O tubo de aço é soldado rotineiramente. A soldagem é o principal método de união de ponta a ponta de tubos para criar trechos mais longos e de fixação de acessórios, flanges e ramificações em tubulações, estruturas estruturais e instalações industriais. É igualmente verdade que nem todas as juntas de tubos são soldadas: acessórios roscados, flangeados, ranhurados, de compressão e de pressão fornecem juntas mecânicas, e a escolha entre eles depende da pressão, temperatura, acessibilidade, material e custo de manutenção futura.
Por que o tubo de aço é soldado
Uma junta soldada é contínua, o que significa que a junta é tão forte quanto o corpo do tubo quando o procedimento correto, o metal de adição e a entrada de calor são usados. A soldagem também fornece uma conexão-à prova de vazamentos que não depende de juntas ou elastômeros, o que é importante em serviços de alta-pressão, alta-temperatura e vácuo, bem como em linhas que transportam meios perigosos. Para tubulações longas e estruturas estruturais, a opção soldada é normalmente a mais barata por junta e a mais durável em serviço.
Processos de soldagem usados para tubos
Soldagem por arco de metal blindado:o processo manual mais utilizado para juntas e reparos em campo, adequado para tubos de carbono e de baixa{0}liga na maioria dos diâmetros.
Soldagem a arco de metal a gás:usado para passes de raiz e preenchimento onde a taxa de deposição e a limpeza são importantes, comum na fabricação de oficinas e em sistemas de soldagem automática.
Soldagem a arco de gás tungstênio:preferido para o passe de raiz em paredes finas-e tubos de aço inoxidável onde é necessário um cordão limpo e totalmente penetrado.
Soldagem com núcleo fluxado e arco submerso:processos de alta-deposição para tubos-de parede espessa, vasos de pressão e costuras longitudinais ou espirais de tubos feitos de bobina ou placa.
Soldagem orbital e automatizada:usado para tubos e tubulações de-diâmetro pequeno onde a repetibilidade e a consistência do perfil raiz são críticas.
Materiais e soldabilidade
O comportamento da soldagem segue o aço e não o produto. Classes estruturais simples de baixo-carbono, como Q215, Q235 e Q355, têm baixo equivalente de carbono e soldam facilmente com consumíveis padrão e sem pré-aquecimento em espessuras normais. Classes de baixa{6}}liga resistente-ao calor e tubos de linha com-micro{9}}ligas de maior resistência exigem pré-aquecimento controlado, enchimento combinado ou compatível, limites na entrada de calor e, em seções mais espessas, tratamento térmico pós{10}}soldagem. O aço inoxidável austenítico precisa de baixo aporte de calor e, em alguns graus, de química estabilizada ou de baixo-carbono para resistir à sensibilização na solda. Os produtos revestidos apresentam uma questão separada: zinco, tinta, óleo e carepa de laminação devem ser removidos da área da junta antes da soldagem, pois causam porosidade, falta de fusão e inclusões.
Unindo tubo de aço sem soldagem
Os métodos mecânicos continuam a ser importantes para a manutenção, para trabalhos temporários e para serviços onde o corte de uma linha é indesejável.
Conexões roscadas:as extremidades dos tubos são rosqueadas em acoplamentos, cotovelos, tês e uniões, o que é uma prática padrão para serviços de água, ar e gás de pequeno-furo e baixa{1}}pressão.
Conexões flangeadas:os flanges podem ser soldados nas extremidades do tubo, mas a junção entre os dois trechos do tubo é feita por meio de aparafusamento, o que permite fácil desmontagem para manutenção.
Acoplamentos ranhurados:uma ranhura é enrolada ou cortada perto de cada extremidade do tubo, uma junta é colocada sobre a junta e um alojamento segmentado é apertado em torno dela. O método é rápido, permite uma leve deflexão angular e é amplamente utilizado em proteção contra incêndio e tubulações de serviços públicos.
Acessórios de compressão:uma ponteira é comprimida no tubo por uma porca para formar uma vedação contra o corpo da conexão, comum para instrumentos e tubos de-diâmetro pequeno.
Acoplamentos de luva mecânica:semelhantes às juntas ranhuradas e frequentemente utilizadas para reparos, para unir tubos com dimensões tolerantes ou para conexões temporárias.
Inspeção e erros comuns
As juntas soldadas são verificadas por exame visual, verificações dimensionais, testes radiográficos ou ultrassônicos, testes de partículas magnéticas ou corantes penetrantes da superfície e testes de pressão ou vazamento do sistema completo. Os erros recorrentes são soldagem sobre ferrugem, tinta ou óleo sem limpeza, uso de procedimento não qualificado ou metal de adição incorreto em uma junta de liga e aplicação de pré-aquecimento insuficiente em seções frias ou espessas. Todos os três produzem defeitos que são visíveis em uma inspeção realizada corretamente, e é por isso que a qualificação do procedimento e a qualificação do soldador de acordo com um código reconhecido são pré-requisitos e não extras opcionais.
Perguntas frequentes
P: Os tubos de aço são soldados ou sem costura?
Ambos existem. O tubo sem costura é formado a partir de um tarugo sólido e não possui solda longitudinal, enquanto o tubo soldado é formado a partir de tira ou placa e unido por resistência, arco-submerso ou outros processos de soldagem. A maioria dos tubos de diâmetro-de pequeno e médio no fornecimento comercial é soldada.
P: O tubo de aço enferrujado pode ser soldado?
Tecnicamente sim, mas não deveria ser. Ferrugem, carepa de laminação, tinta e óleo interferem no arco e causam porosidade, falta de fusão e inclusões, portanto a área da junta e uma margem ao seu redor devem ser limpas para obter metal sólido antes da soldagem.
P: Como os tubos de aço podem ser unidos sem soldagem?
Conexões roscadas, flanges aparafusadas, acoplamentos ranhurados, acessórios de compressão e acoplamentos de luva mecânica fornecem juntas reparáveis, e sistemas flangeados ou ranhurados podem ser desmontados para manutenção.
P: Diferentes tipos de aço podem ser soldados entre si?
Sim. Juntas diferentes entre aço carbono e baixa{1}}liga ou aço inoxidável são comuns, mas o metal de adição, o pré-aquecimento e a entrada de calor devem ser selecionados para a combinação e o procedimento deve ser qualificado.
P: Que preparação é necessária antes de soldar o tubo?
As faces da junta e a margem circundante devem estar livres de ferrugem, incrustações, óleo e revestimento, o chanfro deve ser cortado de acordo com o desenho e o alinhamento e a folga da raiz devem ser definidos de modo que a penetração total possa ser alcançada.
P: Por que o pré-aquecimento é usado em algumas juntas de tubos?
O pré-aquecimento diminui a taxa de resfriamento, o que reduz a dureza na zona-afetada pelo calor e diminui o risco de trincas por hidrogênio em seções mais espessas e em aços com maior equivalente de carbono.
