Dois tubos retos-com costura soldada
Os tubos ERW e LSAW compartilham a mesma geometria básica: a costura corre ao longo do comprimento do tubo, paralela ao eixo, em vez de helicoidalmente como no tubo soldado em espiral. O que os separa é a forma como a costura é feita e a forma como o corpo do tubo é formado, e essa diferença fixa a faixa prática de tamanho, o nível de custo e o campo de aplicação de cada produto. Um comprador que entende ambos os processos pode adequar o tubo ao serviço em vez de pagar por uma capacidade que nunca será usada.
Tubo ERW: soldagem por resistência de alta-frequência
ERW significa soldado por resistência elétrica. A bobina laminada a quente é desenrolada, nivelada, aparada e preparada-as bordas, e então progressivamente formada em uma seção circular por uma série de rolos. À medida que as duas bordas se aproximam, uma corrente alternada de alta-frequência é aplicada a elas. O efeito pelicular e o efeito de proximidade concentram essa corrente em uma faixa estreita nas bordas da tira, de modo que as bordas são aquecidas rapidamente até a temperatura de soldagem enquanto o resto da seção permanece comparativamente fria. Aperte os rolos e então force as bordas juntas e a junta é produzida apenas por pressão, sem metal de adição.
A rebarba interna e externa é removida por ferramentas de escarificação imediatamente após a soldagem. A costura passa então por uma estação de recozimento que normaliza a zona de solda e remove o endurecimento criado pelo rápido ciclo de aquecimento e resfriamento, após o qual o tubo entra em uma máquina de dimensionamento e endireitamento que o leva ao diâmetro final, circularidade e retilineidade antes de ser cortado no comprimento desejado.
Características do tubo ERW e limites práticos
A solda é feita sem metal de adição e a seção é aquecida apenas localmente, portanto o tubo ERW é barato para produzir em altas velocidades de linha.
O processo se adapta a paredes mais finas e diâmetros menores, onde a bobina se forma com precisão e as bordas se encontram de forma consistente.
A qualidade da solda depende criticamente da condição da borda, da tolerância da largura da tira e da pressão de compressão; o controle deficiente produz soldas frias e penetradores.
A dureza da-linha de solda é controlada pelo recozimento-pós-soldagem, sem o qual a costura se comporta de maneira diferente do corpo do tubo.
Como a expansão a frio não faz parte da rota padrão, a tensão residual de formação é gerenciada por dimensionamento e recozimento.
A produção comercial comum cobre diâmetros externos de até aproximadamente 600 mm em espessuras de parede mais finas, e o processo é mais econômico ao fabricar tubos menores e mais leves em longos ciclos de produção.
Tubo LSAW: Conformação e Soldagem por Arco Submerso
LSAW significa soldado por arco submerso longitudinal. O material inicial é placa de aço em vez de bobina. A placa é fresada nas bordas, frisada nas extremidades e moldada em um formato cilíndrico aberto, e a costura longitudinal é então fechada por soldagem a arco submerso por dentro e por fora, geralmente em várias passagens. Na soldagem por arco submerso, o arco é enterrado sob uma camada de fluxo granular, que protege a poça de fusão, estabiliza o arco e produz um cordão denso, limpo e com excelente tenacidade.
As rotas de conformação de uso comum são UOE, nas quais a placa é prensada em um perfil em U e depois em O antes da soldagem e expansão final; JCO, em que a placa é cravada passo a passo em perfil J e depois fechada; e dobramento de rolos, em que a casca é formada através de passagens sucessivas entre rolos. Após a soldagem, o tubo é normalmente expandido mecanicamente para melhorar a circularidade, aliviar tensões residuais e atingir suas dimensões finais.
Comparação de tubo ERW e LSAW
| Atributo | Tubo ERW | Tubo LSAW |
|---|---|---|
| Material inicial | Bobina laminada a quente | Chapa de aço |
| Tipo de costura | Solda por pressão sem metal de adição | Solda-de arco submerso com múltiplos passes e preenchimento |
| Diâmetro externo comum | Pequeno a médio | Médio a muito grande |
| Espessura da parede | Fino a médio | Médio a pesado |
| Dureza da solda | Bom após recozimento de costura | Excelente, desde controle de fluxo e passagem |
| Custo relativo | Mais baixo | Mais alto |
| Deveres típicos | Água, gás{0}}de baixa pressão, serviços estruturais e gerais | Transmissão de petróleo e gás, linhas de alta-pressão, projetos de grande diâmetro |
Padrões e testes de produtos
Os tubos de linha são comumente encomendados de acordo com API 5L ou GB/T 9711, que estão tecnicamente alinhados e que definem níveis de especificação de produto que carregam requisitos progressivamente mais rigorosos em química, tenacidade, qualidade de solda e inspeção. Tubos estruturais e de serviço geral podem ser solicitados de acordo com ASTM A53 ou ASTM A106 para aço carbono, ou de acordo com GB/T 3091 para tubos de aço soldados para serviços de baixa{6}pressão.
Os requisitos de teste típicos incluem um teste de tração no corpo do tubo e ao longo da solda, testes de achatamento e curvatura, testes de impacto da solda e da zona{0}afetada pelo calor onde a tenacidade é especificada, um teste hidrostático ou de estanqueidade e um exame não-destrutivo da costura por métodos ultrassônicos ou radiográficos. A verificação dimensional do diâmetro externo, ovalidade, espessura da parede, retilineidade e comprimento é realizada em cada lote de inspeção e os resultados são relatados no certificado de teste do moinho.
Como escolher entre eles
Escolha ERW quando a tarefa for moderada, quando o diâmetro e a espessura da parede estiverem dentro da faixa econômica do processo e quando o custo e a velocidade de entrega dominarem a decisão de compra. Linhas de água, distribuição-de gás de baixa pressão, colunas estruturais e tubulações de engenharia em geral são tarefas típicas de ERW.
Escolha LSAW quando o tubo precisar transportar óleo ou gás em alta pressão, quando o diâmetro for grande, quando a parede for espessa ou quando a resistência-a baixas temperaturas e a integridade da solda forem críticas. Redes de transmissão e linhas de projetos de{2}}grande diâmetro pertencem a esta categoria. Quando uma especificação de projeto exige soldas testadas-de impacto em uma baixa temperatura de projeto, o LSAW com um procedimento de soldagem qualificado é normalmente o caminho mais seguro.
Confirme se o tamanho solicitado e a espessura da parede estão dentro da capacidade comprovada do processo escolhido.
Combine o nível de especificação do produto com o dever e não com o hábito; um nível mais alto adiciona custo de teste.
Verifique se o procedimento de soldagem e o método de exame não{0}}destrutivo estão indicados no pedido de compra.
Combine o acabamento final, chanfro, revestimento e marcação antes da produção, não depois.
Perguntas frequentes
P: Os tubos ERW e LSAW são tubos soldados-com costura reta?
Sim. Em ambos os produtos a solda corre longitudinalmente ao longo do tubo, paralelamente ao eixo. A diferença é que o ERW usa aquecimento por resistência de alta-frequência e pressão sem metal de adição, enquanto o LSAW usa soldagem por arco submerso com metal de adição no interior e no exterior da costura.
P: Qual processo proporciona uma solda mais forte?
LSAW geralmente oferece melhor tenacidade de solda, porque o processo de arco submerso é uma solda de fusão controlada feita com fluxo e metal de adição e a costura pode ser depositada em vários passes. Uma costura ERW é sólida e totalmente adequada para as funções pretendidas, uma vez que tenha sido devidamente recozida, mas suas propriedades dependem muito da preparação da borda e do controle de compressão.
P: Qual é a diferença entre UOE, JCO e dobra de rolo?
São três maneiras de transformar a placa em uma casca cilíndrica antes da soldagem. A UOE pressiona a placa em forma de U e depois de O, a JCO prensa a placa passo a passo em um perfil J antes de fechar, e a dobra do rolo forma a casca através de passagens sucessivas entre os rolos. Todos os três são seguidos por soldagem e geralmente por expansão mecânica.
P: Por que o tubo ERW é recozido após a soldagem?
O ciclo de soldagem-de alta frequência aquece e esfria a borda da costura muito rapidamente, o que deixa uma zona dura e quebradiça ao longo da linha de solda. O recozimento normaliza essa zona, restaura a ductilidade e faz com que a costura se comporte de forma consistente com o resto do tubo durante a curvatura, achatamento e serviço.
P: Qual produto deve ser especificado para uma rede de água enterrada?
Para pressão e diâmetro moderados, o tubo ERW é normalmente a escolha econômica, fornecido com o revestimento apropriado e um teste de estanqueidade. Onde o diâmetro, a pressão ou as condições do solo exigem paredes mais espessas e maior tenacidade, o tubo LSAW é especificado.
P: Quais testes são normalmente realizados em um pedido de tubo soldado?
Testes de tração no corpo e ao longo da solda, testes de achatamento ou dobra, testes de impacto onde a tenacidade é especificada, um teste hidrostático ou de estanqueidade, verificações dimensionais e exame não{0}}destrutivo da solda por métodos ultrassônicos ou radiográficos, todos relatados no certificado de teste da usinagem.
