Differenze nella produzione di tubi ERW e tubi SAW

I tubi in acciaio saldati vengono prodotti modellando l'acciaio piatto in una forma tubolare e unendo i bordi attraverso un processo di saldatura controllata. Tuttavia, diverse tecnologie di saldatura producono tubi con caratteristiche, requisiti di produzione, capacità dimensionali e applicazioni diverse.

Due categorie importanti sonoTubo in acciaio ERWETubo saldato ad arco sommerso (SAW).. ERW sta per saldatura a resistenza elettrica, mentre SAW sta per saldatura ad arco sommerso. Sebbene entrambe siano tecnologie di produzione di tubi-saldati, i principi di produzione e le configurazioni delle apparecchiature sono significativamente diversi.

L'ERW è ampiamente utilizzato per la produzione continua di tubi di piccolo- e medio-diametro, in particolare quando sono richieste un'elevata velocità di produzione e dimensioni costanti. La tecnologia SAW è comunemente utilizzata per tubi di grande-diametro e con pareti più spesse-, compresi i prodotti LSAW e SSAW. Comprendere le differenze tra queste tecnologie è importante quando si seleziona un tubo per una specifica applicazione industriale o infrastrutturale.

Cos'è il tubo d'acciaio ERW?

Il tubo in acciaio ERW è prodotto da nastri o bobine di acciaio che vengono formati continuamente in una forma cilindrica. I lembi longitudinali del nastro vengono accostati e riscaldati tramite resistenza elettrica. Viene quindi applicata la pressione per unire insieme i bordi riscaldati, creando un cordone di saldatura longitudinale continuo.

I moderni laminatoi per tubi ERW utilizzano comunemente corrente elettrica ad alta-frequenza per concentrare il calore sui bordi dei nastri. Il processo è altamente automatizzato e può funzionare in modo continuo, rendendolo adatto alla produzione di volumi elevati-.

Un tipicoLinea di produzione di tubi in acciaio ERWinclude uno svolgitore, una macchina livellatrice, una sezione di formatura, un'unità di saldatura ad alta-frequenza, un sistema di rimozione del cordone di saldatura-, un mulino di dimensionamento, una macchina da taglio e un'attrezzatura di ispezione.

Cos'è il tubo saldato ad arco sommerso?

Il tubo saldato ad arco sommerso è prodotto utilizzando il processo SAW, in cui un arco elettrico viene generato tra un filo di saldatura alimentato continuamente e l'acciaio. La zona di saldatura è ricoperta da un flusso granulare, che protegge il bagno di fusione dalla contaminazione atmosferica.

La tecnologia SAW è comunemente utilizzata per produrre tubi di-diametro e pareti spesse-di grandi dimensioni. Esistono due principali configurazioni di produzione-di tubazioni: LSAW e SSAW.

LSAW (saldatura longitudinale ad arco sommerso)il tubo ha un cordone di saldatura longitudinale, mentreSSAW (saldatura ad arco sommerso a spirale)il tubo ha un cordone di saldatura elicoidale o a spirale.

L'uso del filo e del flusso di saldatura conferisce a SAW una modalità di saldatura fondamentalmente diversa da ERW.

Differenza nella tecnologia di saldatura

La differenza più importante tra i tubi ERW e SAW è il metodo utilizzato per creare la saldatura.

InProduzione ERWn, la resistenza elettrica genera calore direttamente sui bordi del nastro di acciaio. I bordi riscaldati vengono quindi pressati insieme sotto pressione controllata. Normalmente non è necessario alcun filo di saldatura separato o flusso granulare.

InProduzione SEGA, un arco elettrico fonde un filo di saldatura alimentato continuamente e l'acciaio adiacente. Il flusso granulare copre la zona di saldatura durante l'operazione.

Pertanto, ERW è principalmente aprocesso di saldatura a resistenza, mentre SAW è unprocesso di saldatura ad arco.

Differenza nella configurazione della linea di produzione

Le linee di produzione per tubi ERW e SAW hanno configurazioni notevolmente diverse.

Segue una tipica linea di produzione ERW:

Svolgimento → Livellamento → Guida della striscia → Formatura → Saldatura HF → Rimozione del cordone → Dimensionamento → Taglio → Ispezione

Il nastro d'acciaio si muove continuamente attraverso le sezioni di formatura e saldatura. Questa disposizione continua consente un'elevata efficienza produttiva.

Una tipica linea di produzione di tubi SAW può seguire:

Preparazione di piastre/strisce → Fresatura dei bordi → Formatura → Puntatura → SEGA interna → SEGA esterna → Espansione/Dimensionamento → Smussatura finale → Ispezione → Test idrostatico

La configurazione esatta dipende dal fatto che il tubo sia prodotto utilizzando la tecnologia LSAW o SSAW.

Differenza nelle materie prime

Tubi ERWsono prodotti principalmente da bobine di acciaio. La bobina viene continuamente svolta e alimentata nel mulino di formatura.

Tubi LSAWsono comunemente realizzati in lamiera di acciaio. La piastra viene preparata, modellata in forma cilindrica e saldata lungo la sua cucitura longitudinale.

Tubi SSAWsono generalmente fabbricati da nastri o bobine di acciaio. La striscia entra nella sezione di formatura con un angolo controllato e viene gradualmente formata in un tubo a spirale mentre la linea elicoidale viene saldata.

Questa differenza nella configurazione-della materia prima ha una grande influenza sulle dimensioni dei tubi che ciascuna tecnologia di produzione può produrre in modo efficiente.

Differenza nel diametro del tubo

Il diametro del tubo è uno dei fattori più significativi quando si confrontano le tecnologie ERW e SAW.

Produzione ERWè particolarmente efficace per tubi di piccolo- e medio-diametro. A seconda del design dello stabilimento, una linea di produzione ERW può coprire circaDiametro esterno 20–600 mm, sebbene gli stabilimenti specializzati possano operare oltre questo intervallo.

La tecnologia SAW è generalmente associata a diametri maggiori. Le linee LSAW e SSAW possono comunemente produrre tubi in gamme come400–2.000 mm DE o più, a seconda dell'attrezzatura specifica.

Queste cifre sono indicative e non limiti fissi del settore. La capacità di produzione effettiva dipende dal metodo di formatura del tubo, dalla qualità dell'acciaio, dallo spessore delle pareti, dalla larghezza dei nastri o delle piastre e dal design della linea di produzione.

Differenza nello spessore della parete

Lo spessore delle pareti è un'altra distinzione importante.

Mulini ERWsono comunemente progettati per prodotti a parete sottile- e media-. A seconda dell'attrezzatura e del materiale, una particolare linea ERW può elaborare approssimativamente1,5–16 mmspessore della parete.

La produzione SAW è particolarmente adatta per tubi a parete-più pesanti. A seconda della configurazione della linea, i tubi SAW possono essere prodotti con spessori intorno6–25 mm, con sistemi specializzati in grado di lavorare materiali più spessi.

La gamma appropriata dipende dal tipo di acciaio, dal diametro del tubo, dal processo di formatura, dalle apparecchiature di saldatura e dallo standard di prodotto applicabile.

Differenza nella velocità di produzione

ERW presenta un grande vantaggio nella velocità di produzione continua. Poiché il nastro di acciaio viene formato e saldato continuamente, i moderni stabilimenti ERW possono raggiungere una produzione elevata.

A seconda delle dimensioni dei tubi e del design-della linea di produzione, gli stabilimenti ERW potrebbero funzionare a circa20–120 metri/min, mentre i sistemi ad alta-velocità possono raggiungere velocità più elevate per i prodotti adatti.

Produzione SEGAgeneralmente funziona a velocità di linea inferiori perché il processo prevede la formazione di tubi più grandi e il deposito di materiale di saldatura tramite saldatura ad arco. A seconda del diametro del tubo e dello spessore della parete, la velocità di produzione della SEGA può essere approssimativa1–20 metri/min.

Tuttavia, la velocità di produzione dovrebbe sempre essere valutata insieme alle dimensioni dei tubi e alla capacità di produzione piuttosto che confrontare solo le velocità massime della linea.

Requisiti del filo e del flusso di saldatura

ERW e SAW hanno requisiti di consumo fondamentalmente diversi.

ERW normalmente non utilizza fili di saldatura separati o flusso granulare. Il nastro di acciaio stesso fornisce il materiale che viene riscaldato e forgiato insieme durante la saldatura a resistenza.

SAW utilizzafilo per saldatura ad arco sommersocome elettrodo e flusso di saldatura granulare per coprire la zona di saldatura.

La qualità e la combinazione del filo e del flusso di saldatura sono importanti nella produzione di tubi SAW. Influenzano la chimica dei metalli di saldatura-, le proprietà meccaniche, la penetrazione, il tasso di deposizione e le prestazioni della saldatura.

Pertanto, la produzione di SAW richiede un attento controllo della corrente di saldatura, della tensione, della velocità di avanzamento del filo-, della velocità di spostamento, delle condizioni del flusso e del recupero del flusso.

Differenza nella struttura del cordone di saldatura

ERW produce un cordone di saldatura longitudinale continuo lungo il tubo.

Nel processo ERW i bordi del nastro vengono riscaldati e uniti mediante pressione. La zona di saldatura risultante presenta caratteristiche associate alla saldatura a resistenza e al successivo trattamento termico o lavorazione del cordone di saldatura-, a seconda della linea di produzione.

I tubi SAW possono avere cordoni di saldatura longitudinali o a spirale. LSAW ha una cucitura longitudinale diritta, mentre SSAW ha una cucitura elicoidale.

La configurazione della saldatura differisce quindi sostanzialmente tra i tubi ERW, LSAW e SSAW.

Differenza nella qualità della saldatura

Sia ERW che SAW possono produrre tubi di alta-qualità quando il processo di produzione è adeguatamente controllato.

Tuttavia, la qualità della saldatura dipende da molto più che dalla tecnologia di saldatura stessa. La qualità dell'acciaio, i parametri di saldatura, la precisione della formatura, l'apporto di calore, la preparazione dei bordi, le condizioni dell'attrezzatura, il controllo dell'operatore e le procedure di ispezione sono tutti elementi che influenzano il tubo finito.

Per la produzione di SAW, il controllo del filo di saldatura, del flusso, dei parametri di saldatura e dell'allineamento della giunzione è particolarmente importante.

Per la produzione ERW, la preparazione dei bordi, i parametri elettrici, la pressione di saldatura, l'apporto di calore, la precisione della formatura e la rimozione del cordone di saldatura- richiedono un controllo accurato.

Requisiti di ispezione

Sia i tubi ERW che quelli SAW possono richiedere un'ispezione approfondita a seconda della loro applicazione e degli standard applicabili.

I metodi di ispezione comuni includono:

• Ispezione visiva
• Controllo dimensionale
• Test ad ultrasuoni
• Test delle correnti parassite
• Ispezione radiografica
• Test idrostatico
• Prove meccaniche
• Ispezione delle saldature
• Ispezione della superficie

I requisiti specifici di ispezione dipendono dallo standard del tubo, dal tipo di acciaio, dalle condizioni di servizio, dai requisiti del cliente e dall'applicazione prevista.

Per le applicazioni su condotte, standard come ISO 3183 specificano i requisiti per i tubi in acciaio utilizzati nei sistemi di trasporto delle condotte e coprono diversi percorsi di produzione saldati.

Vantaggi della produzione ERW

La tecnologia ERW offre numerosi vantaggi ai produttori.

Il processo di produzione continua supporta un’elevata produttività e automazione. UNmoderno mulino ERWpuò integrare formatura, saldatura ad alta-frequenza, dimensionamento, taglio e ispezione in una linea di produzione continua.

Un altro vantaggio è la produzione efficiente di tubi di dimensioni standardizzate. Una volta impostati correttamente i rulli formatori e i parametri di produzione, è possibile produrre grandi quantità di tubi in continuo.

L'ERW è quindi particolarmente interessante per applicazioni che richiedono elevati volumi di produzione e dimensioni costanti.

Vantaggi della produzione SAW

La tecnologia SAW offre importanti vantaggi per la produzione di tubi di-diametro e pareti spesse-di grandi dimensioni.

Il processo utilizza filo di saldatura e flusso granulare, consentendo la saldatura ad arco controllato con tassi di deposito relativamente elevati. La tecnologia può essere utilizzata con metodi di formatura di tubi sia longitudinali che a spirale.

Produzione LSAWè particolarmente adatto per tubi di grande-diametro che richiedono una saldatura longitudinale controllata.Produzione SSAWoffre flessibilità nella produzione di tubi di-diametro grande da nastri di acciaio.

Queste caratteristiche rendono la tecnologia SAW ampiamente rilevante per grandi progetti di condutture e infrastrutture.

Differenza nei requisiti dell'attrezzatura

Le attrezzature necessarie per la produzione di ERW e SAW sono notevolmente diverse.

UNMulino ERWrichiede rulli di formatura, apparecchiature per la saldatura ad alta-frequenza, apparecchiature per la rimozione del cordone di saldatura-, supporti di dimensionamento e apparecchiature per il taglio ad alta-velocità.

A Linea di produzione SAWrichiede attrezzature per la preparazione di piastre o nastri, formatura, puntatura, saldatura SAW, gestione del flusso e spesso espansione, smussatura delle estremità e ispezione approfondita.

Le linee SAW tendono quindi ad avere una disposizione delle attrezzature e un flusso di lavoro di produzione diversi rispetto ai mulini ERW continui.

Differenza nelle applicazioni tipiche

I tubi ERW e SAW servono aree di applicazione diverse, sebbene possano esserci alcune sovrapposizioni.

I tubi ERW sono ampiamente utilizzati per:

• Tubazioni dell'acqua
• Applicazioni strutturali
• Tubazioni meccaniche
• Costruzione
• Tubazioni industriali generali
• Condutture di utilità
• Servizi a bassa- e media-pressione
• I tubi SAW sono comunemente usati per:
• Condutture idriche-di grande diametro
• Trasmissione di petrolio e gas
• Gasdotti a lunga-distanza
• Palificazione in acciaio
• Grandi progetti infrastrutturali
• Applicazioni strutturali
• Condotte di trasporto industriale
• Applicazioni per condotte sommerse o interrate

La selezione finale dovrebbe basarsi su requisiti ingegneristici piuttosto che presupporre che una tecnologia sia universalmente superiore.

ERW contro LSAW contro SSAW

È importante distinguere le tre tecnologie.

ERWutilizza la resistenza elettrica per riscaldare e unire i bordi del nastro di acciaio formato continuamente.

LSAWutilizza la saldatura ad arco sommerso per unire una cucitura longitudinale dopo aver formato la piastra di acciaio in un tubo.

SAWutilizza la saldatura ad arco sommerso per unire una cucitura a spirale mentre la striscia di acciaio viene formata elicoidalmente in un tubo.

Pertanto, SAW descrive il processo di saldatura, mentre LSAW e SSAW descrivono specifiche configurazioni di produzione di tubi-utilizzando quel processo di saldatura.

Intervalli di specifiche comparative

La tabella seguente fornisce intervalli indicativi generali per comprendere le differenze tipiche:

Questi intervalli sono solo esempi generali. Le specifiche effettive delle apparecchiature possono variare in modo significativo in base al produttore, alle dimensioni dei tubi, al tipo di acciaio e ai requisiti di produzione.

Considerazioni sui costi

Il confronto dei costi dovrebbe considerare l’intero processo di produzione piuttosto che solo l’operazione di saldatura.

L'ERW può essere conveniente-per la produzione di-volumi elevati grazie al suo processo continuo e all'elevata velocità di produzione. Può anche ridurre i requisiti di movimentazione quando la linea di produzione è adeguatamente automatizzata.

SAW può avere requisiti di processo e attrezzature più elevati, inclusa la gestione del filo di saldatura e del flusso. Tuttavia, diventa estremamente pratico quando si producono tubi di grande-diametro o a pareti spesse-che potrebbero non essere adatti alla produzione ERW convenzionale.

Di conseguenza, il processo più economico dipende dalle dimensioni del tubo richieste, dalla quantità di produzione, dal materiale, dai requisiti di test e dall'applicazione finale.

Quale tecnologia dovrebbe essere selezionata?

Non esiste un’unica tecnologia di saldatura adatta a ogni tubo.

Per un produttore che produce grandi volumi di tubi di piccolo- e medio-diametro, ERW può fornire una soluzione efficiente e altamente automatizzata.

Per tubi di-diametro grande o a pareti-spesse, la tecnologia SAW potrebbe essere la più appropriata. Nell'ambito della produzione SAW, il produttore può selezionare LSAW o SSAW in base alle dimensioni richieste, alla disponibilità del materiale, ai requisiti del progetto e alla strategia di produzione.

Gli acquirenti dei tubi dovrebbero quindi valutare il percorso di produzione insieme allo standard applicabile e alle prestazioni richieste.

Confronto finale

La differenza fondamentale traTubo ERW rispetto a tubo SAWè il principio di saldatura e la configurazione-della linea di produzione.

ERW utilizza il riscaldamento con resistenza elettrica e la pressione per unire i bordi del nastro di acciaio formato continuamente. È particolarmente adatto per la produzione continua ad alta-velocità di tubi di piccolo- e medio-diametro.

SAW utilizza un arco elettrico, filo di saldatura e flusso granulare per produrre la saldatura. È particolarmente adatto per tubi di grande-diametro e con pareti spesse-e può essere utilizzato per produrre sia tubi LSAW che SSAW.

La scelta tra ERW e SAW dovrebbe pertanto basarsi sudiametro del tubo, spessore della parete, qualità dell'acciaio, volume di produzione, requisiti di saldatura, livello di ispezione, condizioni operative e standard applicabili.

Né ERW né SAW sono universalmente superiori. Ogni tecnologia ha i suoi punti di forza e la scelta corretta è quella che corrisponde alle specifiche del prodotto e alle condizioni di produzione richieste.