--Uma comparação sistemática entre processos de fabricação e características de desempenho
No sistema de produtos de tubos de aço carbono, os tubos de aço soldados são amplamente utilizados na transmissão de energia, engenharia municipal, fabricação industrial e outros campos devido à sua alta eficiência de produção e ampla cobertura de especificações. De acordo com as diferenças nos métodos de soldagem e processos de formação, os tubos de aço soldados podem ser divididos em vários tipos, entre os quais os tubos de aço soldados por resistência elétrica (ERW) e os tubos de aço soldados por arco submerso (SAW) são os mais comuns. Os tubos de aço SAW podem ser ainda classificados em tubos de aço soldados por arco submerso longitudinal (LSAW) e tubos de aço soldados por arco submerso em espiral (SSAW) com base nas formas de solda.
Em aplicações práticas de engenharia, os tubos de aço SAW e os tubos de aço ERW apresentam diferenças significativas nos processos de fabricação, características de soldagem, desempenho e condições de trabalho aplicáveis. Este artigo conduz uma análise comparativa sistemática desses dois tipos de tubos de aço em múltiplas dimensões principais.
I. Diferenças Fundamentais nos Processos de Fabricação
1. Método de fabricação deTubos de aço ERW
Os tubos de aço ERW usam bobinas de aço-laminadas a quente como matéria-prima. A tira de aço é gradualmente dobrada em um formato de tubo circular por meio de uma unidade de formação contínua, e uma corrente de alta-frequência é usada para gerar calor de resistência na borda do tubo, levando o metal a um estado plástico antes de formar uma solda por extrusão. Nenhum metal de adição é utilizado durante todo o processo de soldagem, e a soldagem é concluída através da ligação metalúrgica do próprio metal base.
Esse processo apresenta forte continuidade e alta automação, tornando-o particularmente adequado para a produção em grande-escala de tubos de aço de pequeno e médio{1}}diâmetro.
2. Método de fabricação de tubos de aço SAW
Os tubos de aço SAW são soldados usando o processo de soldagem por arco submerso. Durante a soldagem, o arco elétrico queima sob a camada de fluxo e o fio de soldagem é continuamente alimentado na poça derretida para formar o metal de solda. A soldagem geralmente consiste em duas etapas: soldagem interna e soldagem externa, resultando em um metal de solda espesso com profunda profundidade de penetração.
Com base na morfologia da solda, os tubos de aço SAW podem ser divididos em tipos longitudinais e espirais. Suas características comuns incluem processos de soldagem estáveis e adequação para a fabricação de tubos de aço de grande-diâmetro e paredes-espesas.
II. Comparação da Morfologia da Solda e Qualidade da Aparência
1. Características de soldagem de tubos de aço ERW
Após a soldagem, a solda dos tubos de aço ERW passa por processos de extrusão e conformação, resultando em baixa altura de solda, superfícies internas e externas relativamente planas e uma transição natural com o metal base. Isso proporciona aos tubos de aço ERW excelente qualidade de aparência geral e alto acabamento superficial, tornando-os particularmente adequados para cenários de engenharia que exigem aparência rigorosa e planicidade da parede interna.
2. Características de soldagem de tubos de aço SAW
O metal de solda dos tubos de aço SAW é formado por arame de enchimento, portanto a solda geralmente é mais alta que a superfície do metal base, com certo reforço de solda tanto nas soldas internas quanto nas externas. Embora o tamanho da solda seja controlável e atenda aos padrões relevantes, sua planicidade de aparência é ligeiramente inferior à dos tubos de aço ERW.
III. Diferenças nos tipos de defeitos e características de inspeção
1. Características de defeitos de tubos de aço ERW
A zona de soldagem dos tubos de aço ERW é concentrada e a entrada de calor de soldagem é relativamente pequena. Os defeitos comuns concentram-se principalmente perto da linha central da solda. Esses defeitos têm morfologias relativamente simples e podem ser facilmente detectados e controlados usando métodos de testes não-destrutivos (NDT), como testes ultrassônicos.
2. Características de defeitos de tubos de aço SAW
O processo SAW utiliza fluxo e fio de soldagem, resultando em um grande volume de metal de solda e uma gama relativamente ampla de tipos de defeitos potenciais. Além de inspecionar a solda em si, também é necessária uma inspeção rigorosa da placa de aço do metal base. Especialmente para tubos de aço de-diâmetro grande e paredes-espessas, o processo de inspeção é mais complexo.
4. Comparação de tensão residual e estabilidade estrutural
1. Características de tensão residual de tubos de aço ERW
Durante a produção de tubos de aço ERW, o tubo passa por múltiplos processos de conformação e dimensionamento, com repetidos ajustes plásticos no corpo do tubo. Este processo ajuda a liberar a tensão residual da soldagem até certo ponto, resultando em uma distribuição de tensão relativamente uniforme no tubo de aço acabado.
2. Características de tensão residual de tubos de aço SAW
Os tubos de aço SAW possuem alto aporte térmico de soldagem e um grande volume de metal de solda, levando a uma tensão residual relativamente concentrada após a soldagem. Embora melhorias possam ser feitas através de tratamento térmico ou controle de processo, a uniformidade da distribuição de tensões geralmente não é tão boa quanto a dos tubos de aço ERW.
V. Diferenças no desempenho do serviço e na adaptabilidade da manutenção
Do ponto de vista das propriedades mecânicas gerais, tanto os tubos de aço ERW quanto os SAW qualificados podem atender aos requisitos de engenharia ao cumprirem os mesmos padrões. No entanto, os tubos de aço ERW apresentam certas vantagens no pós{1}}processamento e na manutenção.
Se forem encontrados defeitos de solda locais durante a fabricação de tubos de aço ERW, eles poderão ser corrigidos através de reparo ou tratamento local; por outro lado, se ocorrerem defeitos graves na solda ou na zona de soldagem dos tubos de aço SAW, o reparo será difícil e poderá até afetar a segurança de serviço de todo o tubo.
VI. Comparação abrangente em aplicações de engenharia
1. Cenários aplicáveis de tubos de aço ERW
Os tubos de aço ERW são mais adequados para projetos de engenharia de pequeno e médio-diâmetro que exigem alta qualidade de aparência e precisão dimensional, como redes de tubos urbanos, dutos industriais em geral e tubos estruturais.
2. Cenários aplicáveis de tubos de aço SAW
Com sua profunda penetração de solda e forte capacidade de suporte-de carga, os tubos de aço SAW são mais adequados para projetos de engenharia de grande-diâmetro, paredes espessas-e alta-resistência, como tubulações de transmissão de petróleo e gás de longa-distância, projetos de conservação de água em grande-escala e alguns projetos estruturais importantes.
Conclusão
Os tubos de aço SAW e os tubos de aço ERW têm seus próprios focos em termos de processos de fabricação, perfil de solda, características de inspeção e adaptabilidade de engenharia, e não há superioridade ou inferioridade absoluta. A chave para a seleção de materiais de engenharia reside no julgamento abrangente baseado em condições operacionais específicas, faixa de diâmetro, nível de pressão e requisitos de qualidade.
A-compreensão profunda das características técnicas desses dois tipos de tubos de aço ajuda a fazer escolhas de materiais mais razoáveis, econômicas e seguras em projetos práticos, garantindo assim a operação estável-do projeto a longo prazo.
