Ensayo de expansión hidráulica de anillo para determinar el límite de fluencia de caños de acero

Fundamento

Un caño sometido a presión interna trabaja principalmente en la dirección circunferencial: la tensión de aro es aproximadamente el doble de la longitudinal, de modo que la propiedad que gobierna su capacidad es el límite de fluencia en esa dirección. El problema es que el acero de un caño no es isótropo: el proceso de conformado y el de laminación previa orientan la microestructura y generan diferencias apreciables entre la dirección longitudinal y la circunferencial, a lo que se suma en los caños soldados el efecto del trabajo en frío del conformado, que eleva la fluencia longitudinal mientras puede reducir la circunferencial por el efecto Bauschinger. Ensayar una probeta plana cortada en dirección circunferencial y enderezada no resuelve el problema, porque el enderezado introduce deformación plástica que altera justamente la propiedad que se quiere medir. El ensayo de expansión hidráulica de anillo evita ese inconveniente ensayando la geometría real. Se corta del caño un anillo de longitud definida, se lo cierra con cabezales y se lo presuriza internamente con fluido hidráulico, midiendo simultáneamente la presión aplicada y la deformación circunferencial con extensómetros o con galgas adheridas al exterior. De la presión y de la geometría —diámetro y espesor de pared medidos con precisión— se calcula la tensión circunferencial mediante la expresión de pared delgada, y de la curva tensión-deformación resultante se obtiene el límite de fluencia con el criterio de deformación total o de deformación remanente que fija la norma de producto. El resultado es directamente el valor que entra en el cálculo de la presión admisible, sin el sesgo del enderezado.

Matriz (en qué muestra)

Caños y tubos de acero soldados y sin costura; tubos de conducción y estructurales; producto en liberación de lote en planta y en verificación de certificado; caños en calificación de proveedor

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Banco de presurización hidráulica con bomba, control de caudal y transductor de presión calibrado; cabezales de cierre para el anillo con sellos; extensómetros circunferenciales o galgas extensométricas con acondicionador; micrómetro y calibre para la medición de espesor y de diámetro; adquisidor de datos; protecciones para ensayo a presión.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Fluido hidráulico; adhesivos y consumibles de galgas extensométricas.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Anillos cortados del caño con la longitud y el acabado de bordes que fija la norma; planilla con presión y deformación, espesores medidos en varias posiciones y el cálculo; identificación del fabricante, de la colada, del grado del acero, del diámetro y del espesor nominal.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Anillos, que se destruyen; galgas; fluido.

Unidad

Pa · límite de fluencia circunferencial (MPa) y criterio empleado · curva de tensión circunferencial contra deformación · presión máxima aplicada · espesor de pared y diámetro medidos en varias posiciones · límite de fluencia longitudinal determinado en paralelo, para comparación · grado del acero y valor mínimo especificado

Rango de referencia

Aplanar una probeta circunferencial para ensayarla en tracción cambia el material: el enderezado deforma plásticamente y la fluencia medida no es la que tiene el caño

Norma que lo exige

Las normas de caños de acero para conducción y sus grados, que fijan el límite de fluencia mínimo; los códigos de diseño de cañerías, que calculan la presión admisible sobre ese valor; los certificados de colada y las condiciones de compraventa; las normas de acreditación del laboratorionorma argentina

Norma que describe la técnica

IRAM 2618, Caños y tubos de acero. Método de ensayo de expansión hidráulica de anillo para determinar el límite de fluencia transversal. La norma IRAM de caños y tubos de acero que fija el método de ensayo de expansión hidráulica de anillo para determinar el límite de fluencia, con la preparación del anillo, la instrumentación y el criterio de fluencia; las normas internacionales equivalentes de ensayo de tubos; los procedimientos del laboratorionorma argentina

Edición y vigencia de la norma

Norma IRAM de ensayo de expansión hidráulica de anillo para determinar el límite de fluencia de caños de acero

Volumen de muestra

No corresponde: se ensayan anillos cortados del caño

Conservación y transporte

No corresponde. Los anillos se cortan sin calentar el material y con los bordes mecanizados según la norma: un corte con oxicorte altera la microestructura de la zona afectada y el anillo rompe donde no corresponde.

Límite de detección típico

Los transductores resuelven décimas de bar y las galgas, microdeformaciones

Incertidumbre típica

Del 2 al 5 % sobre el límite de fluencia

Área

Metalurgia; Física y mecánica; Ingeniería

Fecha de última actualización: 22/9/2026