Les canonades d'acer soldades són materials indispensables en la infraestructura industrial moderna, àmpliament utilitzats en el transport de petroli i gas, projectes municipals d'aigua, enginyeria de ponts, projectes marítims i construcció d'instal·lacions d'energia eòlica, entre d'altres.
Segons els diferents mètodes de soldadura i conformació, els tubs d'acer soldats es divideixen principalment en tubs d'acer soldats amb costura recta i tubs d'acer soldats en espiral. Entre ells, les canonades d'acer soldades amb costura recta inclouen la soldadura per resistènciacanonades d'acer (ERW).i soldadura longitudinal per arc submergitcanonades d'acer (LSAW).. Les soldadures d'aquest tipus de canonada d'acer són soldadures longitudinals rectes al llarg del cos del tub. En canvi, les canonades d'acer soldades en espiral (SSAW) adopten la tecnologia de formació d'espiral contínua i de soldadura per arc submergit, formant soldadures en forma d'espiral-que s'inclinen a la superfície del cos de la canonada.
Tot i que ambdós tipus de canonades d'acer es fabriquen mitjançant processos de conformació i soldadura de xapes i poden complir els requisits de transport de fluids i suport de càrrega estructural-, tenen diferències fonamentals en principis de conformació, distribució de soldadura, processos de producció, característiques de tensió mecànica, rendiment de mida i condicions de treball aplicables. En l'enginyeria real i l'adquisició de materials, és molt important distingir les diferències essencials entre la soldadura de costura recta i la soldadura en espiral, la qual cosa ajuda a evitar una selecció incorrecta i els riscos operatius resultants.
Definició bàsica i diferències de principis de formació
1. Principi de soldadura de costura longitudinal
La soldadura de costura recta es refereix a un procés de soldadura on es forma una costura de soldadura recta contínua al llarg de la direcció longitudinal de la canonada d'acer. La matèria primera per a les canonades d'acer de costura recta és una placa d'acer d'amplada fixa-o una cinta d'acer. Durant la producció de canonades d'acer, l'acer pla es doblega i s'enrotlla en peces en blanc de tubs cilíndrics a través de múltiples corrons de conformació. Les dues vores paral·leles de la cinta d'acer s'alineen al llarg de la direcció longitudinal del cos de la canonada i, a continuació, la bretxa es solda i es fon per formar una costura recta longitudinal ordenada. Per a canonades de costura recta de diàmetre mitjà i petit, s'utilitza la soldadura per resistència d'alta freqüència (ERW), on les vores de la cinta d'acer s'escalfen amb un corrent d'alta freqüència per aconseguir una extrusió i fusió instantània, sense necessitat de metall d'aportació. Per a canonades de costura recta de paret gruixuda de gran diàmetre-, s'utilitza la soldadura per arc submergit longitudinal (LSAW), utilitzant filferro de soldadura i flux per a la soldadura per penetració. Independentment del procés que s'utilitzi, la costura de soldadura s'estén al llarg de tota la longitud del cos de la canonada.
2. Soldadura en espiralPrincipi
La soldadura en espiral és un procés especial de fabricació de canonades que combina la formació contínua inclinada i la soldadura per arc submergit. A diferència de la flexió recta de tubs d'acer de costura recta, la tira d'acer s'introdueix al dispositiu de conformació amb un angle fix i s'enrotlla contínuament en un tub cilíndric en blanc mitjançant un rodatge en espiral, creant espais espirals uniformes. Posteriorment, el sistema de soldadura d'arc submergit realitza una soldadura contínua al llarg del camí en espiral, formant finalment una soldadura en espiral llisa i densa. Les soldadures en espiral estan inclinades en un cert angle i la longitud de la soldadura supera la longitud de la canonada. El principi bàsic de la soldadura en espiral és processar una cinta d'acer-d'amplada fixa en tubs d'acer de diferents diàmetres ajustant l'angle, aconseguint una producció de diàmetres flexibles que no es pot aconseguir mitjançant la soldadura de costura recta.
Diferències en els processos de fabricació
1. Procés de soldadura de costura recta
El procés de producció de canonades de costura recta és senzill i altament automatitzat. Tot el procés inclou el desenrotllament de bobines d'acer, aplanament, retallat de vores, redreçament, soldadura longitudinal, acabat de soldadura, refredament, dimensionament, redreçament i tall-longitud. Les canonades de costura recta ERW es solden mitjançant un escalfament de resistència d'alta-freqüència, amb una velocitat de soldadura ràpida i una alta eficiència de producció. Les canonades de costura recta LSAW utilitzen la formació de plaques d'acer gruixudes i múltiples passades de soldadura per arc submergit, amb un control estricte de la precisió de la ranura i la profunditat de penetració. Els paràmetres de conformació de la línia de producció de costura recta són fixos, el format és estable i la precisió dimensional és alta. Tanmateix, la seva flexibilitat de producció és limitada. Cada amplada de la cinta d'acer correspon només a un diàmetre de canonada, de manera que el rang de producció de canonades de diàmetre ultra-es limita per l'amplada de la cinta d'acer.
2. Procés de soldadura en espiral
El procés de soldadura en espiral utilitza la formació en espiral dinàmica contínua i la soldadura d'arc submergit de doble cara{0}. El seu flux de procés inclou desenrotllament, redreçament de tires, fresat de cara d'extrem precís, conformació d'espiral d'angle ajustable,-soldadura d'arc submergit de doble cara tant a l'interior com a l'exterior, polit de soldadura, refrigeració per circulació, correcció de mida, tall-mosca i proves no-destructives de soldadura completa. La característica més destacada d'aquest procés és l'angle de conformació ajustable. En canviar l'angle d'alimentació de la cinta d'acer, els fabricants poden produir canonades amb diferents diàmetres exteriors utilitzant la mateixa matèria primera, millorant significativament la flexibilitat de producció. Tot el procés de producció és continu i ininterromput, adequat per a la producció a gran-escala de canonades de gran-diàmetre i gruix-mitjana-. Tanmateix, el sistema de conformació i soldadura en espiral té requisits elevats per a la concordança de paràmetres, i és necessari un control precís de l'angle de conformació, la velocitat de soldadura, el corrent i la tensió per evitar la compensació de la soldadura i la deformació de la formació.
Diferències estructurals
1. Característiques de l'estructura de soldadura
Per a canonades de soldadura de costura recta, només hi ha una costura de soldadura longitudinal a l'estructura general, amb un recorregut de soldadura curt i una línia recta. La microestructura de la soldadura és estable. La zona afectada per la calor és concentrada i estreta, i la uniformitat estructural general del cos de la canonada és bona. Per a canonades soldades en espiral, s'adopten cordons de soldadura contínues en forma d'espiral-. En comparació amb les canonades de costura recta de la mateixa especificació, la longitud de la costura de soldadura és més llarga. La costura de soldadura més llarga augmenta l'àrea general de soldadura i, teòricament, també augmenta la possibilitat de defectes de soldadura existents. Tanmateix, la costura de soldadura en espiral contínua evita espais locals de soldadura. A més, la soldadura en espiral té les característiques de superposició i continuïtat, millorant així la integritat estructural general del cos de la canonada.
Precisió de dimensions i flexibilitat de producció
La canonada soldada amb costura recta té una millor precisió de dimensions i qualitat superficial. El procés de conformació és estable, amb petites toleràncies per al diàmetre exterior, el gruix de la paret i la rodonesa, parets interiors i exteriors llises i rectitud uniforme. Els paràmetres de conformació estandarditzats fan que la canonada de costura recta sigui més adequada per a una instal·lació precisa i per a projectes de canonades d'alt-concordança. Tanmateix, el desavantatge és que la flexibilitat de producció és escassa, limitada per l'amplada de la cinta d'acer i no es pot canviar de manera flexible en els diàmetres de canonada durant el procés de producció. En canvi, la canonada soldada en espiral té una precisió de dimensió lleugerament menor que la canonada de costura recta, amb una tolerància d'el·lipticitat més petita, però té una flexibilitat de producció extremadament alta. Mitjançant l'ajust de l'angle de l'espiral, una única especificació de cinta d'acer pot produir desenes d'especificacions de diàmetres de canonades diferents, reduint significativament els costos del motlle i escurçant el cicle de producció de canonades de gran-diàmetre.
Avantatges i limitacions tècniques
1. Avantatges i desavantatges de la soldadura de costura recta
La soldadura de costura recta té els avantatges d'una velocitat de soldadura ràpida, una alta eficiència de producció, una alta taxa de qualificació del producte, una formació regular de soldadura, una zona afectada per la calor estreta i propietats mecàniques estables. S'aplica principalment en el procés de producció de materials de canonades de diàmetre-mitjà, de paret-prima i de-gruix-mitjana. Com menys soldadures puguin reduir la probabilitat d'ocurrència de defectes i facilitar la inspecció i el manteniment complets. Els seus principals desavantatges rau en la poca flexibilitat, la capacitat de producció limitada per a grans diàmetres i la dèbil capacitat de dispersió de tensions. En condicions d'ultra-pressions i canvis de càrrega, la soldadura de costura recta és més propensa a fallar en la concentració de tensió.
2. Avantatges i inconvenients de les soldadures en espiral
Els principals avantatges de la soldadura en espiral rau en la seva capacitat per ajustar el diàmetre de manera flexible, un excel·lent rendiment de dispersió de tensió, una gran capacitat de fabricació per a canonades de gran-diàmetre i una alta seguretat estructural. Les soldadures en espiral poden inhibir eficaçment la propagació d'esquerdes i són adequades per al transport a llarga-distància d'alta- pressió. Els principals desavantatges són un temps de soldadura més llarg, una menor eficiència de producció d'una-màquina, un major risc de defectes menors a mesura que augmenta la longitud de la soldadura i una precisió dimensional lleugerament menor.
Diferències en l'aplicació industrial
A causa de les seves diferents característiques de rendiment, les canonades soldades amb costura recta i les canonades soldades en espiral han establert límits clars d'aplicació en enginyeria industrial. Les canonades soldades amb costura recta s'utilitzen àmpliament en el subministrament d'aigua i el drenatge urbà, les canonades de protecció contra incendis, la construcció de piles de canonades estructurals, el transport de gas a baixa pressió i equips mecànics de suport a les canonades. A causa de la seva gran precisió dimensional i de la seva qualitat de soldadura estable, les canonades de costura recta ERW i LSAW d'alt-grau també són adequades per a projectes de canonades d'alta-distància de curta-distància-. Tot i que les canonades soldades en espiral s'utilitzen principalment per a canonades troncals de petroli i gas transversals{-regionals, canonades municipals de transmissió d'aigua de gran-diàmetre, piles de canonades d'enginyeria marina, infraestructures d'energia eòlica i canonades a pressió hidràulica, que són projectes de transport de llarga-distància.
La diferència bàsica entre la soldadura de costura recta i la soldadura en espiral rau en diferents trajectòries de conformació, patrons de distribució de soldadura, etc. La soldadura de costura recta presenta soldadures lineals, alta precisió dimensional, alta eficiència de producció i una estructura senzilla, i és adequada per a projectes de canonades estandarditzats, de diàmetre mitjà i petit i d'alta-precisió. La soldadura en espiral utilitza soldadures en espiral inclinades i pot ajustar el diàmetre de manera flexible. És indispensable en la construcció de canonades de gran-diàmetre, llarga-distància i alta-pressió. Cap dels dos processos de soldadura té superioritat o inferioritat absoluta. El seu valor d'aplicació depèn de les condicions reals d'enginyeria, els nivells de pressió, les especificacions del diàmetre de la canonada i els pressupostos de costos. Amb l'actualització contínua de l'automatització de la soldadura i les tecnologies de detecció intel·ligent, la diferència de rendiment entre les dues s'està reduint gradualment. En el futur, l'aplicació refinada i diferenciada de les tecnologies de soldadura de costura recta i soldadura en espiral promourà encara més el desenvolupament d'alta-qualitat de les indústries de fabricació de canonades d'acer i enginyeria de canonades.
