Codo de aluminio para sistemas de circulación y agua de alimentación de calderas marinas

En un barco, un codo no es sólo un accesorio doblado. Es un director de tráfico silencioso para agua caliente tratada, condensado, flujo de circulación y líneas de servicio auxiliares. En una ruta de agua de alimentación de una caldera marina, cada cambio de dirección afecta la carga de la bomba, la vibración, el control de oxígeno, el acceso de inspección y el comportamiento de la corrosión. Un codo de aluminio gana su lugar cuando el sistema necesita poco peso, fabricación limpia, fuerte resistencia a la corrosión en la atmósfera marina y una instalación rápida sobre patines de maquinaria compacta.

El aluminio es aproximadamente dos tercios más liviano que el acero, lo cual es importante en las salas de máquinas donde los bastidores de tuberías, las plataformas de acceso y los módulos de calderas compactos compiten por el espacio. Sin embargo, el agua de alimentación de calderas es un medio exigente. Se deben verificar la temperatura, los productos químicos del tratamiento, el pH, el oxígeno disuelto, la velocidad y el contacto con otros metales antes de seleccionar un codo de aluminio. Para muchos recipientes, los codos de aluminio se utilizan mejor en transferencia de agua de alimentación a temperatura baja a moderada, retorno de condensado, circuitos de circulación desaireados, circuitos auxiliares de agua dulce y sistemas de soporte de calderas, en lugar del límite de caldera de mayor presión.

Dónde encaja mejor el codo de aluminio

Un sistema de caldera marina tiene diferentes zonas de agua. Algunas son calientes, de alta presión y se rigen por estrictos códigos de calderas. Otros manejan agua tratada antes de la presurización final, el retorno de condensado, la circulación de enfriamiento, la recuperación de drenaje o las conexiones de patines empaquetados. Los codos de aluminio pueden ser una opción práctica en estas últimas zonas cuando la presión y la temperatura de diseño permanecen dentro de los límites calculados.

La forma del codo también importa. Un codo de radio corto ahorra espacio pero aumenta la turbulencia y la pérdida de presión. Un codo de radio largo proporciona un flujo más suave, reduce la erosión en la pared exterior y generalmente se prefiere para descarga de bombas, líneas de circulación y cualquier lugar donde puedan ocurrir vibraciones o destellos. Para giros de 90 grados, muchos proyectos especifican un radio largo de 1,5D o 3D, mientras que los patines compactos pueden requerir dimensiones de línea central personalizadas.

Para la comparación directa de productos, un 6061-T6 Codo de tubo de aluminio marino de 90 grados se selecciona comúnmente para conjuntos soldados fuertes, marcos de equipos y módulos de tuberías de agua dulce. Cuando todo el paquete de tuberías deba utilizar material compatible certificado, Tubería de aluminio de grado marino ayuda a mantener una metalurgia constante desde la tubería recta hasta el accesorio formado.

Parámetros típicos del producto

Selección de aleación y temple

La aleación es la personalidad del codo. El temperamento es el recuerdo de cómo fue procesado. Ambos deciden la resistencia, la flexibilidad, la respuesta de la soldadura y el comportamiento a la corrosión a largo plazo.

6061-T6 es popular porque combina resistencia, maquinabilidad y disponibilidad. Funciona bien para codos formados y módulos soldados en servicios de agua dulce y agua tratada. El temple T6 significa que la aleación ha sido tratada térmicamente con solución y envejecida artificialmente. Después de soldar, la zona afectada por el calor pierde algo de resistencia, por lo que los cálculos de presión deben utilizar valores posteriores a la soldadura, a menos que el accesorio se vuelva a tratar térmicamente y se califique.

6082-T6 proporciona mayor resistencia que muchas aleaciones 6xxx y a menudo se elige para tuberías estructurales, soportes de alta resistencia y sistemas de circulación expuestos a vibraciones. Se mecaniza bien y tiene buena resistencia a la corrosión, aunque todavía se aplica la reducción de potencia de soldadura.

5083-H116 o H321 se valora por su resistencia al agua de mar y rendimiento de soldadura. A menudo se selecciona cuando la exposición externa a la sal es grave. Para el servicio de agua caliente tratada, se debe revisar la exposición a la temperatura a largo plazo porque las aleaciones de aluminio con alto contenido de magnesio pueden sensibilizarse si se usan más allá de los límites adecuados.

5086-H32 o H116 ofrece buena resistencia a la corrosión marina, resistencia moderada y soldabilidad confiable. Es adecuado para tuberías, tanques y circuitos de circulación a bordo de barcos donde la atmósfera de agua de mar es más agresiva que el fluido interno.

5052-H32 es más fácil de moldear y tiene una excelente resistencia a la corrosión general. Es útil para codos más pequeños, circulación de baja presión, retorno de condensado y líneas auxiliares de uso liviano.

Composición química y comportamiento químico del agua.

El aluminio se protege mediante una fina película de óxido. En agua limpia y neutra, esta película es estable. En tratamientos con calderas altamente alcalinas, puede disolverse. Por eso el control químico es tan importante como el espesor de la pared. Se deben minimizar los cloruros, controlar el oxígeno disuelto y no elevar el pH más allá de lo que la aleación seleccionada puede tolerar. Si la planta utiliza un tratamiento fuerte con fosfato, cáustico o amina, es aconsejable realizar pruebas de compatibilidad antes de la instalación.

Normas y condiciones de aprobación

Los codos de aluminio marino normalmente se solicitan según una combinación de requisitos de material, dimensiones, soldadura y clase. ASTM B241/B241M cubre tubos y tuberías de aluminio sin costura, mientras que ASTM B221 se aplica a barras, varillas, alambres, perfiles y tubos extruidos. EN 573 define las designaciones de aleaciones de aluminio y su composición química, y EN 755 cubre productos extruidos. Para la fabricación soldada, se hace referencia con frecuencia a AWS D1.2, ISO 15614-2 e ISO 9606-2.

Para el diseño de tuberías, ASME B31.1 puede aplicarse a tuberías de energía cerca de sistemas de calderas, mientras que ASME B31.3 puede aplicarse a tuberías auxiliares de proceso. Las reglas de las sociedades de clasificación ABS, DNV, LR, BV, RINA, CCS o KR ​​pueden agregar requisitos de trazabilidad, pruebas de presión, inspección de soldaduras y certificados de materiales. La geometría del codo puede seguir los dibujos del proyecto o estar alineada con las dimensiones de estilo ASME B16.9, pero la clasificación de presión no debe copiarse de los accesorios de acero. El aluminio requiere su propio cálculo de diseño.

Notas sobre soldadura, fabricación e instalación

Un buen codo de aluminio comienza con metal limpio. La contaminación por aceite, fluido de corte, óxido y acero inoxidable puede provocar porosidad o corrosión temprana. Se prefiere la soldadura TIG para codos precisos más pequeños; La soldadura MIG es eficiente para conjuntos más grandes. La selección del metal de aportación depende de la aleación y la temperatura. El 4043 se utiliza a menudo con el 6061 donde la estabilidad térmica es importante. Se puede elegir 5356 o 5183 para resistencia a la corrosión marina, especialmente con aleaciones 5xxx, pero se debe revisar la temperatura de servicio elevada.

La corrosión galvánica es otra preocupación a bordo. El aluminio conectado directamente al acero al carbono, acero inoxidable, aleación de cobre o latón puede convertirse en el metal de sacrificio en ambientes húmedos. Antes de la instalación se deben planificar juntas aislantes, manguitos no conductores, sujetadores compatibles y roturas del revestimiento. El drenaje también importa. Un codo que atrapa agua tratada estancada puede concentrar productos químicos y crear riesgo de picaduras.

La velocidad del flujo debe ser moderada. Una velocidad excesiva en una curva puede eliminar las películas protectoras e intensificar la erosión-corrosión, especialmente donde hay aire atrapado o partículas sólidas. Los codos de radio largo, las superficies internas lisas y la alineación adecuada de la bomba reducen este riesgo.

Lista de verificación del comprador para un pedido confiable

• Aleación y temple, como 6061-T6, 6082-T6, 5083-H116, 5086-H32 o 5052-H32
• Diámetro exterior, espesor de pared, ángulo de curvatura, radio de curvatura y preparación del extremo
• Presión de diseño, temperatura de diseño, rango de pH, nivel de cloruro y productos químicos de tratamiento
• Estándares requeridos, aprobación de la sociedad de clases, tipo de certificado de material e informes de prueba
• Proceso de soldadura, metal de aportación, método de inspección, presión de hidroprueba y acabado superficial.
• Embalaje para transporte marítimo, incluido el embalaje seco y la protección de los extremos.

Un codo de aluminio para sistemas de circulación y agua de alimentación de calderas marinas debe especificarse como parte de un sistema vivo, no como una simple curva de catálogo. Cuando las reglas de aleación, temple, química, soldadura y aprobación están alineadas, el accesorio ofrece un enrutamiento liviano, una instalación limpia y un servicio confiable en el mundo estrecho, caluroso y expuesto a la sal de los espacios de maquinaria de los barcos.