Los tubos de acero de precisión estirados en frío fabricados según DIN 2391 (o su sucesor EN 10305-1) son el material estándar para líneas hidráulicas, circuitos neumáticos, tuberías de instrumentación y sistemas de guiado mecánico en maquinaria industrial, equipos móviles e instalaciones de proceso. Las estrechas tolerancias dimensionales — especialmente el diámetro exterior a calidad h9 — permiten que el tubo funcione como superficie deslizante o de sellado de precisión sin mecanizado adicional, y el espesor de pared consistente garantiza una capacidad de presión y un comportamiento al doblado predecibles.
ZC Steel Pipe suministra tubos de acero de precisión estirados en frío según DIN 2391 y EN 10305-1 en grados St 35 (E235), St 45 (E275) y St 52 (E355) en tamaños de OD desde 6 mm hasta 120 mm. Esta guía cubre las condiciones de entrega, tolerancias dimensionales, grados de material, presiones de trabajo y requisitos de aprovisionamiento.
En la fabricación de un equipo en el Sudeste Asiático, las líneas hidráulicas se pidieron como "DIN 2391 St 52" para un sistema con curvas a 90° de radio cerrado. El pedido no especificó la condición de entrega. El fabricante envió BK (estirado sin tratamiento térmico) — su condición predeterminada y de menor costo. En el montaje en obra, el instalador intentó doblar en frío el tubo BK a 90° con una curvadora estándar. El tubo se agrietó a los 45° en el 30% de las piezas. St 52 BK tiene una elongación de aproximadamente 6–10% — muy por debajo del 20–25% necesario para una curva a 90° en frío a radio cerrado. GBK (brillante recocido) tiene una elongación superior al 30% y habría doblado limpiamente. Todo el lote fue desechado y repedido como GBK. Una sola palabra en el pedido de compra habría evitado — o en este caso no evitó — una pérdida de material del 100%.
1. Alcance de la Norma y Norma Sucesora
DIN 2391 (Tubos de Acero de Precisión Sin Costura) fue la norma nacional alemana que definió el tubo de precisión estirado en frío para aplicaciones hidráulicas y mecánicas. Ha sido reemplazada en la UE por EN 10305-1 (Tubos de Acero de Precisión Sin Costura Estirados en Frío), pero continúa siendo especificada en:
- Planos antiguos de máquinas y equipos (de origen alemán)
- Especificaciones de aprovisionamiento asiáticas y de Medio Oriente que referencian DIN
- Piezas de repuesto para maquinaria heredada originalmente construida según normas DIN
Los productos son metalúrgicamente equivalentes. Ambas normas especifican las mismas tolerancias de OD (h9), tolerancias de pared, condiciones de entrega y química base del acero. Cuando un cliente especifica DIN 2391, el suministro de tubo EN 10305-1 con las mismas dimensiones y grado es generalmente aceptable y debe confirmarse por escrito.
2. Grados de Material
| Grado DIN 2391 | Grado EN 10305-1 | N.º Material | C% máx. | Fluencia mín. (MPa) | Tracción mín. (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| St 35 | E195 / E235 | 1.0308 | 0.17 | 195 | 320 |
| St 45 | E275 | 1.0408 | 0.21 | 275 | 410 |
| St 52-3 | E355 | 1.0580 | 0.22 | 355 | 490 |
El sufijo "3" en St 52-3 indica el subgrado con resistencia al impacto garantizada. E355 es el equivalente en EN 10305-1. St 52 / E355 es el grado estándar para tubo hidráulico — su combinación de límite elástico y tolerancias de pared ofrece la mejor eficiencia de presión por kilogramo para tuberías de sistemas hidráulicos.
Para convertir entre MPa/ksi, mm/pulgadas y bar/psi, utilice el Convertidor de Unidades →
3. Condiciones de Entrega
DIN 2391 especifica cuatro condiciones de entrega (condiciones equivalentes EN 10305-1 entre paréntesis):
| Condición | Descripción | Resistencia | Ductilidad | Aplicación Típica |
|---|---|---|---|---|
| BK (+C) | Estirado en frío, sin tratamiento térmico | Mayor | Menor | Estructural, pared delgada de alta resistencia |
| BKW (+LC) | Ligeramente trabajado en frío tras recocido | Media-alta | Media | Intermedio |
| GBK (+A) | Estirado en frío + recocido brillante en HNx | Media | Alta | Doblado, ensanchado, conformado |
| NBK (+N) | Normalizado | Nivel laminado | Alta | Propiedades uniformes |
La condición de entrega DIN 2391 no es un grado de calidad — es un estado del material fundamentalmente diferente. St 52 BK (estirado) tiene un límite elástico aproximadamente 35–50% mayor que St 52 GBK (brillante recocido) del mismo OD y pared, y una elongación aproximadamente 3 veces menor. No son el mismo tubo en acabados distintos; se comportan como materiales diferentes bajo carga de doblado. Un sistema diseñado con tubo BK para tramos rectos no puede sustituir GBK para el mismo tramo sin recalcular las presiones de trabajo — y un sistema diseñado con GBK para doblado en campo no puede sustituir BK sin esperar grietas en campo. La condición de entrega debe figurar en cada pedido de compra, sin tratarla como un detalle a confirmar después.
GBK (brillante recocido) es la condición más comúnmente pedida para tubo hidráulico que será doblado o conformado en extremos en obra. El recocido en atmósfera de hidrógeno-nitrógeno produce una superficie interna y externa limpia y libre de óxidos sin cascarilla — importante para la limpieza del circuito hidráulico.
BK (duro, estirado) se pide cuando el tubo se usa recto (sin doblado) y se desea la máxima resistencia por trabajo en frío.
4. Tolerancias Dimensionales
DIN 2391 y EN 10305-1 definen tres clases de tolerancia de OD:
| Clase | Tolerancia OD (típica, 10–30 mm) | Aplicación |
|---|---|---|
| D8 (más amplia) | ±0.10 mm | Estructural de servicio ligero |
| D9 | ±0.052 mm | Tubo hidráulico estándar |
| H9 (preferida) | +0 / −0.052 mm (unilateral negativa) | Ajustes deslizantes, guías OD de cilindros |
El tubo de precisión estándar se suministra a clase de tolerancia OD D9 o h9. Para la mayoría de los conjuntos de racores hidráulicos, D9 es suficiente. Para aplicaciones donde el OD del tubo funciona como ajuste deslizante o superficie de apoyo, debe especificarse h9 (tolerancia unilateral negativa).
Tolerancia de espesor de pared: ±10% de la pared especificada (mínimo ±0.1 mm) para tubo estándar. Se aplica la clase de tolerancia T9; T8 (más estricta, ±7.5%) puede pedirse por acuerdo.
Rectitud: 1.0 mm por metro máximo (estándar). Para carga CNC automática o ensamblaje de precisión: 0.5 mm/m por acuerdo.
Cuándo NO Usar Tubo de Precisión en Condición BK (Estirado)
| Escenario | Riesgo | Enfoque Correcto |
|---|---|---|
| Cualquier tubo que se doblará en frío o conformará en extremos en obra | Elongación BK ~6–10%; grietas en curvas de radio cerrado | Especifique GBK (brillante recocido) para todo tubo que requiera doblado o ensanchado en campo |
| Sistemas hidráulicos que requieren limpieza interna | El tubo BK tiene cascarilla de laminación que genera partículas en servicio | Especifique GBK (brillante recocido sin cascarilla) para todo tubo hidráulico; confirme preservación con aceite y tapones en extremos |
| Clase de tolerancia OD no especificada | El fabricante envía D8 (más amplia) o D9 — no h9 si se requiere ajuste deslizante | Para ajustes deslizantes o superficies de apoyo, especifique explícitamente "clase de tolerancia OD h9" |
| "DIN 2391" sin aclaración de norma sucesora | Algunos fabricantes suministran EN 10305-1; planos más antiguos pueden especificar DIN 2391 | Confirme por escrito que EN 10305-1 es un equivalente aceptable; ambas son técnicamente el mismo producto |
| Tubo de OD pequeño (≤12 mm) sin tapones y preservación | La contaminación del orificio fino durante el tránsito daña las servoválvulas y la instrumentación | Especifique "limpio, preservado internamente con aceite, con tapones en extremos y sellado" para todo tubo de instrumentación |
| St 52 BK en circuitos hidráulicos de alta fatiga cíclica | La condición superficial estirada retiene tensiones superficiales de trabajo en frío que aceleran la iniciación de grietas por fatiga | Para circuitos críticos en fatiga, especifique NBK o GBK que tienen un estado de tensión superficial más uniforme |
5. Rango de Tamaños Comunes
Los siguientes tamaños representan el rango más activo de tubo de precisión DIN 2391 en aplicaciones hidráulicas (OD × pared en mm):
| OD (mm) | WT común (mm) | OD × WT |
|---|---|---|
| 6 | 1.0 | 6 × 1 |
| 8 | 1.0 | 8 × 1 |
| 10 | 1.0 | 10 × 1 |
| 12 | 1.5 | 12 × 1.5 |
| 16 | 2.0 | 16 × 2 |
| 20 | 2.0 | 20 × 2 |
| 25 | 2.5 | 25 × 2.5 |
| 30 | 3.0 | 30 × 3 |
| 38 | 3.0 | 38 × 3 |
| 50 | 4.0 | 50 × 4 |
Otras combinaciones OD/WT están disponibles según las tablas de dimensiones preferidas DIN 2393.
6. Presión Hidráulica de Trabajo
La presión de trabajo (Pw) puede estimarse con:
Pw = (2 × S × t) / (D − t) × (1 / SF)
Donde:
- S = tensión admisible (MPa) — para St 52/E355 BK: aproximadamente 240 MPa; para GBK: aproximadamente 220 MPa
- t = espesor de pared especificado (mm)
- D = diámetro exterior (mm)
- SF = factor de seguridad (normalmente 2.5–4 para servicio estático según ISO 4413 / EN 982)
Cálculo Paso a Paso de la Presión Hidráulica de Trabajo
Para tubo St 52 (E355) GBK: 25 × 2.5 mm (OD × WT), factor de seguridad SF = 4:
Paso 1 — Identificar la tensión admisible para la condición GBK: St 52 GBK: S ≈ 220 MPa (tensión de fluencia / factor de seguridad aún no aplicado — S aquí es la tensión admisible de fibra para la fórmula)
Paso 2 — Aplicar la fórmula de presión de trabajo: Pw = (2 × S × t) / (D − t) × (1 / SF) Pw = (2 × 220 × 2.5) / (25 − 2.5) × (1 / 4) Pw = 1,100 / 22.5 × 0.25 Pw = 48.89 × 0.25 = 12.2 MPa = 122 bar
Paso 3 — Comparar con el requisito del sistema: Sistema hidráulico móvil estándar: 200–350 bar → este tubo es adecuado para sistemas hasta 122 bar con SF=4. Para 200 bar con SF=4: use pared 25 × 4.0 mm → Pw = (2 × 220 × 4.0) / (25 − 4.0) / 4 = 1,760 / 21 / 4 = 20.95 MPa = 210 bar ✓
Paso 4 — Verificar condición BK para comparación: St 52 BK: S ≈ 240 MPa (mayor por trabajo en frío) Pw (BK) = (2 × 240 × 2.5) / 22.5 / 4 = 13.3 MPa = 133 bar BK da un 9% más de presión de trabajo — pero a costa de la conformabilidad. Use BK solo para tramos rectos que requieran máxima eficiencia de presión.
Tabla de diseño simplificada para tubo St 52 GBK (SF = 4) para tamaños hidráulicos comunes:
| OD × WT (mm) | Presión Máx. de Trabajo (bar) |
|---|---|
| 10 × 1 | 78 |
| 16 × 2 | 98 |
| 20 × 2.5 | 98 |
| 25 × 3 | 96 |
| 30 × 3.5 | 93 |
| 38 × 4 | 84 |
7. Limpieza Interna para Servicio Hidráulico
La limpieza del circuito hidráulico es crítica para la fiabilidad de válvulas y bombas. Los tubos DIN 2391 / EN 10305-1 en condición GBK (brillante recocido):
- Sin cascarilla en superficies internas y externas
- Preservados internamente con aceite (normalmente con aceite anticorrosivo)
- Con tapones en extremos para evitar contaminación durante el tránsito
Para conjuntos hidráulicos críticos (servoválvulas, colectores de alta presión), especifique la clase de limpieza según ISO 4406:1999 (p. ej. 16/14/11 en entrega). Los tubos que cumplen este requisito son decapados, lavados, secados y preservados en un entorno controlado.
8. Aplicaciones
| Aplicación | Grado y Condición Típicos | Requisito Clave |
|---|---|---|
| Líneas hidráulicas de máquinas herramienta | St 52 GBK | Orificio limpio, doblable |
| Circuitos hidráulicos de equipos móviles | St 52 GBK | Presión de trabajo, conformabilidad |
| Líneas de instrumentación | St 35 GBK | Pared delgada, OD pequeño |
| Cilindros neumáticos | St 45 o St 52 GBK | Acabado interior |
| Elementos tubulares estructurales | St 52 BK | Resistencia, tolerancia OD ajustada |
| Brazos de suspensión de automoción | St 52 GBK o NBK | Conformabilidad, pared consistente |
| Cuerpos de amortiguadores | St 52 BK o GBK | Uniformidad de pared, rectitud |
9. Lista de Verificación de Aprovisionamiento
Trampa de aprovisionamiento — condición de entrega omitida:
Pedido incorrecto: "Tubo de precisión DIN 2391 St 52, 25 mm × 2.5 mm, longitudes cortadas a 4 m, EN 10204 2.2."
Lo que se envía: St 52 BK (estirado, sin tratamiento térmico) — la condición predeterminada de menor costo del fabricante. Dureza 34–38 HRC. Elongación 6–10%. Este tubo se agrietará si se dobla más de aproximadamente 15° a radio cerrado. Si el sistema requiere curvas a 90°, el 100% de las piezas dobladas serán desechadas.
Pedido correcto: "DIN 2391 (o EN 10305-1) St 52-3 / E355, condición de entrega GBK (brillante recocido), clase de tolerancia OD D9, 25 mm OD × 2.5 mm WT, longitudes cortadas a 4 m. El tubo debe estar preservado internamente con aceite y con tapones en extremos. MTC EN 10204 3.1 con química, propiedades mecánicas y confirmación de condición de entrega."
- Norma: DIN 2391 o EN 10305-1 (indique cuál; note que son equivalentes en producto)
- Grado: St 35 (E235) / St 45 (E275) / St 52 (E355)
- Condición de entrega: BK / GBK / NBK (GBK es estándar para la mayoría de aplicaciones hidráulicas)
- OD × espesor de pared (mm)
- Clase de tolerancia OD: D9 (estándar) o h9 (para ajustes deslizantes)
- Clase de tolerancia de pared: T9 (estándar) o T8 (más estricta, por acuerdo)
- Longitud: aleatoria de fábrica (normalmente 4–8 m) o cortada a medida
- Condición de extremos: extremos abiertos, con tapones o desengrasados y con tapones
- Limpieza interna: estándar (preservado con aceite) o especifique clase ISO 4406 para servicio con servoválvulas o crítico
- Certificado de ensayo del fabricante: EN 10204 2.2 (estándar) o 3.1 (requerido para cumplimiento en sistemas a presión)
Modos de Fallo
Modo de Fallo 1 — Tubo BK agrietado durante el doblado en campo
Mecanismo: El tubo de precisión St 52 BK (estirado) se envía para un sistema hidráulico con múltiples curvas a 90°. La condición estirada deja el acero en un estado de endurecimiento por deformación con una elongación de aproximadamente 8%. El doblado en frío a 90° a un radio de doblado de 2× OD (radio cerrado) requiere que la superficie exterior se estire aproximadamente un 15% — muy por encima del límite de elongación del 8%. El tubo se agrieta en la curva a aproximadamente 45° de deflexión.
Diagnóstico: Grieta visual en la superficie exterior de la curva en la zona de máxima tensión. El examen metalúrgico muestra que la fractura se inicia en la superficie estirada en frío. La prueba de dureza confirma la condición BK (34+ HRC). La condición de entrega en el MTC confirma BK — el pedido no especificó condición.
Corrección: Todo tubo especificado para doblado, ensanchado o conformado de extremos debe pedirse como GBK (brillante recocido, elongación >30%) o NBK. Reemplazar todo el lote BK con GBK del mismo OD/pared/grado. Revisar la plantilla de pedido de compra para incluir la condición de entrega como campo obligatorio.
Modo de Fallo 2 — Contaminación por cascarilla de tubo no GBK en sistema hidráulico
Mecanismo: Se usa tubo DIN 2391 en condición estándar (BK) en un circuito servo-hidráulico. El tubo BK retiene cascarilla de laminación en la superficie interna. Durante el lavado de puesta en marcha, las partículas de cascarilla se desprenden y circulan por el sistema. Partículas de 50–200 µm pasan a través del filtro de 25 µm instalado para el lavado inicial y se acumulan en los orificios de la servoválvula. Dos servoválvulas quedan dañadas irreparablemente en las primeras 40 horas de funcionamiento.
Diagnóstico: Fallo de la servoválvula. El análisis del circuito de lavado muestra una clase de limpieza ISO 4406 de 22/20/16 — muy por encima del 16/14/11 requerido para el servicio de servoválvulas. La inspección interna de las secciones de tubo extraídas confirma cascarilla en el orificio.
Corrección: Todo tubo hidráulico para circuitos de servoválvulas y válvulas proporcionales debe ser GBK (brillante recocido en atmósfera HNx, sin cascarilla), preservado internamente con aceite y suministrado con tapones en extremos intactos. Especifique la clase de limpieza ISO 4406 en la entrega para circuitos críticos y verifique en una muestra representativa de tubo antes de la instalación.
Modo de Fallo 3 — Clase de tolerancia OD no especificada; el tubo no entra en el racor
Mecanismo: Se pide tubo de precisión para un sistema con racores de tipo compresión (p. ej. tipo Swagelok o Parker). El racor está diseñado para tolerancia OD h9 en el tubo. El pedido especifica "DIN 2391 St 52 GBK" pero no indica clase de tolerancia OD. El fabricante envía tolerancia D9 (±0.052 mm, bilateral). El casquillo del racor requiere h9 (0/−0.052 mm, unilateral negativa). Algunos tubos están en el extremo superior del rango D9 — 0.052 mm por encima del nominal — y no pueden insertarse completamente en el racor antes de que el casquillo engrane. Aproximadamente el 15% de los racores tienen fugas durante las pruebas de presión.
Diagnóstico: La prueba de presión revela fugas en los racores de compresión. La medición del OD del tubo confirma que algunas piezas están en el límite superior de la tolerancia D9 (+0.050 mm). La especificación del fabricante del racor requiere h9 (OD del tubo en o por debajo del nominal). La tolerancia estándar D9 permite tubos por encima del nominal.
Corrección: Para todos los sistemas que usan racores de tipo compresión, especifique la clase de tolerancia OD h9 (tolerancia unilateral negativa) — esto garantiza que el OD del tubo siempre esté en o por debajo del nominal y nunca sobresalga por encima del nominal para impedir el asiento del casquillo. Confirme la clase de tolerancia OD requerida con el fabricante del racor antes de pedir el tubo.
Preguntas Frecuentes
¿Qué cubre la norma DIN 2391?
DIN 2391 (Tubos de Acero de Precisión Sin Costura — Condiciones Técnicas de Entrega) especifica tubos de acero de precisión sin costura estirados en frío para aplicaciones de ingeniería mecánica e instrumentación, especialmente sistemas hidráulicos y neumáticos. La norma cubre OD de 4 mm a 50 mm (Parte 1: grados blandos y recocidos) y de 4 mm a 200 mm (Parte 2: grados más duros), con tolerancias dimensionales más estrictas que el tubo estructural estándar. DIN 2391 ha sido ampliamente reemplazada por la norma europea armonizada EN 10305-1 (estirado en frío sin costura) para nuevos diseños, pero sigue siendo ampliamente referenciada en especificaciones antiguas y planos de máquinas, particularmente en Asia y el Medio Oriente.
¿Cuáles son las condiciones de entrega de DIN 2391 y en qué se diferencian?
DIN 2391 especifica cuatro condiciones de entrega: BK (brillante duro — estirado en frío sin tratamiento térmico posterior, mayor resistencia pero menor ductilidad), BKW (brillante duro, ligeramente trabajado en frío — intermedio), GBK (brillante recocido — estirado en frío y luego recocido en atmósfera controlada, blando con buena conformabilidad), y NBK (normalizado — tratado térmicamente para restaurar propiedades mecánicas similares al laminado en caliente). BK se usa donde se requiere la mayor resistencia por trabajo en frío. GBK se usa donde el tubo será doblado, ensanchado o formado posteriormente. NBK proporciona propiedades uniformes similares a la condición recocida.
¿Cuáles son las tolerancias dimensionales de los tubos de precisión DIN 2391?
Los tubos de precisión DIN 2391 se fabrican con tolerancias significativamente más estrictas que el tubo estructural estándar. Para un rango de OD típico de 10–30 mm, la tolerancia del diámetro exterior es ±0.05 mm (calidad h9), la tolerancia de espesor de pared es ±10% de la pared especificada con un mínimo de ±0.1 mm, y la rectitud es normalmente 1 mm por metro o mejor. Estas tolerancias permiten usar el tubo directamente como ajuste deslizante o de holgura sin rectificado adicional del OD, que es la ventaja clave sobre el tubo de alimentación sin costura estándar.
¿Qué materiales se especifican en DIN 2391?
DIN 2391 Parte 1 cubre grados blandos y semidúros basados en números de material de acero al carbono: St 35 (1.0308, C≤0.17%, equivalente a P235T), St 45 (1.0408, C≤0.21%, equivalente a P265T), y St 52-3 (1.0580, C≤0.22% con microaleación, mayor fluencia). Estas designaciones corresponden a los grados EN 10305-1 E235, E275 y E355 respectivamente en la versión armonizada de la norma. El número en la designación del grado (35, 45, 52) se refiere a la resistencia a la tracción mínima en kgf/mm² (o aproximadamente la resistencia a la tracción mínima en MPa multiplicada por 10), no al contenido de carbono.
¿Cuál es la diferencia entre DIN 2391 y EN 10305-1?
EN 10305-1 (Tubos de Acero de Precisión Sin Costura Estirados en Frío para Aplicaciones de Precisión) es la norma europea armonizada que reemplazó a DIN 2391 para nuevos diseños en países de la UE. EN 10305-1 cubre el mismo producto con designaciones de material actualizadas: E195 (St 35), E235 (St 37), E275 (St 45), E355 (St 52). Las tolerancias en EN 10305-1 son esencialmente las mismas que en DIN 2391. Para proyectos con normas europeas, especifique EN 10305-1; para proyectos que referencian planos de máquinas alemanes más antiguos o mercados asiáticos donde DIN 2391 aún se especifica, suministre conforme a DIN 2391 — el producto es esencialmente idéntico.
¿Qué combinaciones de OD y pared están comúnmente disponibles para tubos DIN 2391?
Los tubos de precisión DIN 2391 están disponibles comúnmente desde 4×0.5 mm (OD × WT) hasta 200×15 mm, con el rango más activo entre 6–80 mm OD y 1–10 mm de espesor de pared. Las combinaciones estándar siguen las tablas de dimensiones preferidas DIN 2393. Los tamaños de tubo hidráulico más comunes son 6×1, 8×1, 10×1, 12×1.5, 16×2, 20×2, 25×2.5 y 30×3 (OD×WT en mm). La disponibilidad de tamaños muy pequeños o muy grandes debe confirmarse con el fabricante.
¿Qué presión hidráulica pueden soportar los tubos de precisión DIN 2391?
La presión hidráulica admisible depende del OD, el espesor de pared y el grado del material. Para el tubo de grado St 52 (E355) en condición BK, la presión de trabajo admisible puede calcularse con: P = (2 × S × t) / (D − t), donde S es la tensión admisible (aproximadamente 240 MPa para E355 BK), t es el espesor de pared y D es el OD. Por ejemplo, un tubo 25×3 mm en E355 BK: P = (2 × 240 × 3) / (25 − 3) = 65.5 MPa (655 bar). Esto está bien dentro del rango normal de los sistemas hidráulicos. Aplique siempre un factor de seguridad según la norma de diseño de maquinaria aplicable (normalmente 2.5–4× para servicio estático).