O.D. | Over | Under | |
| Outside Diameter | NPS 1/8 to 1-1/2 DN 6 to 40 | 1/64″ (0.4mm) | 1/64″ (0.4mm) |
| NPS 2 and up DN 50 and up | 1% | 1% | |
| Wall Thickness at Any Point | ——– | 12.50% | |
| Weight | 10% | 10% | |
