Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2025-10-23 Origen:Sitio
Los tubos de acero soldados por arco sumergido , como producto clave en el mercado moderno de tubos de acero industriales, demuestran la profunda integración de la ciencia de los materiales y la tecnología de soldadura a través de sus diversos procesos y aplicaciones de fabricación. Los tubos de acero de costura recta soldados por arco sumergido de doble cara, con sus propiedades estructurales únicas y ventajas de proceso, ocupan una posición insustituible en aplicaciones como el transporte de tubos de acero a larga distancia y estructuras de soporte de edificios. El proceso de fabricación de este tipo de tubos de acero integra tecnología de soldadura automatizada con procesos de conformado de precisión. La soldadura por arco sumergido de doble cara logra una alta resistencia y estanqueidad de la soldadura, lo que la convierte en un material clave para garantizar la seguridad del transporte de energía.
Primero, un análisis de los procesos centrales de los tubos de acero con costura recta soldados por arco sumergido de doble cara.
La fabricación de tubos de acero de costura recta soldados por arco sumergido de doble cara comienza con el mecanizado de precisión de una placa de acero laminada en caliente de alta calidad. La placa de acero primero se fresa hasta el ancho deseado usando una fresadora, seguido de múltiples pasos progresivos de conformado en prensa en una máquina conformadora JCOE para formar un tocho de tubo abierto. La etapa de soldadura del núcleo utiliza soldadura por arco sumergido de doble cara: primero se suelda una costura previa a la pared interior del tocho del tubo, seguida de una soldadura por arco sumergido de la pared exterior para completar la soldadura principal y, finalmente, se realiza una soldadura de reparación en la pared interior. Este método de soldadura por capas consigue una penetración de la soldadura superior al 70% del espesor de la placa, mejorando significativamente la resistencia de la unión. Durante la soldadura, el arco, cubierto por una capa de fundente, funde el metal a una temperatura elevada de 1600°C. El escudo de escoria resultante aísla eficazmente la soldadura de la atmósfera, previniendo defectos como porosidad e inclusiones de escoria. En comparación con los tubos de acero soldados con costura recta convencional, el proceso de soldadura por arco sumergido de doble cara produce una estructura de ferrita fina y acicular en el área de soldadura, lo que da como resultado una tenacidad al impacto más de un 30% mayor que las soldaduras convencionales. Las pruebas ultrasónicas en línea y la inspección por rayos X garantizan que la calidad interna de la soldadura cumpla con los estándares internacionales como API 5L y GB/T 9711. Los productos típicos, como los tubos de acero de grado X80, cuentan con un límite elástico de hasta 555 MPa y pueden soportar presiones de transmisión superiores a 15 MPa. Se utilizan ampliamente en proyectos de tuberías de acero a nivel nacional, como el Gasoducto Oeste-Este.
En segundo lugar, una comparación de los beneficios técnicos y económicos de la tubería de acero con costura recta soldada por arco sumergido de doble cara y la tubería de acero soldada en espiral.
Mientras que los tubos de acero soldados en espiral con arco sumergido de doble cara (como el grado L485M en GB/T 9711) ofrecen ventajas en producción continua y diámetros grandes, los tubos de acero soldados con costura recta ofrecen estabilidad de presión y precisión dimensional superiores. Debido a la distribución helicoidal de las costuras de soldadura en los tubos de acero soldados en espiral, la descomposición por tensión circular puede provocar puntos débiles en condiciones de alta presión. Por el contrario, la costura de soldadura longitudinal de una tubería de acero con costura recta está sujeta a una tensión alineada con la tensión principal, lo que da como resultado una presión de rotura típicamente entre un 10% y un 15% mayor. Las pruebas comparativas en un proyecto de oleoducto revelaron que la vida de fatiga de los tubos de acero soldados con costura recta de la misma especificación alcanzó los 2 millones de ciclos, aproximadamente 1,5 veces mayor que la de los tubos en espiral. En términos de costo de producción, la tasa de utilización de material para tubos de acero de costura recta con un diámetro inferior a 1420 mm puede alcanzar el 96%, mientras que los tubos en espiral sufren una pérdida de chatarra de aproximadamente el 5% debido a limitaciones de ancho. Sin embargo, en el segmento de diámetro ultra grande (por ejemplo, más de 3000 mm), los tubos de acero soldados en espiral eliminan la necesidad de placas de acero extra anchas hechas a medida, y sus ventajas económicas se están volviendo evidentes. En particular, los tubos de acero soldados con costura recta se automatizan más fácilmente para su expansión. La expansión mecánica puede mantener la desviación de redondez dentro del 0,5% D, un factor clave para garantizar la precisión de la unión de tuberías.
En tercer lugar, procesos innovadores y aplicaciones especiales para tubos de acero con costura recta soldados por arco sumergido de doble cara.
En los últimos años, la tecnología de tubos de acero soldados por arco sumergido con costura recta ha seguido logrando avances. En el proyecto del oleoducto submarino de acero del Mar de China Meridional, el tubo de acero de costura recta X65 con revestimiento anticorrosión de doble capa FBE+PP logró una energía de impacto a baja temperatura de más de 220 J a -40 °C añadiendo elementos de microaleación de Nb al 0,06 %. En la construcción de tuberías de acero polar, la tubería de acero X100 producida mediante el TMCP (proceso de control termomecánico) logra una reducción del 15 % en el espesor de la pared manteniendo una excelente resistencia a las grietas. Las tuberías para aplicaciones especializadas, como la energía nuclear, requieren el cumplimiento de las especificaciones de rendimiento en dirección Z del estándar RCC-M. Los tubos de acero de costura recta utilizados en el recipiente de contención de una planta de energía nuclear utilizan placas de acero con bajo contenido de azufre y fósforo (S ≤ 0,002%), combinadas con un proceso de soldadura de espacio estrecho de múltiples pasadas, para lograr una reducción del espesor de la sección transversal superior al 75%. En el sector del transporte de lodo de carbón, los tubos compuestos de acero con costura recta revestidos con una capa cerámica de 6 mm de espesor ofrecen una resistencia al desgaste ocho veces mayor que los tubos de acero comunes.
En cuarto lugar, tendencias de desarrollo de la industria y desafíos de los tubos de acero de costura recta soldados por arco sumergido de doble cara.
Con el avance de la fabricación inteligente, las principales empresas nacionales han digitalizado todo el proceso de producción de tubos de acero soldados con costura recta. Un sistema de ejecución de fabricación (MES) implementado en una planta permite el monitoreo en tiempo real de más de 200 parámetros, incluida la corriente de soldadura (fluctuación controlada dentro de ±15 A) y la energía de entrada (18-22 kJ/cm), lo que aumenta la tasa de calificación del producto al 99,92 %. Sin embargo, el acero para tuberías de alta gama todavía depende de las importaciones. Por ejemplo, el 80% de las placas de acero de grado X90/X100 provienen de empresas como Nippon Steel. Los requisitos de protección del medio ambiente también están impulsando la innovación tecnológica. La aplicación de una nueva generación de fundentes de baja emisión de humos ha reducido las concentraciones de polvo en los talleres de soldadura de 15 mg/m³ a 3 mg/m³.
A medida que crece la demanda de construcción de tubos de acero impulsados por hidrógeno, la investigación y el desarrollo de tubos de acero soldados con costura recta resistentes a la fragilización por hidrógeno se convertirán en una prioridad. Actualmente, se han producido pruebas de productos de calidad de acero L415H de producción nacional con un índice de sensibilidad al agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC) de ≤2%. Sin embargo, en el campo de los tubos de acero de aguas profundas que superan los 1.500 metros, persiste el desafío de controlar la tensión residual de la soldadura en tubos de acero de paredes gruesas y costura recta (≥40 mm). Desde la tierra hasta el mar, y desde la energía convencional hasta la nueva transmisión de energía, los tubos de acero de costura recta soldados por arco sumergido de doble cara continúan demostrando su valor fundamental como elemento vital de la industria. Su evolución tecnológica refleja la transformación manufacturera de China desde la expansión de escala hasta la mejora de la calidad y presagia las infinitas posibilidades que genera la integración de nuevos materiales y procesos. En el contexto de la neutralidad de carbono, estos tubos de acero de alta resistencia y larga duración sin duda desempeñarán un papel aún más crítico en la reconstrucción de la infraestructura energética global.
