Diferencias en la fabricación de tubos ERW y tubos SAW

Los tubos de acero soldados se fabrican dando forma tubular al acero plano y uniendo los bordes mediante un proceso de soldadura controlado. Sin embargo, diferentes tecnologías de soldadura producen tuberías con diferentes características, requisitos de producción, capacidades dimensionales y aplicaciones.

Dos categorías importantes sonTubería de acero REGyTubería soldada por arco sumergido (SAW). ERW significa soldadura por resistencia eléctrica, mientras que SAW significa soldadura por arco sumergido. Aunque ambas son tecnologías de fabricación de tuberías-soldadas, sus principios de producción y configuraciones de equipos son significativamente diferentes.

Los ERW se utilizan ampliamente para la producción continua de tuberías de pequeño- y mediano-diámetro, especialmente cuando se requiere una alta velocidad de producción y dimensiones consistentes. La tecnología SAW se utiliza comúnmente para tuberías de gran-diámetro y paredes más gruesas-, incluidos los productos LSAW y SSAW. Comprender las diferencias entre estas tecnologías es importante al seleccionar tuberías para una aplicación industrial o de infraestructura específica.

¿Qué es la tubería de acero ERW?

Los tubos de acero ERW se producen a partir de tiras o bobinas de acero que se forman continuamente en forma cilíndrica. Los bordes longitudinales de la tira se juntan y se calientan mediante una resistencia eléctrica. Luego se aplica presión para forjar los bordes calentados juntos, creando una costura de soldadura longitudinal continua.

Las modernas fábricas de tubos ERW suelen utilizar corriente eléctrica de alta-frecuencia para concentrar el calor en los bordes de las tiras. El proceso está altamente automatizado y puede funcionar de forma continua, lo que lo hace adecuado para la fabricación de gran-volumen.

un tipicoLínea de producción de tubos de acero ERWIncluye un desenrollador, una máquina niveladora, una sección de formación, una unidad de soldadura de alta-frecuencia, un sistema de eliminación de cordones de soldadura-, un molino dimensionador, una máquina cortadora y un equipo de inspección.

¿Qué es una tubería soldada por arco sumergido?

La tubería soldada por arco sumergido se fabrica mediante el proceso SAW, en el que se genera un arco eléctrico entre un alambre de soldadura alimentado continuamente y el acero. La zona de soldadura está cubierta por un fundente granular que protege el baño de soldadura fundido de la contaminación atmosférica.

La tecnología SAW se utiliza habitualmente para fabricar tuberías de gran-diámetro y de paredes pesadas-. Hay dos configuraciones principales de producción de tuberías-: LSAW y SSAW.

LSAW (Soldado por arco sumergido longitudinal)La tubería tiene una costura de soldadura longitudinal, mientras queSSAW (soldado por arco sumergido en espiral)La tubería tiene una costura de soldadura helicoidal o en espiral.

El uso de alambre de soldadura y fundente le da a SAW una disposición de soldadura fundamentalmente diferente a la de ERW.

Diferencia en tecnología de soldadura

La diferencia más importante entre las tuberías ERW y SAW es el método utilizado para crear la soldadura.

EnProducción de REGn, la resistencia eléctrica genera calor directamente en los bordes de la tira de acero. A continuación, los bordes calentados se presionan entre sí bajo una presión controlada. Normalmente no se requiere alambre de soldadura ni fundente granular por separado.

EnProducción de sierras, un arco eléctrico funde un alambre de soldadura alimentado continuamente y el acero adyacente. El fundente granular cubre la zona de soldadura durante la operación.

Por lo tanto, los REG son principalmente unproceso de soldadura por resistencia, mientras que SAW es unproceso de soldadura por arco.

Diferencia en la configuración de la línea de producción

Las líneas de producción de tubos ERW y SAW tienen configuraciones considerablemente diferentes.

Una línea de producción típica de REG es la siguiente:

Desenrollado → Nivelación → Guía de tiras → Conformado → Soldadura HF → Eliminación de cordones → Dimensionado → Corte → Inspección

La banda de acero se mueve continuamente a través de las secciones de conformado y soldadura. Esta disposición continua permite una alta eficiencia de producción.

Una línea típica de producción de tubos SAW puede ser la siguiente:

Preparación de placas/tiras → Fresado de bordes → Conformación → Soldadura por puntos → SIERRA interna → SIERRA externa → Expansión/dimensionamiento → Biselado de extremos → Inspección → Prueba hidrostática

La configuración exacta depende de si la tubería se fabrica con tecnología LSAW o SSAW.

Diferencia en Materias Primas

Tuberías REGse producen principalmente a partir de bobinas de acero. La bobina se desenrolla continuamente y se introduce en el molino formador.

tubos LSAWcomúnmente se fabrican a partir de chapa de acero. La placa se prepara, se le da forma cilíndrica y se suelda a lo largo de su costura longitudinal.

tubos SSAWGeneralmente se fabrican a partir de flejes o bobinas de acero. La tira ingresa a la sección de formación en un ángulo controlado y gradualmente se transforma en un tubo en espiral mientras se suelda la costura helicoidal.

Esta diferencia en la configuración de la materia prima-tiene una influencia importante en las dimensiones de las tuberías que cada tecnología de producción puede fabricar de manera eficiente.

Diferencia en el diámetro de la tubería

El diámetro de la tubería es uno de los factores más importantes al comparar la tecnología ERW y SAW.

Producción de REGes particularmente eficiente para tuberías de diámetro pequeño- y mediano-. Dependiendo del diseño del molino, una línea de producción de REG puede cubrir aproximadamente20–600 mm de diámetro exterior, aunque las fábricas especializadas pueden operar más allá de este rango.

La tecnología SAW generalmente se asocia con diámetros más grandes. Las líneas LSAW y SSAW comúnmente pueden producir tuberías en rangos tales como400–2000 mm de diámetro exterior o más, dependiendo del equipamiento específico.

Estas cifras son indicativas y no límites fijos de la industria. La capacidad de producción real depende del método de formación de la tubería-, la calidad del acero, el espesor de la pared, el ancho de la tira o placa y el diseño de la línea de producción-.

Diferencia en el espesor de la pared

El espesor de la pared es otra distinción importante.

Molinos de REGestán comúnmente diseñados para productos de pared delgada- y mediana-. Dependiendo del equipo y material, una línea particular de REG puede procesar aproximadamente1,5 a 16 mmespesor de pared.

La producción SAW es especialmente adecuada para tuberías de pared-más pesadas. Dependiendo de la configuración de la línea, los tubos SAW se pueden fabricar en espesores alrededor de6-25 mm, con sistemas especializados capaces de procesar material más grueso.

El rango apropiado depende del grado de acero, el diámetro de la tubería, el proceso de conformado, el equipo de soldadura y el estándar de producto aplicable.

Diferencia en la velocidad de producción

ERW tiene una gran ventaja en la velocidad de producción continua. Debido a que la banda de acero se forma y suelda continuamente, las modernas fábricas de REG pueden lograr un alto rendimiento.

Dependiendo de las dimensiones de la tubería y del diseño-de la línea de producción, las fábricas de REG pueden operar a aproximadamente20–120 m/min, mientras que los sistemas de alta-velocidad pueden alcanzar velocidades más altas para productos adecuados.

Producción de sierrasgeneralmente opera a velocidades de línea más bajas porque el proceso implica formar tuberías más grandes y depositar material de soldadura mediante soldadura por arco. Dependiendo del diámetro de la tubería y el espesor de la pared, las velocidades de producción de SAW pueden ser aproximadamente1-20 m/min.

Sin embargo, la velocidad de producción siempre debe evaluarse junto con las dimensiones de la tubería y la capacidad de producción en lugar de comparar únicamente las velocidades máximas de la línea.

Requisitos de fundente y alambre de soldadura

Los ERW y SAW tienen requisitos de consumibles fundamentalmente diferentes.

ERW normalmente no utiliza alambre de soldadura por separado ni fundente granular. La propia tira de acero proporciona el material que se calienta y se forja durante la soldadura por resistencia.

Usos de la sierraalambre de soldadura por arco sumergidocomo electrodo y fundente de soldadura granular para cubrir la zona de soldadura.

El grado y la combinación del alambre de soldadura y el fundente son importantes en la fabricación de tubos SAW. Influyen en la química del metal de la soldadura-, las propiedades mecánicas, la penetración, la tasa de deposición y el rendimiento de la soldadura.

Por lo tanto, la producción de SAW requiere un control cuidadoso de la corriente de soldadura, el voltaje, la velocidad-de alimentación del alambre, la velocidad de desplazamiento, la condición del flujo y la recuperación del flujo.

Diferencia en la estructura de la costura de soldadura

ERW produce una costura de soldadura longitudinal continua a lo largo de la tubería.

En el proceso ERW, los bordes de la tira se calientan y se unen mediante presión. La zona de soldadura resultante tiene características asociadas con la soldadura por resistencia y el posterior tratamiento térmico o procesamiento del cordón de soldadura-, dependiendo de la línea de producción.

Los tubos SAW pueden tener cordones de soldadura longitudinales o en espiral. LSAW tiene una costura longitudinal recta, mientras que SSAW tiene una costura helicoidal.

Por lo tanto, la configuración de soldadura difiere sustancialmente entre las tuberías ERW, LSAW y SSAW.

Diferencia en la calidad de la soldadura

Tanto ERW como SAW pueden producir tuberías de alta-calidad cuando el proceso de producción se controla adecuadamente.

Sin embargo, la calidad de la soldadura depende de mucho más que la propia tecnología de soldadura. La calidad del acero, los parámetros de soldadura, la precisión del conformado, el aporte de calor, la preparación de los bordes, el estado del equipo, el control del operador y los procedimientos de inspección influyen en la tubería terminada.

Para la producción de SAW, el control del alambre de soldadura, el fundente, los parámetros de soldadura y la alineación de la costura es particularmente importante.

Para la producción de REG, la preparación de los bordes, los parámetros eléctricos, la presión de soldadura, la entrada de calor, la precisión del conformado y la eliminación de los cordones de soldadura-requieren un control cuidadoso.

Requisitos de inspección

Tanto las tuberías ERW como las SAW pueden requerir una inspección exhaustiva según su aplicación y las normas aplicables.

Los métodos de inspección comunes incluyen:

• Inspección visual
• Inspección dimensional
• Pruebas ultrasónicas
• Prueba de corrientes de Foucault
• Inspección radiográfica
• Prueba hidrostática
• Pruebas mecánicas
• inspección de soldadura
• Inspección de superficies

Los requisitos de inspección específicos dependen del estándar de la tubería, el grado del acero, las condiciones de servicio, los requisitos del cliente y la aplicación prevista.

Para aplicaciones de tuberías, normas como ISO 3183 especifican los requisitos para las tuberías de acero utilizadas en sistemas de transporte de tuberías y cubren diferentes rutas de fabricación soldadas.

Ventajas de la producción de REG

La tecnología ERW ofrece varias ventajas para los fabricantes.

El proceso de producción continuo respalda una alta productividad y automatización. Amoderno molino REGpuede integrar conformado, soldadura de alta-frecuencia, dimensionamiento, corte e inspección en una línea de producción continua.

Otra ventaja es la producción eficiente de dimensiones de tubería estandarizadas. Una vez que los rodillos formadores y los parámetros de producción estén configurados adecuadamente, se pueden producir grandes cantidades de tubos de forma continua.

Por lo tanto, ERW es particularmente atractivo para aplicaciones que requieren altos volúmenes de producción y dimensiones consistentes.

Ventajas de la producción de sierras

La tecnología SAW ofrece importantes ventajas para la producción de tuberías de gran-diámetro y paredes gruesas-.

El proceso utiliza alambre de soldadura y fundente granular, lo que permite una soldadura por arco controlada con tasas de deposición relativamente altas. La tecnología se puede utilizar con métodos de formación de tubos-tanto longitudinales como en espiral.

producción de LSAWEs especialmente adecuado para tuberías-de gran diámetro que requieren soldadura longitudinal controlada.producción de SAWproporciona flexibilidad en la fabricación de tubos-de gran diámetro a partir de tiras de acero.

Estas características hacen que la tecnología SAW sea muy relevante para grandes proyectos de infraestructura y oleoductos.

Diferencia en los requisitos del equipo

El equipo necesario para la producción de REG y SAW es considerablemente diferente.

Unmolino REGrequiere rodillos formadores, equipos de soldadura de alta-frecuencia, equipos de eliminación-de cordones de soldadura, soportes de dimensionamiento y equipos de corte de alta-velocidad.

A Línea de producción de sierraRequiere equipo para la preparación de placas o tiras, conformado, soldadura por puntos, soldadura SAW, manejo de fundente y, a menudo, expansión, biselado de extremos e inspección exhaustiva.

Por lo tanto, las líneas SAW tienden a tener un diseño de equipo y un flujo de trabajo de producción diferentes en comparación con los molinos ERW continuos.

Diferencia en aplicaciones típicas

Las tuberías ERW y SAW sirven para diferentes áreas de aplicación, aunque pueden haber cierta superposición.

Las tuberías ERW se utilizan ampliamente para:

• Tubería de agua
• Aplicaciones estructurales
• Tubería mecánica
• Construcción
• Tuberías industriales en general
• Tuberías de servicios públicos
• Servicios de baja- y media-presión
• Las tuberías SAW se utilizan comúnmente para:
• Tuberías de agua de gran-diámetro
• Transmisión de petróleo y gas.
• Tuberías de larga-distancia
• pilotes de acero
• Grandes proyectos de infraestructura
• Aplicaciones estructurales
• Tuberías de transporte industrial
• Aplicaciones de tuberías sumergidas o enterradas

La selección final debe basarse en requisitos de ingeniería en lugar de asumir que una tecnología es universalmente superior.

REG versus LSAW versus SSAW

Es importante distinguir las tres tecnologías.

REGUtiliza resistencia eléctrica para calentar y unir los bordes de una tira de acero formada continuamente.

LSAWutiliza soldadura por arco sumergido para unir una costura longitudinal después de formar una placa de acero en una tubería.

SAWutiliza soldadura por arco sumergido para unir una costura en espiral mientras que la tira de acero se forma helicoidalmente en una tubería.

Por lo tanto, SAW describe el proceso de soldadura, mientras que LSAW y SSAW describen configuraciones de fabricación de tuberías específicas-utilizando ese proceso de soldadura.

Rangos de especificaciones comparativos

La siguiente tabla proporciona rangos indicativos generales para comprender las diferencias típicas:

Estos rangos son sólo ejemplos generales. Las especificaciones reales del equipo pueden variar significativamente según el fabricante, las dimensiones de la tubería, el grado del acero y los requisitos de producción.

Consideraciones de costos

La comparación de costos debe considerar el proceso de fabricación completo y no solo la operación de soldadura.

Los REG pueden ser rentables-para una producción de alto-volumen debido a su proceso continuo y su alta velocidad de producción. También puede reducir los requisitos de manipulación cuando la línea de producción está adecuadamente automatizada.

SAW puede tener mayores requisitos de proceso y equipo, incluido el alambre de soldadura y el manejo de fundente. Sin embargo, resulta muy práctico cuando se producen tuberías de gran-diámetro o de pared gruesa-que pueden no ser adecuadas para la producción de REG convencional.

En consecuencia, el proceso más económico depende de las dimensiones requeridas de la tubería, la cantidad de producción, el material, los requisitos de prueba y la aplicación final.

¿Qué tecnología se debe seleccionar?

No existe una única tecnología de soldadura que sea mejor para cada tubería.

Para un fabricante que produce grandes volúmenes de tuberías de pequeño- y mediano-diámetro, ERW puede proporcionar una solución eficiente y altamente automatizada.

Para tuberías de gran-diámetro o de pared-pesada, SAW puede ser la tecnología más adecuada. Dentro de la producción de SAW, el fabricante puede seleccionar LSAW o SSAW según las dimensiones requeridas, la disponibilidad de material, los requisitos del proyecto y la estrategia de producción.

Por lo tanto, los compradores de tuberías deben evaluar la ruta de fabricación junto con la norma aplicable y el rendimiento requerido.

Comparación final

La diferencia fundamental entreTubería ERW frente a tubería SAWes el principio de soldadura y la configuración-de la línea de producción.

ERW utiliza calentamiento por resistencia eléctrica y presión para unir los bordes de tiras de acero formadas continuamente. Es particularmente adecuado para la producción continua y de alta-velocidad de tuberías de pequeño- y mediano-diámetro.

SAW utiliza un arco eléctrico, alambre de soldadura y fundente granular para producir la soldadura. Es particularmente adecuado para tuberías de gran-diámetro y paredes gruesas-y se puede utilizar para fabricar tuberías LSAW y SSAW.

Por lo tanto, la elección entre REG y SAW debe basarse endiámetro de tubería, espesor de pared, calidad de acero, volumen de producción, requisitos de soldadura, nivel de inspección, condiciones de operación y estándares aplicables.

Ni los REG ni los SAW son universalmente superiores. Cada tecnología tiene sus propios puntos fuertes y la elección correcta es aquella que coincide con las especificaciones requeridas del producto y las condiciones de fabricación.