Tubos de aço em espiral são um tipo de tubo de aço soldado amplamente utilizado em engenharia municipal, sistemas de abastecimento de água e drenagem, tubulações de transmissão de baixa-a{1}}pressão e construção de infraestrutura. Devido ao seu método de produção altamente contínuo e ampla adaptabilidade de especificações, eles têm alto valor prático no campo de tubos de aço de grande-diâmetro. Para compreender verdadeiramente as características de desempenho e a gama aplicável de tubos de aço em espiral, primeiro é necessário começar com o seu processo de fabricação e compreender completamente como os tubos de aço em espiral são produzidos passo a passo.
Seguindo o fluxo de produção real, este artigo interpreta sistematicamente o processo de fabricação de tubos espirais de aço.
I. Matérias-primas para fabricação de tubos de aço em espiral
A principal matéria-prima para tubos de aço em espiral são tiras de aço laminadas-a quente. Ao contrário dos tubos de aço soldados por arco submerso longitudinal (LSAW) feitos de chapas de aço, os tubos de aço em espiral são produzidos com tiras de aço contínuas, o que é uma das principais características do seu método de fabricação.
Na fase de seleção da matéria-prima, geralmente é necessário focar nos seguintes aspectos:
- Primeiro, a composição química e as propriedades mecânicas da tira de aço devem atender aos requisitos das normas de engenharia correspondentes.
- Em segundo lugar, a estabilidade da espessura e largura da tira de aço: a largura determina a faixa de diâmetro do tubo de aço acabado, enquanto a espessura afeta diretamente a capacidade de suporte de pressão-do tubo.
- Terceiro, a qualidade da superfície da tira de aço: defeitos superficiais excessivos afetarão negativamente a qualidade da soldagem.
A estabilidade das matérias-primas é a base para a consistência dos produtos de tubos de aço em espiral.
II. Desenrolamento e pré-enrolamento de tiras de aço-TratamentoProcedimentos
Antes de a tira de aço ser formada em espiral, ela passa por desenrolamento e pré{0}}tratamento inicial.
A principal função do processo de desenrolamento é desenrolar suavemente a tira de aço enrolada e eliminar tensões internas e deformações semelhantes a ondas causadas durante o transporte e armazenamento por meio de equipamentos de nivelamento. Esta etapa é crucial para a qualidade da conformação subsequente: o nivelamento insuficiente da tira de aço pode facilmente levar ao desvio da solda ou à ovalização excessiva do tubo durante a conformação.
Em algumas linhas de produção, o corte das bordas também é realizado para garantir que as bordas da tira de aço estejam limpas e a espessura seja uniforme, criando boas condições para a soldagem subsequente.
III. Formação em espiral: o núcleo do processo de fabricação
O nome dos tubos de aço em espiral deriva de seu método de formação exclusivo.
Na fase de formação, a tira de aço não é enrolada diretamente em um tubo circular ao longo da direção axial, mas é alimentada continuamente na unidade de formação em um determinado ângulo de hélice. Através da extrusão gradual dos rolos formadores, as bordas da tira de aço formam uma junta espiral no espaço, construindo assim a forma básica do corpo do tubo.
Este método de formação possui características óbvias:
- Ao ajustar o ângulo da hélice, tiras de aço da mesma largura podem produzir tubos de aço de vários diâmetros, oferecendo forte adaptabilidade de especificações.
- O processo de produção contínua é adequado às necessidades de projetos de pipeline-de longa distância.
- O comprimento da solda é relativamente longo, exigindo alta estabilidade do processo de soldagem.
A precisão da formação da espiral determina diretamente a circularidade, a retilineidade e a estabilidade da posição da solda do tubo de aço.
4. Implementação de Processo de Soldagem por Arco Submerso
Após a formação da espiral, o tubo de aço entra na fase de soldagem. Tubos de aço em espiral geralmente adotam o processo de soldagem por arco submerso para conexão por solda.
O processo de soldagem é geralmente dividido em duas etapas: soldagem interna e soldagem externa:
- Soldagem interna: Soldar a solda em espiral dentro do tubo de aço, garantindo principalmente a qualidade de fusão da raiz da solda.
- Soldagem externa: Realização de soldagem de reforço no lado externo do corpo do tubo para fazer com que a solda atenda aos requisitos de resistência e formação do projeto.
A soldagem por arco submerso é caracterizada por um processo de soldagem estável, penetração profunda da solda e boa formação da solda, tornando-a adequada para soldagem de tubos de aço com paredes-espessas. No entanto, devido à longa solda em espiral, altos requisitos são impostos ao controle dos parâmetros de soldagem, à correspondência de fluxo-do fio e à continuidade da soldagem.
V. LigadolInspeção de solda e controle de qualidade
A conclusão da soldagem não significa o fim do processo de fabricação; a inspeção de qualidade é um elo indispensável na fabricação de tubos de aço em espiral.
Na linha de produção, geralmente é realizado o monitoramento on-line da solda, com foco na continuidade da solda, no status da conformação e na presença de defeitos óbvios de soldagem. Posteriormente, o tubo de aço também precisa passar por testes não-destrutivos (END) de acordo com os requisitos padrão para detectar defeitos internos invisíveis.
Para tubos de aço em espiral-de engenharia, a qualidade da solda determina diretamente o desempenho seguro do serviço, portanto, o link de inspeção ocupa uma posição importante em todo o processo de fabricação.
VI. Dimensionamento, endireitamento e controle dimensional
Concluída a soldagem, o tubo de aço precisa passar pela correção dimensional final por meio de equipamentos de dimensionamento e endireitamento.
- Dimensionamento: Garante que o diâmetro externo, a redondeza e a ovalidade do tubo de aço atendam aos requisitos do projeto.
- Endireitamento: Melhora a retilineidade do tubo de aço e evita flexões locais causadas pela conformação e soldagem.
A estabilidade dimensional não está relacionada apenas à conveniência da instalação de engenharia, mas também afeta o bom andamento dos procedimentos subsequentes de anti-corrosão e de conexão.
VII. BarbatanatudoInspeção e Preparaçãopara envio
Após a conclusão de todos os processos de fabricação, os tubos de aço em espiral passam por uma série de inspeções finais, incluindo testes dimensionais, inspeção de aparência e testes aleatórios de propriedades mecânicas.
Somente quando todos os indicadores atenderem aos requisitos das normas relevantes o tubo de aço entrará na fase de entrega. De acordo com as necessidades de engenharia, alguns tubos de aço em espiral também passarão por tratamento anti-corrosão para se adaptarem às diferentes condições ambientais.
Conclusão
Desde tiras-de aço laminadas a quente até tubos de aço acabados, o processo de fabricação de tubos de aço em espiral é um sistema industrial altamente contínuo com procedimentos intimamente conectados. Suas principais vantagens estão na alta eficiência de produção e nas especificações flexíveis, que podem atender às necessidades reais de projetos de pipeline de grande-diâmetro e longa-distância.
No entanto, também deve ser observado que os tubos de aço em espiral impõem altos requisitos à estabilidade da matéria-prima, à precisão da formação e ao controle de qualidade da soldagem. Somente sob processos de fabricação padronizados e sistemas de controle de qualidade rigorosos os tubos de aço em espiral podem exercer seu devido valor em aplicações de engenharia.
Ao compreender o processo de fabricação de tubos de aço em espiral, engenheiros e compradores podem fazer seleções de materiais mais informadas e racionais em seus projetos reais.
