Introdução
Todos os tubos de aço de grande resistência e grande diâmetro para grandes projetos de infraestrutura começam da mesma maneira: quando uma bobina de aço plana alimentaLinha de soldagem de tubos SSAW. Este equipamento, também conhecido como máquina para fabricar tubos soldados em espiral ou linha de produção de tubos em espiral, converte uma bobina em um tubo soldado por arco submerso em espiral contínua com integridade estrutural permanente.
Esses tubos são amplamente utilizados no transporte de petróleo e gás, sistemas municipais de água e construção de fundações. Este artigo analisa o funcionamento da linha de produção, as características técnicas que a diferenciam e as aplicações onde ela traz mais benefícios.
O que é linha de produção de tubo soldado em espiral (SSAW)?
A linha de produção de tubos soldados em espiral é um sistema de produção contínuo projetado para moldar tiras de aço em um formato cilíndrico e unir permanentemente a costura usando soldagem por arco submerso. Em sua essência, máquina formadora de tubo espiral alimenta a tira alinhada e preparada nas bordas em um ângulo precisamente definido, passando-a por uma série de rolos formadores que gradualmente dobram o material em um tubo espiral. Imediatamente após isso, soldadores de arco submerso interno e externo depositam o metal de solda sob uma camada protetora de fluxo, criando uma solda em espiral com penetração total. O resultado é linha de soldagem de tubos para a produção de tubos soldados em espiral capaz de produzir tubos com precisão dimensional consistente e integridade de solda em uma linha de produção contínua.
Principais recursos e benefícios
Cobertura total do diâmetro de Φ219mm a Φ3000mm
A gama de linhas de soldagem de tubos para a produção de tubos espirais abrange uma ampla gama de diâmetros, de 219 mm a 3.000 mm, cobertos por diversas configurações de modelos em vez de uma instalação fixa. Este portfólio permite que os fabricantes atendam às necessidades de dutos municipais de médio porte e redes ultragrandes de transmissão de petróleo e gás dentro de uma família de produtos.
Formação espiral estável de tiras de aço usando tecnologia de três rolos
A estabilidade da conformação é alcançada através do princípio de dobra de três rolos integrado ao máquina formadora de tubo espiral. À medida que a tira passa por vários conjuntos de rolos, ela é gradualmente dobrada em um caminho espiral contínuo. Os operadores podem ajustar o ângulo de conformação para alternar entre os diâmetros dos tubos sem alterar toda a configuração da ferramenta, proporcionando um controle preciso da rotação mesmo ao processar classes API de alta resistência.
Soldagem confiável por arco submerso interno e externo e testes de soldagem em vários estágios
Tochas duplas de soldagem por arco submerso localizadas dentro e fora da tubulação em série, geralmente em uma configuração de dois fios para taxas de deposição mais altas e perfis de solda mais suaves. Isto é imediatamente confirmado pela inspeção ultrassônica on-line automática que verifica 100% do comprimento da solda, apoiada pela inspeção off-line por raios X e por um testador hidrostático totalmente automático. Cada tubo sai Linha de soldagem de tubos SSAW tendo passado pelo controle de qualidade multicamadas, garantindo integridade volumétrica e estanqueidade.
Alta automação para reduzir custos de mão de obra e melhorar a eficiência
Um sistema PLC totalmente integrado - geralmente baseado na Omron - combinado com uma unidade de acionamento Eurotherm DC controla toda a linha, desde o desenrolamento e fresagem de bordas até o corte e inspeção final. Processos automatizados, incluindo detecção contínua de falhas ultrassônicas, minimizam a intervenção manual e garantem taxas de produção consistentes, o que se traduz diretamente em custos de mão de obra mais baixos por tonelada.
Configuração de linha totalmente personalizada dependendo das especificações e condições do local
Nem todo mundo linha de produção de tubo espiral devem ser idênticos. O equipamento é projetado levando em consideração a gama de produtos alvo do cliente, o volume de produção anual e a área da fábrica. O layout, a potência de acionamento (180-530 kW de potência instalada, escalável dependendo do tamanho do modelo) e as estações auxiliares são todas adaptadas às necessidades do cliente - desde oficinas compactas para linhas de menor diâmetro até modelos de grande diâmetro cobrindo até 30 m x 180 m.
Capacidade e especificações
Antes de finalizar a configuração de uma linha de soldagem de bobina, os compradores normalmente verificam a faixa de diâmetro, espessura da parede, compatibilidade da bobina e capacidade instalada para se adequar ao escopo de seu projeto. A tabela abaixo apresenta as especificações técnicas desta linha de soldagem de tubos de aço carbono.
| Parâmetro | Especificação |
| Diâmetro externo | φ219 – φ3.000 mm |
| Espessura da parede | 3 – 25,4 mm |
| Comprimento do tubo | 6 – 12,5m |
| Largura da bobina | 400 – 2.000 mm |
| Peso do rolo (t) | 10 – 40 toneladas |
| Classes de aço compatíveis | Q235B, Q355B; API 5L Classes A, B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 |
| Capacidade anual | 10.000 – 100.000 t/ano |
| Potência instalada | 180 – 530 kW |
| Formando um ângulo | 35° – 80° |
| Passo máximo | 2.000 mm |
| Velocidade de conformação/soldagem | 0,5 – 2,0 m/min |
| Sistema de controle | Unidade DC Omron PLC + Eurotherm |
| Blocos de inspeção padrão | Inspeção ultrassônica on-line automática, inspeção por raios X, testador hidrostático totalmente automático |
Processo de fabricação SSAW: da bobina ao tubo acabado
Preparação de matéria-prima - carregamento de rolos, desenrolamento, nivelamento, corte e soldagem de topo
A máquina de bobinar posiciona o rolo de tira no desbobinador, após o que a tira passa por um nivelador de vários rolos para aliviar as tensões internas. A máquina de solda de topo tipo tesoura conecta a extremidade de um rolo à cabeça de outro, garantindo um fluxo contínuo em todo o volume. linha de soldagem de tubos para a produção de tubos soldados em espiral.
Processamento e pré-formação de bordas - corte rotativo, fresagem de bordas, alimentador, pré-dobra e placa guia
As bordas da tira são aparadas por corte rotativo ou por fresagem de bordas para obter larguras precisas e uma preparação limpa para soldagem. Os rolos de pressão e o alimentador movem a tira para frente a uma velocidade controlada, enquanto o dispositivo de pré-dobragem e as placas guia criam condições ideais de entrada antes que a tira chegue ao suporte de formação.
Moldagem e soldagem em espiral - conformação, soldagem interna, soldagem externa, corte
Dentro máquina formadora de tubo espiral, a tira é dobrada em torno de um conjunto de formadores de três rolos e alimentada no ângulo de formação selecionado. A cabeça de soldagem interna faz a passagem de raiz, que é imediatamente seguida pela cabeça de soldagem externa. O tubo é então cortado no comprimento certo antes de ser movido para a área de inspeção.
Controle de qualidade ultrassônico e on-line - alongamento, inspeção por raios X, inspeção hidrostática
O tubo cortado é retirado e transferido para a área de controle. Ele é submetido à varredura ultrassônica em tempo real para detectar defeitos de solda e, em seguida, à inspeção por raios X TV para inspeção volumétrica adicional. O teste hidrostático aumenta a pressão na tubulação até um nível especificado, monitorando qualquer queda de pressão e criando um registro de teste rastreável.
Acabamento e Armazenamento - Revestimento e Chanframento, UT, Rotulagem, armazenamento
Finalmente, uma máquina automática de corte e chanfro processa com precisão ambas as extremidades do tubo para criar a geometria de chanfro necessária para soldagem em campo. Após a nova verificação ultrassônica final e aplicação das marcas de identificação, o tubo acabado é transportado para o armazém.
Principais equipamentos e componentes
Máquina de moldagem em espiral
Com base no princípio da dobra de três rolos, ele forma continuamente a tira em um tubo espiral, e o ângulo de formação determina diretamente o diâmetro do tubo acabado.
Máquinas de solda por arco submerso interno e externo
Os sistemas de alimentação de arame alimentam o metal de adição na área do arco sob uma camada granulada de fluxo. A configuração de fio duplo e arco duplo aumenta as taxas de deposição e proporciona um perfil de cordão suave e uniforme.
Sistema de inspeção ultrassônica automática on-line
Os transdutores piezoelétricos geram ondas ultrassônicas de 0,5–15 MHz, que se propagam ao longo da solda helicoidal. Qualquer fissura, falta de fusão ou porosidade reflete um sinal que o sistema utiliza para identificar e marcar com precisão o defeito em tempo real, cobrindo 100% da solda.
Testador hidrostático totalmente automático
Veda ambas as extremidades do tubo, enche o tubo com água de alta pressão e mantém a pressão por um tempo especificado, registrando continuamente as curvas de pressão, verificando a estanqueidade e resistência geral do tubo.
Máquina automática de faceamento e chanframento
A cabeça de corte rotativa, equipada com ferramentas de corte e chanfro, processa ambas as extremidades do tubo simultaneamente, proporcionando extremidades planas e chanfros de solda precisos para atender aos requisitos de montagem no local.
Expansor de extremidade de tubo frio
A cabeça de expansão hidráulica entra na extremidade do tubo e se expande radialmente, aplicando deformação plástica controlada a frio para aliviar as tensões residuais de soldagem e garantir uma tolerância de diâmetro final dentro de 2 mm, melhorando significativamente a precisão geométrica.
Aplicação Industrial
Gestão da água e infraestrutura de transporte
O setor de infraestrutura de água e transporte inclui aplicações como fundações de pontes sobre estacas, tubulações de pressão hidráulica e tubulações de dragagem. Nestes projetos de design estrutural, tubos soldados em espiral servem como principal material de suporte.
Dutos para transporte de petróleo e gás
O setor de transporte de petróleo e gás representa o maior mercado de aplicação paramáquinas de solda em espiral. Nos gasodutos de gás natural, os tubos SSAW são utilizados em aproximadamente 70% das aplicações, tornando-os o principal material de tubulação deste segmento.
Abastecimento municipal de água e infraestrutura
As tubulações SSAW ocupam uma parcela significativa de 63% nos projetos municipais de transporte aquaviário. Sua relação custo-benefício e capacidade de produzir grandes diâmetros os tornam adequados para redes municipais de água, sistemas de esgoto e bueiros de drenagem.
Aplicações industriais, novas energias e estruturais
A crescente demanda é observada no transporte de líquidos químicos, estacas de fundação de turbinas eólicas e suportes de construção em aço. Este segmento, embora mais pequeno, está a expandir-se rapidamente à medida que a infra-estrutura de energias renováveis se expande.
Problemas e soluções de engenharia na fabricação de tubos SSAW
Formação de defeitos: Evita que as bordas se enrolem e que as costuras se movam
UmOperador de linha de soldagem de tubos para produção de tubos espirais observaram um defeito de “borda elevada” ao longo da solda resultante, o que dificultou a soldagem subsequente da costura circunferencial e aumentou o risco de danos ao metal base durante a retificação interna da solda.
O problema foi resolvido otimizando a unidade de pré-dobragem da borda da tira, aumentando a precisão do cisalhamento rotacional e ajustando o ângulo de conformação de acordo com a janela de trabalho de 45°–65°. Perfis de rolo verticais aprimorados ajudaram a estabilizar o movimento da tira através da seção de formação.
Depois que esses ajustes foram feitos, o defeito foi efetivamente corrigido e o conjunto posterior retornou à operação normal e estável.
Problemas de qualidade de solda: Eliminação de perfis de sela e contra-solda
A constante concavidade interna da "sela" e a convexidade externa do "fishback" resultaram em reforço excessivo da solda, resultando em concentrações de tensão, aumento das perdas de energia de bombeamento e problemas de galvanização.
Para resolver esse problema, os engenheiros ajustaram o posicionamento e os ângulos dos fios das cabeças de solda internas e externas, ajustaram a janela de corrente, tensão e velocidade de deslocamento e implementaram a preparação da borda da ranhura em X para paredes mais espessas.
Graças a estas medidas, o reforço da solda foi mantido abaixo de 2,5 mm e foi alcançada uma transição suave entre o metal de solda e o material de base.
Verificação de confiabilidade: Alcançando 100% de cobertura de solda
Como uma solda helicoidal é significativamente mais longa do que um tubo de costura reta equivalente, o uso de inspeção manual seletiva resulta em um alto risco de defeitos ausentes, como rachaduras, porosidade, inclusões de escória ou desalinhamento da solda.
Para mitigar esse problema, a instalação implementa um processo de soldagem de pré-acabamento em duas etapas que separa fisicamente a conformação da soldagem, eliminando interferências no processo. Um sistema de teste ultrassônico automático on-line também foi implantado para garantir 100% de cobertura da solda com marcação automática de áreas suspeitas para posterior inspeção manual por UT e raios-X.
Isso resultou em um circuito de controle de qualidade totalmente rastreável com zero comprimento de solda não controlado.
Certificados e padrões de qualidade
Padrões de produtos para tubos
Linha de soldagem de tubos SSAW pode produzir tubos que atendem totalmente aos padrões API 5L, GB9711-2011 e SY/T5037-2000, cobrindo toda a cadeia, desde especificações de tubos lineares até requisitos estruturais gerais de tubos.
Certificados de acessórios
Completo mediante solicitação linha de soldagem de tubos para a produção de tubos soldados em espiral podem ser fabricados e certificados de acordo com as diretivas CE e os sistemas de gestão de qualidade ISO 9001, garantindo aceitação perfeita em mercados altamente regulamentados.
Conformidade de componentes elétricos
Todos os principais componentes elétricos, desde módulos PLC até partidas de motores, passam por certificação 3C obrigatória para garantir a conformidade com os requisitos de segurança e compatibilidade eletromagnética.
Perguntas frequentes
Pergunta 1:Quais especificações de tubos a linha SSAW pode produzir?
R: Nosso Linha de soldagem de tubos SSAW cobre diâmetros de φ219mm a φ3.000mm, espessuras de parede de 3mm a 25,4mm e comprimentos padrão de 6m a 12,5m. Soluções de comprimento personalizado estão disponíveis dependendo das especificações do projeto.
Pergunta 2:Quais tipos de aço são suportados?
R: A linha processa facilmente aços carbono Q235B e Q355B, bem como toda a série de graus API 5L de A, B a X42, X46, X52, X56, X60, X65 e X70, atendendo aos requisitos estruturais e de tubulação de alta pressão.
Pergunta 3:Quais equipamentos auxiliares estão incluídos na linha?
R: Cheio linha de produção de tubo espiral inclui desbobinadores, dispositivos de endireitamento, dispositivos de preparação de bordas (tesouras rotativas ou fresadoras de bordas), máquina de alimentação de rolos de pressão, máquina formadora de espiral, máquinas de solda por arco submerso interno e externo, sistemas de alimentação e recuperação de fluxo, testadores ultrassônicos online/offline, estação de inspeção de raios X, testador hidrostático, máquinas de facear e chanfrar, alargador de extremidade de tubo e mesas de rolos transportadores com equipamento anticorrosão conforme necessário.
Pergunta 4:Que tipo de suporte pós-venda é fornecido?
R: Enviamos técnicos experientes ao local do cliente para supervisão de instalação, comissionamento e produção experimental. O treinamento abrangente abrange operação da máquina, manutenção diária e protocolos de segurança. Cada linha vem com garantia de 12 meses para toda a máquina, além de suporte técnico contínuo, serviços de atualização e manutenção vitalícia para garantir linha de soldagem de tubo espiral permanece produtivo durante todo o seu ciclo de vida.
Conclusão
Desde artérias de petróleo e gás até tubulações de água sob as ruas da cidade. Linha de soldagem de tubos soldados em espiral da China evoluiu para uma solução altamente automatizada e precisa que acompanha as crescentes necessidades de infraestrutura do mundo. Sua capacidade de cobrir diâmetros de 219 mm a 3.000 mm, fornecer conformação estável e soldagem confiável e integrar inspeção on-line abrangente torna Linha de produção de tubos soldados em espiral um investimento inteligente e de longo prazo. Para qualquer instalação cujo objetivo seja a produção em larga escala de tubos soldados em espiral de grande diâmetro, o primeiro passo crítico é selecionar uma linha configurável, compatível com os padrões e totalmente suportada.
