¿Qué es un tubo de acero soldado?

La tubería de acero soldada se refiere a una tubería de acero fabricada mediante el doblado o deformación de tiras o placas de acero en formas redondas, cuadradas u otras, con una costura en la superficie. La materia prima utilizada para la tubería de acero soldada es la placa o tira de acero.

Desde la década de 1930, con el rápido desarrollo de la producción de laminación continua de flejes de acero de alta calidad y los avances en la tecnología de soldadura e inspección, la calidad de la soldadura ha mejorado continuamente, y la variedad y las especificaciones de la tubería de acero soldada han seguido expandiéndose. Tubería sin costura vs. tubería soldada: La tubería de acero soldada tiene un menor costo y una mayor eficiencia de producción que la tubería de acero sin costura.

Ventajas de las tuberías soldadas

1. Fuerte resistencia a la corrosión

Las tuberías soldadas suelen estar fabricadas con materiales metálicos como acero inoxidable y níquel, lo que ofrece una excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación, incluso en entornos hostiles.

2. Alta resistencia

En comparación con las tuberías de acero convencionales, las tuberías soldadas ofrecen mayor resistencia y capacidad de carga.

3. Construcción eficiente

Las tuberías soldadas son rápidas y fáciles de instalar, lo que reduce significativamente el tiempo y los costos de mano de obra en comparación con las tuberías de hierro tradicionales.

4. Seguridad y fiabilidad

Las uniones soldadas son resistentes, lo que reduce riesgos de seguridad como fugas eléctricas y filtraciones de agua, garantizando una producción segura.

Desventajas de las tuberías soldadas

1. Calidad de soldadura inestable

Si las técnicas de soldadura son deficientes, las uniones soldadas pueden presentar defectos como penetración incompleta y soldaduras sin sellar, lo que afecta la hermeticidad de la tubería después de la instalación.

2. Susceptibilidad a la corrosión

Debido a que las superficies de las tuberías soldadas carecen de un tratamiento anticorrosivo especial, la alta humedad o los entornos con alta oxidación pueden causar oxidación y desgaste en la superficie, acortando su vida útil.

Tipos de fabricación de tuberías soldadas

Existen tres tipos de soldadura: ERW (soldadura por resistencia eléctrica), LSAW (soldadura por arco sumergido longitudinal) y SSAW (soldadura por arco sumergido en espiral).

1. ERW

Aplicación:

El proceso ERW generalmente es adecuado para tuberías de menos de 24 pulgadas (609 mm).

Características de fabricación:

El proceso ERW utiliza calentamiento por resistencia para calentar los bordes de la banda de acero a la temperatura de soldadura, luego presuriza y suelda la banda de acero para formar la soldadura. Los procesos modernos generalmente utilizan soldadura de alta frecuencia (HFW), que ofrece velocidades de soldadura rápidas y soldaduras uniformes.

Proceso de fabricación de tubos de acero soldados longitudinalmente ERW/HFW (soldadura por resistencia):

Desenrollado - Aplanado - Corte y soldadura a tope - Almacenamiento de bobinas - Desenrollado de placas - Recorte - Conformado - Soldadura de alta frecuencia - Eliminación de rebabas internas y externas - Pruebas ultrasónicas - Recocido de media frecuencia - Refrigeración por aire - Refrigeración por agua - Dimensionado - Rectitud - Corte - Inspección dimensional e inicial de la superficie - Biselado de extremos de tubería - Pruebas hidrostáticas - Pruebas ultrasónicas de tubería completa - Pruebas ultrasónicas fuera de línea - Pruebas ultrasónicas de extremos de tubería - Inspección dimensional e inicial de la superficie - Recubrimiento resistente a la corrosión - Marcado - Protección de extremos de tubería - Inspección y almacenamiento

Ventajas:

Soldaduras lisas con alta precisión dimensional;
Alta velocidad de soldadura y alta eficiencia de producción;
Ideal para tuberías de transmisión de alta presión (p. ej., API 5L Grado B, X42–X70).

Uso típico:

Tuberías de petróleo y gas, tuberías de agua y tuberías para estructuras mecánicas (EN 10219).

2. Soldadura por arco sumergido (LSAW)

Aplicación:

La tubería LSAW es adecuada para tuberías con diámetros de entre 508 mm (20 pulgadas) y 1016 mm (40 pulgadas).

Características de fabricación:

Mediante el proceso de soldadura por arco sumergido (SAW), se aplica una capa de fundente a la costura de soldadura, lo que permite que el arco se queme debajo del fundente, concentrando el calor y logrando una soldadura de alta calidad. Denominada tubería JCOE por su procedimiento de fabricación, la tubería está disponible en perfiles expandidos en frío: J, C, O y E.

Proceso de producción de tubos de acero LSAW:

Desenrollado de placas - Elevación por vacío - Pruebas ultrasónicas - Fresado de bordes - Precurvado - Conformado en J - Conformado en C - Conformado en O - Soldadura por puntos con protección de gas CO2 - Soldadura de lengüetas - Soldadura interna - Soldadura externa - Retirada de placas de lengüetas - Limpieza - Redondeo - Inspección por rayos X - Pruebas ultrasónicas - Limpieza antes de la expansión - Expansión mecánica - Limpieza después de la expansión - Inspección de rectitud - Pruebas hidrostáticas - Pruebas ultrasónicas - Rectificado de soldaduras de extremos de tubería - Tratamiento mecánico de superficies - Inspección por rayos X del cuerpo y ambos extremos de la tubería - Pruebas ultrasónicas de los extremos de la tubería - Inspección por partículas magnéticas de ambos extremos - Pesaje y medición de longitud - Inspección del producto - Recubrimiento externo - Recubrimiento interno - Marcado - Empaquetado y almacenamiento

Ventajas:

Soldaduras densas y de alta resistencia;
Producción de tubos de gran diámetro y paredes gruesas;
Alta precisión dimensional, inspección de soldadura al 100%.

Uso típico: 

Oleoductos submarinos, gasoductos de alta presión, columnas de soporte estructural, recipientes a presión, etc.

3. Soldadura por arco sumergido (SSAW)

Ámbito de aplicación:

Los tubos SSAW son aptos para tubos con un diámetro máximo de 60 pulgadas (1524 mm).

Características de fabricación:

A partir de una tira de acero laminada en caliente, se lamina en un tubo mediante una máquina formadora con un ángulo de espiral específico y luego se suelda al tubo mediante soldadura por arco sumergido de doble cara. El ángulo de espiral es ajustable, lo que permite la flexibilidad de tamaños de producto.

Proceso de fabricación de tubos de acero SSAW:

Desenrollado - Aplanado - Cizallamiento y soldadura a tope - Fresado de bordes - Prelaminado - Conformado - Soldadura interna y externa - Corte - Pruebas ultrasónicas - Pruebas de rayos X - Rectificado de soldaduras de extremos de tubo - Abocardado de extremos de tubo - Pruebas hidrostáticas - Pruebas ultrasónicas - Biselado de extremos de tubo - Pruebas de rayos X - Inspección de producción - Marcado - Almacenamiento

Ventajas:

Se pueden fabricar tubos de cualquier longitud y gran diámetro;
Distribución uniforme de la tensión y alta resistencia a la tensión circunferencial;
Bajo costo y alto aprovechamiento del material.

Uso típico:

Oleoductos, gasoductos y agua de larga distancia, cimentaciones de pilotes y pilotes de acero para puentes.

Diferencias clave entre las tuberías SAW (LSAW, SSAW) y ERW

De los procesos de fabricación descritos anteriormente, se observa que las tuberías SAW (LSAW, SSAW) y ERW son completamente diferentes en términos de conformado y soldadura. Por consiguiente, el rendimiento de ambos tipos de tubería difiere en los siguientes aspectos:

1. Comparación de la calidad de la superficie

Las tuberías ERW tienen una superficie más lisa y un mejor acabado superficial que las tuberías SAW (LSAW, SSAW).

2. Comparación de defectos

Las tuberías ERW presentan menos defectos que las tuberías SAW.
Debido a los depósitos de solventes en las tuberías SAW, pueden producir más defectos, además de los defectos volumétricos.
Los defectos encontrados en las tuberías ERW se limitan a soldaduras lineales y rectas, lo que facilita su detección.

3. Comparación de la tensión residual

Las tuberías ERW presentan una tensión residual menor que las tuberías SAW.
El desplazamiento de las tuberías ERW a lo largo de los cortes axiales y transversales es menor que el de las tuberías SAW del mismo material, lo que facilita su detección.

4. Comparación de la durabilidad

Las tuberías de acero ERW pueden desecharse y soldarse si presentan defectos, mientras que las tuberías SAW pueden desecharse y soldarse, lo que puede provocar grietas o corrosión. Las tuberías de acero ERW son más duraderas.

Resumen

Las tuberías de acero soldadas, gracias a su alta eficiencia de producción, bajo coste y gran versatilidad, se han convertido en uno de los tipos de tuberías más utilizados en todo el mundo. En el transporte de petróleo y gas, el suministro de agua urbana, las estructuras de edificios y la ingeniería de cimentaciones, las tuberías soldadas, junto con las tuberías de acero sin costura, son las dos opciones más populares.