La soldadura por resistencia utiliza el calor generado por la corriente eléctrica que pasa a través de la pieza soldada y el punto de contacto para calentarla localmente hasta alcanzar un estado plástico o fundido, a la vez que aplica presión para conectar las piezas soldadas. Este método de soldadura se caracteriza por su alta eficiencia de producción, bajo costo, ahorro de material y fácil automatización, y se utiliza ampliamente en diversos sectores industriales. En el sector de las tuberías de transporte, las tuberías de acero inoxidable ERW ocupan un lugar destacado. Se pueden utilizar para transportar gas y líquidos como petróleo y gas natural, y cumplen con diversos requisitos de alta y baja presión.
Ventajas de los tubos de acero inoxidable ERW
1. Importante ventaja en costos
El proceso de producción de los tubos de acero inoxidable ERW es relativamente sencillo, con rápidas velocidades de conformado y soldadura, lo que permite lograr una alta eficiencia de producción y reducir considerablemente los costos de tiempo. Al mismo tiempo, durante el procesamiento de la materia prima de acero, se reduce el desperdicio de chatarra, se logra una alta tasa de utilización y se reducen los costos de material. En general, su costo es menor que el de algunos tubos de acero sin costura y otros tubos similares soldados mediante procesos complejos, lo que ahorra costos en proyectos de ingeniería y presenta ventajas evidentes para su uso a gran escala.
2. Excelente rendimiento de procesamiento
Gracias a la uniformidad del material y a la estabilidad de su estructura interna, la incisión es suave durante el corte, evitando problemas como colapsos y deformaciones en los bordes, y permite cortarlos con precisión a la longitud requerida. Durante el proceso de doblado, es improbable que se produzcan grietas y arrugas, y permite doblarlos en diversos arcos para satisfacer las necesidades de diseños de tuberías complejos. En cuanto a la soldadura, ofrece buena compatibilidad con diversos procesos, alta calidad de soldadura y un sellado resistente.
3. Alta precisión dimensional
Durante el proceso de producción, gracias a equipos de conformado avanzados y un control preciso del proceso de soldadura, las desviaciones dimensionales del diámetro exterior, el espesor de pared y otras dimensiones de la tubería se pueden controlar en un rango muy pequeño. Por ejemplo, la tolerancia del diámetro exterior se puede controlar en ±0,5 mm y la del espesor de pared en ±0,2 mm. Esta alta precisión permite que las tuberías se ajusten mejor durante la instalación. En la instalación de tuberías petroquímicas, las tuberías ERW de acero inoxidable de alta precisión garantizan conexiones precisas, reducen la dificultad del sellado y mejoran la estabilidad y seguridad general del sistema de tuberías.
Desventajas de las tuberías de acero inoxidable ERW
1. Resistencia a la corrosión ligeramente menor
Aunque las tuberías de acero inoxidable ERW presentan cierta resistencia a la corrosión, su proceso de tratamiento superficial es relativamente sencillo, y solo se utiliza un tratamiento de pasivación convencional para formar una película de pasivación. En entornos altamente corrosivos, como soluciones ácidas y alcalinas con alta concentración y zonas costeras con alta niebla salina, esta película de pasivación presenta dificultades para resistir la erosión a largo plazo. En comparación con las tuberías con tratamientos superficiales especiales, como el galvanizado por inmersión en caliente y el niquelado, son más susceptibles a la corrosión y presentan problemas como la oxidación y la perforación, lo que afecta la vida útil y la calidad del medio de transporte.
2. Tolerancia a la presión limitada
Las tuberías de acero inoxidable ERW presentan ciertas limitaciones para soportar altas presiones. Debido a las características de su proceso de soldadura, la resistencia en la soldadura puede ser ligeramente diferente a la del material base, lo que limita su aplicación en entornos de ultraalta presión. En general, cuando la presión de trabajo supera un valor determinado, como 10 MPa, puede haber riesgos de fugas, roturas, etc. en la soldadura.
3. Peligros ocultos en la soldadura
Durante el proceso de soldadura por resistencia, la estructura metalográfica del área de soldadura difiere de la del material base, y la morfología y estructura del grano de la soldadura cambian. Si los parámetros del proceso de soldadura no se controlan adecuadamente, como una corriente de soldadura demasiado alta o baja, o una velocidad de soldadura inestable, se producirán defectos como poros, inclusiones de escoria y penetración incompleta en la soldadura. Estos defectos se convertirán en puntos de concentración de tensiones, lo que puede provocar la propagación de grietas cuando la tubería se somete a presión, vibración y cambios de temperatura, afectando así el rendimiento y la seguridad generales.
Proceso de fabricación de tubos ERW de acero inoxidable
(1) Selección del material
Se utiliza fleje de acero inoxidable laminado en frío como materia prima, con un estado superficial de grado BA. Antes de utilizar la banda de acero en la fábrica, se debe inspeccionar detalladamente. Los elementos de inspección incluyen: espesor, ancho, calidad de los bordes, apariencia e inspección del rendimiento físico. Cuando sea necesario, se debe inspeccionar el tamaño del grano de la materia prima, que solo se puede utilizar para la producción después de pasar la inspección.
(2) Apertura del libro
Antes de que el fleje de acero entre en la unidad de tubería soldada, es necesario utilizar un desenrollador de fleje de acero para desenrollarlo. Para el fleje final, se debe añadir un mecanismo de nivelación para asegurar que entre en la unidad de tubería soldada en posición recta. La pieza de conformado completa con éxito el doblado y conformado del fleje de acero.
(3) Conformado de la pieza bruta del tubo
Utilizando un equipo de conformación de doblado continuo, el fleje de acero se lamina y deforma continuamente para obtener una pieza bruta del tubo. La banda de acero pasa por la unión de los módulos de introducción, laminación de desbaste y cierre de la unidad de tubos soldados. Cada módulo utiliza diferentes tipos de rodillos para doblar diferentes partes de la banda de acero. Finalmente, la banda de acero se transforma gradualmente desde una superficie plana hasta formar un tubo en bruto abierto, listo para soldarse en tubos de acero inoxidable.
(4) Soldadura
La soldadura por resistencia eléctrica (ERW) se emplea para unir longitudinalmente los bordes de la tira o bobina de acero inoxidable. Se aplica una corriente eléctrica de alta frecuencia a través de los bordes del material, lo que provoca su calentamiento y fusión bajo presión, formando una soldadura resistente.
(5) Nivelación de la soldadura
Debido al impacto de la corriente de soldadura y a la influencia de la gravedad, las soldaduras internas de las tuberías de acero inoxidable sobresalen y las externas también se abollan. Estos problemas no se presentan si se utilizan en entornos de fluidos convencionales de baja presión. Si se utilizan en entornos de fluidos de alta temperatura, alta presión y alta velocidad, causarán problemas de uso. Se requiere un equipo especial de nivelación de soldadura para eliminar este defecto.
(6) Tratamiento térmico en línea
Durante el proceso de doblado de la tira de acero, se produce endurecimiento por acritud, lo cual no favorece el procesamiento posterior de la tubería, especialmente el proceso de doblado. Durante el proceso de soldadura, se producen tensiones en la soldadura, lo que puede provocar grietas durante su uso posterior, lo que requiere tratamiento térmico. El tratamiento térmico más común actualmente es el tratamiento de solución brillante bajo atmósfera protectora de hidrógeno. La tubería de acero inoxidable 304 se calienta a más de 1050 °C. Tras un período de conservación del calor, la morfología de la estructura interna cambia para formar una estructura de austenita uniforme. Bajo la atmósfera de hidrógeno, no se produce oxidación.
(7) Dimensionado y acabado
El diámetro exterior de la tubería soldada ERW de acero inoxidable se deforma durante el proceso de soldadura y tratamiento térmico, lo que provoca que no cumpla con los requisitos de uso y requiera dimensionado y acabado. La unidad de dimensionado y acabado más común consta de cuatro juegos de rodillos planos y cuatro juegos de rodillos laterales. Los rodillos planos tienen una forma ovalada (o circular) y los rodillos laterales tienen una forma ovalada (o circular). El dimensionado depende del diámetro exterior y del espesor de pared de la tubería, y generalmente se encuentra en un rango de 0,20 a 0,50 mm. Tras el dimensionado y el acabado, la tolerancia del diámetro exterior de la tubería se puede controlar con un margen de ±0,05 mm, lo que permite cumplir con los requisitos de precisión.
(8) Detección de defectos en línea
Debido a que está sujeta a cierta presión y requiere un cierto grado de fiabilidad, es difícil detectar defectos internos en las soldaduras de tuberías soldadas ERW de acero inoxidable basándose únicamente en la detección de presión. La detección de defectos por corrientes de Foucault o por ultrasonidos en línea permite realizar una detección completa en línea y en tiempo real. El estado de la soldadura se puede corregir en cualquier momento según la información de la alarma para reducir la producción de productos no cualificados.
(9) Corte a medida
Utilice equipos de corte en línea de longitud fija para realizar cortes a medida según la longitud requerida por el cliente. Puede utilizar la tecnología de corte rotatorio (sin viruta). A diferencia del corte de viruta, el corte sin viruta no produce rebabas y no requiere un proceso posterior. Desbarbado de puertos.
(10) Enderezamiento
La rectitud de los tubos soldados producidos por la unidad de doblado por rodillos no cumple con los requisitos de uso. Generalmente, la rectitud de estos tubos soldados debe controlarse a 0,10/100 mm. Es necesario utilizar una enderezadora para enderezar el tubo soldado y cumplir con los requisitos del producto.
(11) Prueba de esfuerzo
Se utiliza una máquina automática de prueba de presión hidráulica estática para realizar una prueba de presión en tubos soldados de acero inoxidable ERW. La carga, el lavado, la prueba de presión y la descarga se completan automáticamente. Tras mantener la presión durante un tiempo determinado, los tubos soldados no aptos se clasifican mediante el método de diferencia de presión.
(12) Limpieza y secado
Tras el procesamiento mecánico de los tubos soldados de acero inoxidable ERW, se requiere una limpieza y secado finales para eliminar los residuos de refrigerante, aceite y otros contaminantes de las paredes internas o externas de los tubos. Posteriormente, se utiliza un secado con aire caliente para prevenir la oxidación durante el transporte y el almacenamiento. Finalmente, los tubos soldados de acero inoxidable terminados se inspeccionan y empaquetan antes de salir de la fábrica.
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