Tubo ERW vs. Tubo SAW

Diferencias entre tuberías ERW y SAW:
La soldadura por resistencia eléctrica (ERW) es uno de los principales procesos para la producción de tuberías de acero con costura recta. Utiliza el efecto piel y el efecto de proximidad de una corriente de alta frecuencia para calentar rápidamente los bordes de la tira de acero hasta fundirla, logrando una soldadura por presión en estado sólido bajo la presión de los rodillos de extrusión. Este proceso no utiliza alambre ni fundente, y la composición de la soldadura es muy similar a la del material base.

La soldadura por arco sumergido (SAW) es un proceso aplicable a diversos tipos de soldadura, incluyendo tuberías con costura recta (LSAW), tuberías con costura espiral (SSAW/SAWH) y costuras circunferenciales. En la industria de tuberías soldadas, en comparación con la ERW, el término "tubería SAW" generalmente se refiere a tuberías soldadas por arco sumergido con costura espiral (SAWH/SSAW), mientras que las tuberías soldadas por arco sumergido con costura recta (LSAW) se denominan comúnmente "tuberías soldadas por arco sumergido con costura recta". 

En los campos de oleoductos de larga distancia, redes de tuberías urbanas y tuberías estructurales, la soldadura por resistencia eléctrica (ERW) y la soldadura por arco sumergido (SAW) son los dos tipos de tuberías de acero soldadas más utilizados. Este artículo comparará exhaustivamente sus diferencias en cuanto a procesos de producción, costes, precisión dimensional y escenarios de aplicación.

1. Diferencias en los procesos de fabricación
Proceso de tubos ERW: La materia prima es una bobina laminada en caliente. Se dobla continuamente en frío para formar un cilindro mediante una máquina perfiladora. A continuación, aprovechando el efecto pelicular y el efecto de proximidad de la corriente de alta frecuencia, los bordes de la placa de acero se calientan instantáneamente hasta fundirse, y se logra la soldadura por presión en estado sólido bajo la acción de rodillos de extrusión. Todo el proceso no requiere material de aporte.

Ventajas: Este proceso presenta una zona afectada por el calor reducida, una velocidad de soldadura rápida y una eficiencia de producción extremadamente alta. Mediante el tratamiento térmico de soldadura en línea (normalizado), se puede lograr que la microestructura de la soldadura sea uniforme con el material base.

Proceso de tubos espirales SAW: La materia prima también es una bobina laminada en caliente. La tira de acero se alimenta continuamente a la máquina formadora con un ángulo determinado (ángulo espiral), lo que provoca que se enrolle en espiral formando un tubo. Se utiliza soldadura por arco sumergido para soldar tanto la cara interna como la externa. Este proceso emplea alambre de soldadura y fundente como material de aporte y protección.

Características: La soldadura por arco sumergido (SAW) produce una penetración profunda y una alta resistencia de la soldadura. Sin embargo, debido a su naturaleza de soldadura por fusión, la zona soldada presenta una estructura fundida con una línea de fusión bien definida entre esta y la estructura laminada del material base.

2. Materias primas y control de calidad
Tanto para ERW como para SAW, las tuberías de acero utilizadas en aplicaciones de alta presión, como oleoductos y gasoductos, deben fabricarse con bobinas laminadas en caliente que cumplan con la norma API 5L, con un estricto control de la composición química y las propiedades mecánicas.

Algunos fabricantes utilizan tiras de acero de baja calidad para producir tuberías espirales no estándar únicamente para soporte estructural; esto no representa una limitación del proceso SAW en sí. En proyectos estándar de oleoductos de larga distancia, los requisitos de calidad de la materia prima para tuberías SAW son exactamente los mismos que para tuberías ERW.

3. Dimensiones geométricas, cordón de soldadura y análisis de tensiones residuales

Indicadores de rendimiento	ERW (Tubería soldada por resistencia de alta frecuencia)	SAW (Tubería soldada por arco sumergido en espiral)
Rango de tamaños	Diámetro exterior: 1/2″ – 24″ (21,3 mm – 610 mm)	Diámetro exterior: 16″ – 120″+ (406 mm – 3000 mm+)
Morfología del cordón de soldadura	Un cordón recto longitudinal, las rebabas internas se pueden eliminar, el refuerzo de soldadura está cerca del material base.	Un cordón espiral continuo, los cordones de soldadura internos y externos tienen el refuerzo admisible estándar, se pueden lijar hasta que queden al ras antes del recubrimiento 3PE.
Precisión dimensional	Extremadamente alta, con tolerancias mínimas para el diámetro exterior y el espesor de pared, y una excelente rectitud.	La precisión del diámetro cumple con los estándares, y el control de la redondez macroscópica también es excelente.
Tensión residual	El doblado en frío y el tratamiento térmico en línea dan como resultado una tensión residual baja y controlable.	Las tensiones de conformado y soldadura son más complejas, pero tras procesos de alivio de tensiones, como la expansión mecánica del diámetro, cumplen plenamente con los estándares de aplicación.
Coeficiente de soldadura	1,0 (equivalente al material base tras un ensayo no destructivo al 100 %).	1,0 (equivalente al material base en ambos lados tras un ensayo no destructivo al 100 %).

4. Costes de adquisición y recomendaciones de selección
Diámetro pequeño a mediano (≤ 24 pulgadas): La soldadura por resistencia eléctrica (ERW) es la opción más rentable.
Motivo: Las líneas de producción ERW son rápidas, económicas y de alta precisión. La producción de tuberías espirales mediante soldadura por arco sumergido (SAW) de diámetros pequeños no es rentable y no es su producto principal, lo que dificulta la adquisición.

Tubos de gran diámetro (≥ 24 pulgadas): Los tubos espirales SAW son una opción insustituible.
Motivo: Para tubos de más de 24 pulgadas, el proceso ERW ya no es adecuado. El proceso SAW permite producir tubos de acero de diámetro ultragrande utilizando flejes de acero estrechos, con una menor inversión en equipos en comparación con la soldadura por arco sumergido de costura recta (LSAW), lo que le confiere una ventaja absoluta en proyectos de conservación de agua y oleoductos y gasoductos de larga distancia.

Tubos ERW vs. SAW: Cómo elegir?

La elección del tubo de acero depende de los requisitos del proyecto:

Razones para elegir tubos ERW:
Si su proyecto requiere tubos de hasta 24 pulgadas de diámetro;
Prioriza la alta precisión, la excelente rectitud y una superficie interior lisa;
Busca una óptima economía de adquisición.
(Escenarios de aplicación: Gas ciudad, estructuras de edificios, tuberías para automóviles, tuberías de agua)

Razones para elegir tuberías espirales SAW:
Su proyecto requiere tuberías de gran diámetro (superiores a 24 pulgadas);
Necesita tuberías de gran diámetro con aceros de alta resistencia (X70 o superior);
Tiene necesidades importantes para la conservación del agua y oleoductos y gasoductos de larga distancia.

(Escenarios de aplicación: Oleoductos y gasoductos principales, proyectos de desviación de agua, pilotes de tuberías de gran tamaño)

Diferencias entre SAW, LSAW, SSAW y DSAW:

Abreviatura	Nombre completo	Breve descripción
SAW	Soldadura por arco sumergido	Proceso de soldadura donde el arco eléctrico arde bajo una capa de fundente. Ofrece ventajas como una calidad de soldadura estable, alta productividad, ausencia de luz de arco y menor emisión de humo. Es el proceso base común para los siguientes tipos de tuberías.
LSAW	Soldadura por arco sumergido longitudinal	El tipo de tubería de acero tiene una costura de soldadura longitudinalmente recta y está hecha de chapa de acero formada por UOE o JCOE y luego soldada entre sí.
SSAW	Soldadura por arco sumergido en espiral	Tipo de tubería de acero con una costura de soldadura en espiral, formada mediante el enrollado continuo en espiral de tiras de acero, también conocida como HSAW o SAWH.
DSAW	Soldadura por arco sumergido doble	Método de soldadura donde la soldadura por arco sumergido se realiza una vez en cada lado de la tubería de acero. En el ámbito de las tuberías de costura recta, los términos DSAW y LSAW se utilizan a menudo indistintamente.

Preguntas frecuentes (FAQ):

P1: Cuál es la diferencia esencial entre ERW y SAW?
R:
La soldadura por resistencia eléctrica (ERW) utiliza el efecto pelicular de una corriente de alta frecuencia para fundir instantáneamente los bordes de la placa de acero, logrando una soldadura por presión en estado sólido mediante rodillos de extrusión. No utiliza alambre de aporte y la composición de la soldadura es similar a la del material base. La soldadura por arco sumergido (SAW) genera un arco eléctrico bajo una capa de fundente granular, utilizando alambre y fundente como material de relleno y protección. La soldadura resultante presenta una estructura fundida, penetración profunda y alta resistencia.

P2: La tubería SAW siempre es soldada en espiral?
R: No necesariamente. SAW solo representa el proceso de soldadura por arco sumergido, que en la industria de tuberías soldadas se divide en:

LSAW (Soldadura por arco sumergido de costura recta): Conformado de chapa de acero de una sola pieza, soldadura longitudinal, adecuada para tuberías de gran diámetro, paredes gruesas y alta presión;
SAWH/SSAW (Soldadura por arco sumergido de costura espiral): Tira de acero enrollada en espiral, soldadura en espiral, capaz de producir tuberías de diámetro ultragrande (más de 3000 mm).

P3: Qué tipo de tubería ofrece mejor calidad de soldadura, la ERW o la SAW?
A: Las tuberías SAW suelen utilizar soldadura por arco sumergido de doble cara, con la soldadura fusionada tanto desde el interior como desde el exterior, alcanzando una profundidad de penetración superior a 20 mm. Presentan mayor cantidad de material de aporte y una mayor altura de soldadura, lo que crea un efecto de nervadura de refuerzo. Las tuberías ERW se sueldan mediante extrusión simple, y el espesor de pared está limitado por la penetración de la soldadura. Para tuberías con espesores de pared superiores a 20 mm, la soldadura SAW es el único proceso viable.

Las soldaduras modernas de tuberías ERW presentan propiedades similares a las del material base; la estructura soldada de doble cara de la soldadura LSAW ofrece una fiabilidad superior en aplicaciones de alta presión y paredes gruesas. La Zona Afectada por el Calor (ZAC) de la zona de soldadura es un área clave para la inspección.

P4: Cuál es la diferencia de precio entre las tuberías ERW y SAW?

R: Clasificación de precios (mismas especificaciones, mismo grado de acero): ERW < SAW espiral < LSAW.

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