Diferenças de fabricação de tubos ERW e tubos SAW

Os tubos de aço soldados são fabricados formando aço plano em formato tubular e unindo as bordas por meio de um processo de soldagem controlado. No entanto, diferentes tecnologias de soldagem produzem tubos com diferentes características, requisitos de produção, capacidades dimensionais e aplicações.

Duas categorias importantes sãoTubo de aço ERWeTubo soldado por arco submerso (SAW). ERW significa Soldagem por Resistência Elétrica, enquanto SAW significa Soldagem por Arco Submerso. Embora ambas sejam tecnologias de fabricação de{2}tubos soldados, seus princípios de produção e configurações de equipamentos são significativamente diferentes.

O ERW é amplamente utilizado para produção contínua de tubos de pequeno- e médio-diâmetro, principalmente quando são necessárias alta velocidade de produção e dimensões consistentes. A tecnologia SAW é comumente usada para tubos de-diâmetro grande e paredes mais espessas-, incluindo produtos LSAW e SSAW. Compreender as diferenças entre essas tecnologias é importante ao selecionar tubos para uma aplicação industrial ou de infraestrutura específica.

O que é tubo de aço ERW?

O tubo de aço ERW é produzido a partir de tiras ou bobinas de aço que são continuamente formadas em um formato cilíndrico. As bordas longitudinais da tira são unidas e aquecidas por resistência elétrica. A pressão é então aplicada para unir as bordas aquecidas, criando uma costura de solda longitudinal contínua.

As modernas fábricas de tubos ERW geralmente usam corrente elétrica de alta-frequência para concentrar o calor nas bordas da tira. O processo é altamente automatizado e pode operar continuamente, tornando-o adequado para produção de alto-volume.

Um típicoLinha de produção de tubos de aço ERWinclui um desbobinador, máquina niveladora, seção formadora, unidade de soldagem de alta-frequência, sistema de remoção-de cordão de solda, moinho de dimensionamento, máquina de corte e equipamento de inspeção.

O que é tubo soldado por arco submerso?

O tubo soldado por arco submerso é fabricado pelo processo SAW, no qual um arco elétrico é gerado entre um fio de soldagem alimentado continuamente e o aço. A zona de soldagem é coberta por fluxo granular, que protege a poça de fusão da contaminação atmosférica.

A tecnologia SAW é comumente usada para fabricar tubos de-diâmetro grande e paredes-pesadas. Existem duas configurações principais de produção-de pipe: LSAW e SSAW.

LSAW (Arco Submerso Longitudinal Soldado)tubo tem uma costura de solda longitudinal, enquantoSSAW (arco submerso em espiral soldado)o tubo tem uma costura de solda helicoidal ou espiral.

O uso de fio e fluxo de soldagem dá ao SAW um arranjo de soldagem fundamentalmente diferente do ERW.

Diferença na tecnologia de soldagem

A diferença mais importante entre tubos ERW e SAW é o método usado para criar a solda.

EmProdução ERWn, a resistência elétrica gera calor diretamente nas bordas da tira de aço. As bordas aquecidas são então pressionadas juntas sob pressão controlada. Normalmente não é necessário nenhum fio de soldagem ou fluxo granular separado.

EmProdução de serra, um arco elétrico derrete um fio de solda fornecido continuamente e o aço adjacente. O fluxo granular cobre a zona de soldagem durante a operação.

Portanto, ERW é principalmente umprocesso de soldagem por resistência, enquanto SAW é umprocesso de soldagem a arco.

Diferença na configuração da linha de produção

As linhas de produção de tubos ERW e SAW possuem configurações consideravelmente diferentes.

Segue uma linha de produção típica de ERW:

Desenrolamento → Nivelamento → Guia da tira → Conformação → Soldagem HF → Remoção do cordão → Dimensionamento → Corte → Inspeção

A tira de aço se move continuamente através das seções de conformação e soldagem. Este arranjo contínuo permite alta eficiência de produção.

Uma linha típica de produção de tubos SAW pode seguir:

Preparação de placa/tira → Fresamento de borda → Conformação → Soldagem por pontos → SERRA interna → SERRA externa → Expansão/Dimensionamento → Biselamento final → Inspeção → Teste hidrostático

A configuração exata depende se o tubo é fabricado com tecnologia LSAW ou SSAW.

Diferença nas matérias-primas

Tubos ERWsão produzidos principalmente a partir de bobinas de aço. A bobina é continuamente desenrolada e alimentada no moinho de formação.

Tubos LSAWsão comumente fabricados em chapa de aço. A placa é preparada, moldada em formato cilíndrico e soldada ao longo de sua costura longitudinal.

Tubos SSAWsão geralmente fabricados a partir de tiras ou bobinas de aço. A tira entra na seção de formação em um ângulo controlado e é gradualmente formada em um tubo espiral enquanto a costura helicoidal é soldada.

Essa diferença na configuração-da matéria-prima tem uma grande influência nas dimensões dos tubos que cada tecnologia de produção pode fabricar com eficiência.

Diferença no diâmetro do tubo

O diâmetro do tubo é um dos fatores mais significativos quando se compara a tecnologia ERW e SAW.

Produção de ERWé particularmente eficiente para tubos de diâmetro- pequeno e médio-. Dependendo do projeto do moinho, uma linha de produção de ERW pode cobrir aproximadamente20–600 mm de diâmetro externo, embora moinhos especializados possam operar além desta faixa.

A tecnologia SAW está geralmente associada a diâmetros maiores. As linhas LSAW e SSAW normalmente podem produzir tubos em faixas como400–2.000 mm de diâmetro externo ou mais, dependendo do equipamento específico.

Estes números são indicativos e não limites fixos da indústria. A capacidade real de produção depende do método de formação-do tubo, do tipo de aço, da espessura da parede, da largura da tira ou da placa e do projeto-da linha de produção.

Diferença na espessura da parede

A espessura da parede é outra distinção importante.

Moinhos ERWgeralmente são projetados para produtos de paredes finas- e médias-. Dependendo do equipamento e do material, uma linha ERW específica pode processar aproximadamente1,5–16 mmespessura da parede.

A produção SAW é particularmente adequada para tubos-de parede mais pesados. Dependendo da configuração da linha, os tubos SAW podem ser fabricados em espessuras em torno6–25 mm, com sistemas especializados capazes de processar materiais mais espessos.

A faixa apropriada depende do tipo de aço, diâmetro do tubo, processo de conformação, equipamento de soldagem e padrão de produto aplicável.

Diferença na velocidade de produção

ERW tem uma grande vantagem na velocidade de produção contínua. Como a tira de aço é continuamente formada e soldada, os modernos moinhos ERW podem atingir alto rendimento.

Dependendo das dimensões do tubo e do projeto da-linha de produção, as usinas ERW podem operar a aproximadamente20–120m/min, enquanto sistemas-de alta velocidade podem atingir velocidades mais altas para produtos adequados.

Produção de serrageralmente opera em velocidades de linha mais baixas porque o processo envolve a formação de tubos maiores e a deposição de material de soldagem por meio de soldagem a arco. Dependendo do diâmetro do tubo e da espessura da parede, as velocidades de produção de SAW podem ser aproximadamente1–20m/min.

No entanto, a velocidade de produção deve sempre ser avaliada em conjunto com as dimensões dos tubos e a capacidade de produção, em vez de comparar apenas as velocidades máximas da linha.

Requisitos de fio e fluxo de soldagem

ERW e SAW têm requisitos de consumíveis fundamentalmente diferentes.

ERW normalmente não usa fio de soldagem separado ou fluxo granular. A própria tira de aço fornece o material que é aquecido e forjado durante a soldagem por resistência.

SAW usafio de soldagem por arco submersocomo o eletrodo e o fluxo de soldagem granular para cobrir a zona de soldagem.

O grau e a combinação do fio de soldagem e do fluxo são importantes na fabricação de tubos SAW. Eles influenciam a-química do metal de solda, as propriedades mecânicas, a penetração, a taxa de deposição e o desempenho da solda.

Portanto, a produção de SAW requer controle cuidadoso da corrente de soldagem, tensão, velocidade-de alimentação do arame, velocidade de deslocamento, condição do fluxo e recuperação do fluxo.

Diferença na estrutura da costura de solda

ERW produz uma costura de solda longitudinal contínua ao longo do tubo.

No processo ERW, as bordas da tira são aquecidas e unidas por pressão. A zona de solda resultante possui características associadas à soldagem por resistência e posterior tratamento térmico ou processamento de-cordão de solda, dependendo da linha de produção.

Os tubos SAW podem ter costuras de solda longitudinais ou espirais. O LSAW possui uma costura longitudinal reta, enquanto o SSAW possui uma costura helicoidal.

A configuração da solda, portanto, difere substancialmente entre tubos ERW, LSAW e SSAW.

Diferença na qualidade da solda

Tanto o ERW quanto o SAW podem produzir tubos de alta-qualidade quando o processo de produção é controlado adequadamente.

Contudo, a qualidade da solda depende de muito mais do que a própria tecnologia de soldagem. A qualidade do aço, os parâmetros de soldagem, a precisão da conformação, o aporte térmico, a preparação das bordas, a condição do equipamento, o controle do operador e os procedimentos de inspeção influenciam o tubo acabado.

Para a produção de SAW, o controle do fio de soldagem, do fluxo, dos parâmetros de soldagem e do alinhamento da costura é particularmente importante.

Para a produção de ERW, a preparação da borda, os parâmetros elétricos, a pressão de soldagem, a entrada de calor, a precisão da conformação e a remoção-do cordão de solda exigem controle cuidadoso.

Requisitos de inspeção

Tanto os tubos ERW quanto os SAW podem exigir inspeção extensiva, dependendo de sua aplicação e dos padrões aplicáveis.

Os métodos de inspeção comuns incluem:

• Inspeção visual
• Inspeção dimensional
• Teste ultrassônico
• Teste de corrente parasita
• Inspeção radiográfica
• Teste hidrostático
• Testes mecânicos
• Inspeção de solda
• Inspeção de superfície

Os requisitos específicos de inspeção dependem do padrão do tubo, do tipo de aço, das condições de serviço, dos requisitos do cliente e da aplicação pretendida.

Para aplicações em tubulações, normas como a ISO 3183 especificam requisitos para tubos de aço usados ​​em sistemas de transporte por tubulações e abrangem diferentes rotas de fabricação soldadas.

Vantagens de produção de ERW

A tecnologia ERW oferece diversas vantagens para os fabricantes.

O processo de produção contínuo suporta alta produtividade e automação. UMmoderno moinho ERWpode integrar conformação,{0}soldagem de alta frequência, dimensionamento, corte e inspeção em uma linha de produção contínua.

Outra vantagem é a produção eficiente de tubos com dimensões padronizadas. Uma vez configurados corretamente os rolos de formação e os parâmetros de produção, grandes quantidades de tubos podem ser produzidas continuamente.

Os ERW são, portanto, particularmente atraentes para aplicações que exigem altos volumes de produção e dimensões consistentes.

Vantagens da produção SAW

A tecnologia SAW oferece vantagens importantes para a produção de tubos de grande-diâmetro e paredes-espesas.

O processo utiliza fio de soldagem e fluxo granular, permitindo soldagem a arco controlado com taxas de deposição relativamente altas. A tecnologia pode ser usada com métodos de formação de tubos-longitudinais e espirais.

Produção LSAWé particularmente adequado para tubos-de grande diâmetro que exigem soldagem longitudinal controlada.Produção de SSAWoferece flexibilidade na fabricação de tubos-de grande diâmetro a partir de tiras de aço.

Estas características tornam a tecnologia SAW amplamente relevante para grandes projetos de gasodutos e infraestruturas.

Diferença nos requisitos de equipamento

O equipamento necessário para a produção de ERW e SAW é consideravelmente diferente.

UmMoinho ERWrequer rolos formadores, equipamentos de soldagem-de alta frequência, equipamentos-de remoção de cordões de solda, suportes de dimensionamento e equipamentos de corte-de alta velocidade.

A Linha de produção de serrarequer equipamento para preparação de placas ou tiras, conformação, soldagem por pontos, soldagem SAW, manuseio de fluxo e, muitas vezes, expansão, chanfro final e inspeção extensiva.

As linhas SAW, portanto, tendem a ter um layout de equipamento e um fluxo de trabalho de produção diferentes em comparação com os moinhos ERW contínuos.

Diferença em aplicações típicas

Os tubos ERW e SAW atendem a diferentes áreas de aplicação, embora possa haver alguma sobreposição.

Os tubos ERW são amplamente utilizados para:

• Tubulação de água
• Aplicações estruturais
• Tubulação mecânica
• Construção
• Tubulação industrial geral
• Pipelines de serviços públicos
• Serviços de baixa- e média-pressão
• Os tubos SAW são comumente usados ​​para:
• Tubulações de água-de grande diâmetro
• Transmissão de petróleo e gás
• Pipelines-de longa distância
• Estaca de aço
• Grandes projetos de infraestrutura
• Aplicações estruturais
• Dutos de transporte industrial
• Aplicações de dutos submersos ou enterrados

A seleção final deve basear-se nos requisitos de engenharia, em vez de assumir que uma tecnologia é universalmente superior.

ERW x LSAW x SSAW

É importante distinguir as três tecnologias.

ERWusa resistência elétrica ao calor e une as bordas da tira de aço formada continuamente.

LSAWusa soldagem por arco submerso para unir uma costura longitudinal após formar uma placa de aço em um tubo.

SSAWusa soldagem por arco submerso para unir uma costura em espiral enquanto a tira de aço é formada helicoidalmente em um tubo.

Portanto, SAW descreve o processo de soldagem, enquanto LSAW e SSAW descrevem configurações específicas de-fabricação de tubos usando esse processo de soldagem.

Faixas de especificações comparativas

A tabela a seguir fornece faixas indicativas gerais para compreender as diferenças típicas:

Esses intervalos são apenas exemplos gerais. As especificações reais do equipamento podem variar significativamente de acordo com o fabricante, as dimensões do tubo, o tipo de aço e os requisitos de produção.

Considerações de custo

A comparação de custos deve considerar todo o processo de fabricação e não apenas a operação de soldagem.

O ERW pode ser econômico-para produção de alto-volume devido ao seu processo contínuo e alta velocidade de produção. Também pode reduzir os requisitos de manuseio quando a linha de produção é devidamente automatizada.

O SAW pode ter requisitos mais elevados de processos e equipamentos, incluindo fio de soldagem e manuseio de fluxo. No entanto, torna-se altamente prático ao produzir tubos de grande-diâmetro ou de parede-pesada que podem não ser adequados para a produção convencional de ERW.

Conseqüentemente, o processo mais econômico depende das dimensões necessárias do tubo, da quantidade de produção, do material, dos requisitos de teste e da aplicação final.

Qual tecnologia deve ser selecionada?

Não existe uma tecnologia de soldagem única que seja melhor para cada tubo.

Para um fabricante que produz grandes volumes de tubos de diâmetro pequeno- e médio-, a ERW pode fornecer uma solução eficiente e altamente automatizada.

Para tubos de parede-de grande{0}}diâmetro ou{1}}pesados, o SAW pode ser a tecnologia mais apropriada. Na produção SAW, o fabricante pode selecionar LSAW ou SSAW de acordo com as dimensões necessárias, disponibilidade de material, requisitos do projeto e estratégia de produção.

Os compradores de tubos devem, portanto, avaliar a rota de fabricação juntamente com o padrão aplicável e o desempenho exigido.

Comparação final

A diferença fundamental entreTubo ERW vs Tubo SAWé o princípio de soldagem e a configuração-da linha de produção.

ERW usa aquecimento por resistência elétrica e pressão para unir as bordas da tira de aço formada continuamente. É particularmente adequado para produção contínua e de alta-velocidade de tubos de pequeno- e médio-diâmetro.

SAW usa arco elétrico, fio de soldagem e fluxo granular para produzir a solda. É particularmente adequado para tubos de grande-diâmetro e paredes-espesas e pode ser usado para fabricar tubos LSAW e SSAW.

A escolha entre ERW e SAW deve, portanto, basear-se emdiâmetro do tubo, espessura da parede, tipo de aço, volume de produção, requisitos de soldagem, nível de inspeção, condições operacionais e padrões aplicáveis.

Nem ERW nem SAW são universalmente superiores. Cada tecnologia tem seus próprios pontos fortes e a escolha correta é aquela que atende às especificações do produto e às condições de fabricação exigidas.