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Como é feita a fabricação de tubos soldados em espiral?

Jun 16, 2026

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Ofabricação de tubos soldados em espiralprocesso que cria tubos-de grande diâmetro a partir de bobinas de aço contínuas. Este método altamente eficiente dobra a tira de aço em um ângulo de hélice espiral e solda continuamente a costura interna e externamente.

 
Spiral Welded Pipe Making Machine

 

1. Pré-processamento

  • Desenrolamento e nivelamento:Um desbobinador-para serviço pesado alimenta a bobina de aço em rolos de nivelamento para eliminar qualquer ondulação, dobra ou irregularidade.

  • Fresamento de borda:As bordas da tira de aço são fresadas ou retificadas para garantir uma largura precisa e preparar a superfície para soldagem.

     

2. Formação e Laminação

  • Soldagem Contínua:Quando a ponta de um rolo de material chega ao fim, ela será soldada à cabeça do próximo rolo, formando assim uma linha de produção contínua e ininterrupta.

     

  • Formação espiral:Coloque a tira de aço plana na máquina formadora (usando rolos ou mandris) e dobre-a em um ângulo exato para fazer com que o aço se enrole em um formato de tubo em espiral que corresponda ao diâmetro do tubo necessário.

 

3. Soldagem

  • Soldagem por Arco Submerso (SAW):A costura em espiral é soldada usando juntas de soldagem internas e externas controladas eletronicamente. Geralmente, o processo de soldagem por arco submerso emprega fios de aço-revestidos de cobre e fluxo.

     

  • Vedação-dupla face:As costuras são soldadas por dentro e depois por fora, garantindo penetração profunda, alta resistência e efeito de vedação totalmente à prova de vazamentos.

     

4. Corte e Inspeção

  • Corte no comprimento:Use uma pistola de corte a plasma ou uma máquina de corte automática para cortar a tubulação contínua no comprimento especificado (por exemplo, 12 a 15 metros).

     

  • Testes ultrassônicos e de raios-X:Usando equipamentos de detecção de falhas por raios X e ultrassônicos, uma varredura completa é realizada em toda a costura de solda e no material de base para identificar quaisquer defeitos internos ou externos.

     

  • Teste Hidrostático:A água é injetada na tubulação sob pressão extremamente alta (geralmente até 250 bar) para garantir a integridade e o desempenho-à prova de vazamentos da estrutura.

     

5. Acabamentos e Revestimentos

  • Biselamento final:As extremidades do tubo de aço são usinadas para formar as dimensões de chanfro específicas necessárias para a instalação.

     

  • Tratamento-anticorrosão:Limpe e trate a tubulação para prolongar sua vida útil. Isso geralmente envolve jato de areia externo, aplicação de adesivos líquidos e envolvimento da superfície externa com múltiplas camadas de polietileno (como 3LPE) para melhorar as propriedades anti-corrosão.

     

  • Forro (opcional):Para tubulações de água, argamassa de cimento ou resina epóxi geralmente é pulverizada dentro dos canos para evitar ferrugem e incrustações.

 

Principais vantagens técnicas do processo de tubo soldado em espiral

 

O processo de fabricação de tubos soldados em espiral tem vantagens técnicas e industriais únicas em comparação com tubos de costura reta ERW e tubos sem costura.
1. Em primeiro lugar, a flexibilidade de produção é extremamente alta. Ao ajustar o ângulo de formação helicoidal, a mesma largura da tira de aço pode ser usada para produzir tubos de diferentes diâmetros, reduzindo significativamente os custos de produção e encurtando o ciclo de produção.
2. Em segundo lugar, a estrutura de solda helicoidal pode otimizar a distribuição de tensões. A solda helicoidal pode dispersar a tensão de pressão local e evitar o risco de fratura concentrada nos pontos de solda de costura reta longitudinal, melhorando assim a resistência à compressão e a resistência à fadiga do corpo do tubo.
3. Em terceiro lugar, a soldagem por arco submerso com proteção de fluxo garante alta qualidade de soldagem, uma estrutura interna densa, poucos defeitos e excelente resistência-a baixas temperaturas.
4. Em quarto lugar, a formação helicoidal é adequada para a fabricação de tubos de grande-diâmetro e paredes-espessas, tornando-se assim o processo preferido para projetos de tubulações ultra-grandes que não podem ser alcançados através da soldagem de costura reta tradicional.
5. Além disso, o processo espiral tem alta utilização de materiais e menos desperdício de produção, atendendo aos padrões de economia-de energia e produção industrial eficiente.

 

Defeitos Comuns

Na produção em massa contínua de tubos soldados por arco submerso em espiral, o desvio de coordenação do ângulo de formação em espiral, os parâmetros flutuantes de soldagem por arco submerso, as propriedades inconsistentes da matéria-prima e a abrasão sutil do equipamento induzirão vários defeitos típicos de qualidade, que afetam seriamente a precisão dimensional, compacidade estrutural e segurança de serviço dos tubos acabados.
 
1. Os defeitos mais comuns na produção industrial incluem inclusões de escória, fusão de soldagem incompleta, rachaduras de soldagem, desvio de elipticidade do tubo e reforço de solda inconsistente. Cada defeito tem seu mecanismo de formação específico e afeta negativamente o desempenho do gasoduto. Portanto, é necessário um controle de processo direcionado e meticuloso.
 
2. As inclusões de escória de solda são um dos defeitos internos mais comuns. Eles são causados ​​principalmente por bordas sujas da tira de aço, camadas residuais de óxido, ferrugem e contaminação por óleo, bem como correspondência inadequada de corrente e tensão durante a soldagem a arco e cobertura irregular de fluxo. A escória de solda não{3}}derretida permanece dentro do cordão de solda, interrompendo a continuidade da estrutura do metal de solda e formando pontos de concentração de tensão interna, reduzindo significativamente a resistência à tração e a resistência ao impacto do cordão de solda.
 
3. Fusão incompleta refere-se à situação em que o material de base e a solda não conseguem atingir uma ligação metalúrgica completa na interface da costura de solda em espiral. As principais razões para isso são a entrada insuficiente de calor de soldagem, velocidade excessiva de soldagem e lacunas de montagem irregulares do tarugo do tubo espiral. Este defeito é propenso a formar fontes ocultas de trincas, levando à fratura da solda e vazamento médio da tubulação quando ela é submetida a pressão interna e cargas externas por um longo período de tempo.
 
4. Durante o processo de soldagem de aço de baixa-liga e alta{2}}resistência, frequentemente ocorrem trincas de soldagem (incluindo trincas a quente em alta-temperatura e trincas a frio em baixa-temperatura). As trincas a quente são causadas pelo excesso de impurezas de enxofre e fósforo nas matérias-primas e pelo estresse térmico de soldagem desequilibrado, enquanto as trincas a frio resultam do resfriamento rápido e desigual após a soldagem e do estresse residual excessivo. Esses defeitos fatais podem afetar seriamente a segurança de gasodutos de alta-pressão.
 
5. Além disso, defeitos geométricos, como desvio elíptico do material do tubo e inconsistência da camada de reforço de solda, resultam principalmente do desgaste-de longo prazo dos rolos de formação e dimensionamento, calibração imprecisa do ângulo de formação helicoidal e pressão de extrusão instável. A circularidade inadequada do tubo afetará a montagem subsequente da tubulação e as conexões das juntas, enquanto a camada irregular de reforço de solda reduzirá o nivelamento da superfície do corpo do tubo e a uniformidade do revestimento anti-corrosão.

 

Medidas de controle de processo

 

Para eliminar eficazmente estes defeitos e garantir a estabilidade da qualidade geral do produto, devem ser implementadas medidas de controlo padronizadas e sistemáticas ao longo de todo o processo de produção.
 
1. Em primeiro lugar, a inspeção rigorosa do material recebido na fábrica é a principal garantia do controle de qualidade. Os técnicos de produção devem examinar cuidadosamente a composição química, as propriedades mecânicas e a qualidade da superfície das bobinas de aço para evitar que matérias-primas não qualificadas com impurezas excessivas e defeitos superficiais entrem na linha de produção.
 
2. Em segundo lugar, o pré-tratamento preciso da tira de aço deve ser padronizado. O processo de fresamento de borda deve ser seguido rigorosamente para remover completamente as rebarbas, óxidos e manchas das bordas da tira de aço, garantindo que as bordas de soldagem estejam limpas, lisas e paralelas, formando assim uma folga de montagem em espiral uniforme e estável.
 
3. Em terceiro lugar, a correspondência dinâmica-em tempo real dos parâmetros de soldagem do núcleo é de extrema importância. Dependendo dos diferentes diâmetros de tubo, espessuras de parede e tipos de aço, a corrente de soldagem, a tensão, a velocidade do arco e a espessura do revestimento de fluxo precisam ser ajustadas com precisão para garantir entrada de calor adequada, remoção completa de escória e fusão completa da solda.
 
4. Quarto, após a soldagem, um processo de resfriamento com classificação científica é adotado para evitar uma queda repentina na temperatura, eliminar efetivamente o estresse residual da soldagem e prevenir a ocorrência de rachaduras a frio e deformação.
 
5. Quinto, a manutenção e calibração regulares dos equipamentos devem ser realizadas. Rolos de formação e componentes de ajuste de tamanho desgastados devem ser imediatamente detectados e substituídos, e o ângulo de formação helicoidal deve ser calibrado para garantir a alta precisão da formação da tubulação.
 
Através da implementação de operações padronizadas em todo o processo, monitoramento de parâmetros{0}}em tempo real e supervisão de qualidade rigorosa, a taxa de ocorrência de vários defeitos de soldagem e formação pode ser significativamente reduzida, melhorando efetivamente a taxa de qualificação e a estabilidade estrutural dos produtos de tubos soldados em espiral.

 

Aplicações Industriais

 

Devido ao seu grande diâmetro, alta resistência à pressão e baixo custo, os tubos de aço soldados em espiral são amplamente utilizados em áreas de infraestrutura crítica.
 
1. Na engenharia energética, servem para o transporte de longa distância de petróleo bruto, gás natural e lama de carvão.
 
2. Na engenharia municipal, são utilizados para sistemas urbanos de abastecimento de água, drenagem, tratamento de esgoto e aquecimento.
 
3. Na engenharia naval e hidráulica, são aplicados na transmissão de água do mar, estacas portuárias e estruturas de fundação de pontes.
 
Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da energia eólica, novos projetos de energia e de gasodutos inter-regionais, tubos soldados em espiral de alta resistência, resistentes a baixas temperaturas e anticorrosivos alcançaram uma aplicação mais ampla. No futuro, o processo de fabricação de tubos em espiral evoluirá para formação inteligente, ajuste automático de parâmetros de soldagem, monitoramento digital de linha completa e proteção ambiental verde, melhorando ainda mais a precisão da produção, a eficiência e a confiabilidade do produto.
 
 
A fabricação de tubos soldados em espiral é um processo industrial sistemático e preciso que integra pré-tratamento de matéria-prima, perfilagem em espiral, soldagem por arco submerso de dupla face, calibração de acabamento e detecção de qualidade multidimensional. O princípio único de formação de espiral e a tecnologia de soldagem por arco submerso constituem a principal competitividade dos tubos SSAW no campo da fabricação de dutos de grande diâmetro. Cada procedimento, desde o nivelamento de tiras e fresamento de bordas até o resfriamento da soldagem e detecção de falhas, restringe e afeta a qualidade final do tubo. Com especificações de produção flexíveis, estrutura de tensão uniforme e desempenho de soldagem confiável, os tubos soldados em espiral tornaram-se materiais básicos indispensáveis ​​para a transmissão de energia moderna, construção municipal e engenharia hidráulica. Uma compreensão abrangente do seu processo de fabricação e dos pontos de controle de qualidade é crucial para otimizar a tecnologia de produção, melhorar a taxa de qualificação do produto e garantir a operação segura a longo prazo da engenharia de dutos.
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