Propiedades mecánicas de tubos de acero en espiral y tubos de acero con costura recta

Las tuberías de acero soldadas se usan ampliamente en infraestructura, energía y sistemas industriales. Dos tipos principales dominan el mercado: tuberías soldadas de costura recta (incluidas ERW y LSAW) y tuberías soldadas en espiral (SSAW). Cada uno tiene su propio proceso de producción, ventajas y casos de uso ideales.

Descripción general del proceso de producción

La tubería soldada de costura recta (ERW o LSAW) se fabrica utilizando un proceso relativamente simple y eficiente, por lo que es ideal para la producción en masa a costos más bajos. ERW (soldadura de resistencia eléctrica) se usa típicamente para diámetros más pequeños, mientras que LSAW (soldadura de arco sumergido longitudinal) se prefiere para una mayor resistencia y paredes más gruesas.

En contraste, la tubería soldada en espiral (SSAW) se forma mediante una placa de acero en espiral y soldadura las costuras usando soldadura de arco sumergido. Una ventaja clave es su capacidad para producir tuberías de varios diámetros del mismo ancho de la tira de acero, mejorando la utilización del material. Sin embargo, debido a líneas de soldadura más largas (30-100% más largas que las tuberías de costura recta de la misma longitud), la velocidad de producción es más lenta.

Comparación de procesos de soldadura

Mientras que tanto las tuberías de costura recta galvanizada como las tuberías soldadas en espiral usan soldadura de arco sumergido, las tuberías de costura recta tienden a tener más soldaduras en forma de T, especialmente en aplicaciones de paredes gruesas o de alta resistencia. Estas áreas son más propensas a defectos, tensiones residuales e inicio de grietas debido a los complejos estados de estrés tridimensional.

En contraste, las soldaduras en espiral distribuyen el estrés de manera más uniforme, reduciendo la concentración de estrés de soldadura residual y mejorando la confiabilidad estructural.

Presión estática y fuerza de explosión

Las pruebas comparativas muestran que la presión de rendimiento y la presión de explosión de las tuberías soldadas en espiral y la costura recta están estrechamente alineadas con las predicciones teóricas. Sin embargo, en la mayoría de los casos:

Las tuberías de costura recta exhiben resistencia a la explosión ligeramente mayor

Las tuberías soldadas en espiral muestran una mejor deformación plástica bajo presión extrema, con rupturas típicamente limitadas a un tono espiral

Esto significa que las tuberías espirales ofrecen una mejor resistencia a las grietas y una falla localizada, lo cual es beneficioso en los sistemas críticos de seguridad.

Resistencia a la dureza y fatiga

A medida que la construcción de tuberías tenden tendencias hacia diámetros más grandes y calificaciones de acero más altas, la resistencia a la propagación de la fractura dúctil se vuelve cada vez más importante.

Según los estudios de las principales instituciones de investigación:

Las tuberías soldadas en espiral tienden a tener mayor dureza de impacto

Su resistencia a la fatiga también funciona bien en condiciones de carga variable, lo que las hace adecuadas para uso a largo plazo y de alto estrés en industrias de energía, petroquímica y en alta mar

Resumen: cuándo usar cada tipo

Conclusión:
Tanto la costura recta como las tuberías de acero soldadas en espiral juegan papeles vitales en la infraestructura moderna. Elegir el tipo correcto depende del entorno de aplicación, el diámetro de la tubería, los requisitos de resistencia y los objetivos de rentabilidad. Para tuberías de gran distancia y de larga distancia, las tuberías SSAW ofrecen un excelente valor y resistencia, mientras que las tuberías ERW y LSAW son ideales para sistemas de alta presión y línea recta.