Tubería de acero al carbono ERW vs. Tubería soldada en espiral

Análisis comparativo de tubos de acero al carbono ERW y tubos soldados en espiral (SSAW):

1. Proceso de producción y tensión residual
Tubería de acero al carbono ERW (Costura recta soldada por resistencia eléctrica de alta frecuencia): Se forma mediante laminación continua de fleje de acero laminado en caliente. Gracias al efecto pelicular y al efecto de proximidad de la corriente de alta frecuencia, los bordes de la junta a tope se funden instantáneamente y se logra una soldadura por prensado en caliente de estado sólido bajo la acción de rodillos de extrusión. El aporte de calor de soldadura es concentrado y rápido, lo que resulta en una deformación de soldadura y una tensión residual relativamente bajas. Los procesos posteriores de tratamiento térmico de soldadura en línea, dimensionado y enderezado pueden optimizar aún más la distribución de la tensión y la microestructura. Un proceso ERW maduro garantiza un rendimiento de soldadura similar al del material base.

Tubería de acero en espiral (SSAW): Se forma mediante laminación de fleje de acero en un ángulo helicoidal determinado y soldadura por arco sumergido continuo. Su cordón de soldadura es más largo, el aporte total de calor de soldadura es mayor y existe una compleja superposición de la tensión de conformado y la tensión residual de soldadura durante el proceso de conformado. Si el control del proceso no es adecuado, la tensión residual puede ser elevada. Los procesos posteriores de expansión mecánica (alivio de tensión mecánica) pueden reducir y homogeneizar eficazmente la tensión residual, un proceso clave para tuberías espirales de alta calidad (como las tuberías para oleoductos y gasoductos). La costura de soldadura utiliza alambre y fundente de soldadura por fusión. La composición química de la costura de soldadura difiere considerablemente de la del material base, y el rendimiento de la unión se puede garantizar mediante la optimización del proceso.

2. Selección de la materia prima
Tubería de acero ERW: Normalmente se utilizan bobinas de acero laminadas en caliente que cumplen con los requisitos estándar, con altos requisitos de calidad superficial, forma y estabilidad de la composición química de la banda de acero.

Tubería soldada en espiral: También se utilizan bandas o placas de acero laminadas en caliente que cumplen con las normas (como API 5L). En proyectos importantes de oleoductos y gasoductos de larga distancia, los requisitos para las materias primas son tan estrictos como para las tuberías de costura recta. El llamado "uso de flejes de acero de baja calidad" no es un aspecto inherente del proceso, sino más bien una práctica de mercado de cada fabricante por razones de costo, y no representa la situación actual de los productos de tubería espiral de alta gama.

3. Eficiencia económica y abastecimiento del mercado
Sector de Gran Diámetro: Las tuberías soldadas en espiral ofrecen ventajas significativas en el uso de materiales y el costo de producción en la producción de tuberías de gran diámetro (generalmente referidas a diámetros nominales de DN400 o superiores), lo que las convierte en una opción clave para tuberías de larga distancia y otros sectores.

Segmento de Diámetro Pequeño y Mediano: Para tuberías de acero de diámetro pequeño y mediano (generalmente referidas a diámetros nominales inferiores a DN350), las tuberías de acero ERW generalmente ofrecen ventajas en eficiencia de producción y costo total, con más proveedores y un proceso de adquisición más conveniente.

Diámetro Intermedio: En el rango intermedio de DN350 a DN500, ambos procesos compiten, lo que requiere una comparación basada en los requisitos técnicos específicos y el presupuesto del proyecto.

4. Dimensiones geométricas y características de la soldadura
Precisión dimensional: Las líneas de producción modernas de tubos soldados en espiral (ERW), gracias a su proceso continuo de doblado en frío, suelen alcanzar una alta precisión del diámetro exterior y una excelente rectitud. Si bien la precisión del diámetro y la perpendicularidad de la cara final de los tubos soldados en espiral son generalmente ligeramente inferiores a los de los tubos ERW bajo el mismo nivel de control, pueden cumplir con los requisitos estándar mediante procesos posteriores, como el dimensionamiento.

Apariencia de la soldadura: Las soldaduras de tubos de acero ERW son soldaduras a tope del material base; tras eliminar las rebabas internas y externas, el área de soldadura es relativamente lisa. Los tubos soldados en espiral utilizan soldadura por arco sumergido, lo que resulta en una altura de cordón de soldadura continua en la superficie exterior. Según las normas, esta altura debe controlarse dentro de los rangos especificados. Un refuerzo de soldadura excesivo puede afectar la uniformidad del recubrimiento anticorrosivo; por lo tanto, las normas imponen límites claros, y se requiere rectificado antes del recubrimiento.

Impacto en el transporte de fluidos: En teoría, el refuerzo de soldadura continuo en el interior del tubo en espiral puede afectar ligeramente la suavidad del fluido. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones de transporte industrial (turbulencia no extrema), este efecto suele ser insignificante y puede optimizarse aún más mediante un tratamiento de recubrimiento interno. Las tuberías de acero ERW presentan una ventaja inherente en este sentido gracias a su pared interior lisa.

Conclusión: 

Las tuberías de acero al carbono ERW y las tuberías de acero soldadas en espiral son complementarias, no sustitutivas. La clave para la selección reside en el diámetro, la aplicación, los requisitos estándar y el coste total. Para tuberías de gran diámetro, alta calidad y larga distancia, las tuberías soldadas en espiral que utilizan el proceso de expansión son una opción sólida y fiable, probada por la ingeniería global. Para diámetros pequeños y medianos y aplicaciones que requieren alta precisión dimensional y una pared interior lisa, las tuberías de acero ERW son una opción más económica y eficiente.

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