El presente trabajo trata sobre el desarrollo de una metodología de elementos finitos para obtener las distribuciones de estrés en tuberías cilíndricas gruesas de acero inoxidable HK40 que transportan fluidos a alta temperatura. Se asumió que las propiedades del material y la carga eran variables aleatorias. Los esfuerzos térmicos que se generan a lo largo de las direcciones radial, axial y tangencial generalmente se calculan utilizando expresiones analíticas muy complejas. Para eludir tal problema, se ha aplicado la teoría de probabilidades y la estadística matemática a muchos problemas de ingeniería, lo que permite determinar la seguridad tanto cuantitativa como objetivamente, basándose en los conceptos de fiabilidad. Se utilizó la metodología de simulación de Monte Carlo para estudiar las características probabilísticas de los esfuerzos térmicos, y se implementó para estimar las distribuciones probabilísticas de los esfuerzos frente a las variaciones que surgen debido a las propiedades del material y la carga. Se desarrolló un código de elementos finitos probabilístico en MATLAB, y la solución determinista se comparó con las soluciones de ABAQUS. Los valores de los esfuerzos obtenidos de la variación del módulo de elasticidad fueron bajos en comparación con el caso en el que solo variaba la carga. Se predijo la probabilidad de fallo de la estructura de la tubería frente a las variaciones en la presión interna y el gradiente térmico. Estos desarrollos del marco de elementos finitos son útiles para la estimación de la vida útil de las estructuras de tuberías en aplicaciones a alta temperatura y para la posterior cuantificación de las incertidumbres en la carga y las propiedades del material.