Como produzir tubos de aço sem costura de grande diâmetro?
Por que são Tubos de aço sem costura de grande diâmetro necessários?
Tubos de aço sem costura de grande diâmetro são essenciais para indústrias que exigem materiais de alta resistência, duráveis e confiáveis que podem suportar pressões extremas e ambientes severos. Sua construção sem costura elimina pontos fracos, tornando-os ideais para aplicações de alta pressão, como transporte de petróleo e gás, geração de energia e petroquímicos. Esses tubos oferecem resistência superior à corrosão, particularmente em condições offshore, químicas e de temperatura extrema, garantindo longevidade e manutenção mínima. Seu interior liso melhora a eficiência do fluxo de fluidos e gases, reduzindo a perda de energia em tubulações de longa distância. Versáteis em tamanho, espessura e material, os tubos sem costura de grande diâmetro atendem aos rigorosos padrões da indústria, garantindo segurança e conformidade em projetos de infraestrutura crítica.
Onde estão Tubos de aço sem costura de grande diâmetro usados?
Tubos de aço sem costura de grande diâmetro são amplamente utilizados em indústrias que exigem alto desempenho e durabilidade sob condições extremas. Eles são utilizados principalmente no setor de petróleo e gás para transporte de longa distância por oleodutos de petróleo bruto, gás natural e produtos refinados devido à sua capacidade de lidar com altas pressões e ambientes severos. Esses tubos também são usados em usinas de geração de energia, incluindo instalações nucleares e térmicas, para linhas de vapor de alta temperatura e alta pressão. Além disso, eles desempenham um papel crítico no processamento petroquímico, sistemas de abastecimento de água e dessalinização e projetos de construção pesada, como pontes e estruturas industriais de grande porte, onde resistência e confiabilidade são essenciais.
Introdução
A produção de tubos de aço sem costura de grande diâmetro é um processo especializado que envolve várias técnicas de fabricação, incluindo métodos convencionais, como perfuração e alongamento, bem como abordagens mais avançadas, como Aquecimento por indução de média frequência + método de expansão térmica hidráulica de dois passos do tipo push. Abaixo está um guia passo a passo de todo o processo, integrando este método avançado de expansão térmica.
Processo de fabricação de tubos de aço sem costura de grande diâmetro
1. Seleção de Matéria-Prima: Tarugos de Aço
O processo começa com tarugos de aço de alta qualidade, normalmente feitos de aço carbono, aço de baixa liga ou aço inoxidável. Esses tarugos são cuidadosamente selecionados com base nos requisitos de aplicação para propriedades mecânicas e composição química. Tubos sem costura de grande diâmetro são frequentemente usados em ambientes de alta pressão ou corrosivos, então o material deve atender a padrões rigorosos.
Materiais: API 5L, ASTM A106, ASTM A335 e outros graus com base em requisitos específicos.
2. Aquecimento de tarugos (forno de reaquecimento)
O tarugo de aço é aquecido a cerca de 1200–1300°C (2200–2400°F) em um forno de reaquecimento. Este processo amolece o tarugo, tornando-o adequado para perfuração e deformação. O aquecimento uniforme é essencial para evitar defeitos no tubo final.
Propósito: Prepare a tarugo para moldagem aquecendo-a a uma temperatura apropriada.
3. Perfuração (Cross-Roll Piercing Mill)
O tarugo aquecido é então passado por um moinho de perfuração, onde sofre a Processo Mannesmann. Nesta etapa, o tarugo sólido é convertido em uma casca oca (também chamada de “tubo-mãe”) por meio da ação de um mandril e rolos giratórios.
Resultado:O tarugo se torna uma casca oca de paredes espessas com dimensões iniciais irregulares.
4. Alongamento (Moinho de mandril ou moinho de plugue)
No processo de alongamento, a casca oca é passada por um moinho de mandril ou moinho de plugues para reduzir a espessura da parede e aumentar o comprimento do tubo. Este processo dá ao tubo sua forma inicial, mas ele ainda precisa de mais controle de dimensão.
Propósito: Obtenha a espessura e o comprimento de parede desejados.
5. Moinho de dimensionamento e redução de estiramento
Em seguida, o tubo passa por um moinho de dimensionamento ou moinho redutor de estiramento para refinar seu diâmetro e espessura de parede. Esta etapa garante que as dimensões atendam às especificações necessárias para o produto final.
Propósito: Ajuste fino do diâmetro externo e da espessura da parede.
6. Aquecimento por indução de média frequência + método de expansão térmica hidráulica de dois passos do tipo push
Para produzir tubos de aço sem costura de grande diâmetro, além das capacidades dos métodos convencionais de dimensionamento, a Aquecimento por indução de média frequência + método de expansão térmica hidráulica de dois passos do tipo push é aplicado. Este processo inovador expande o diâmetro do tubo para atender aos requisitos de aplicações de grande diâmetro, mantendo a uniformidade e a integridade do material.
Principais etapas deste método:
Aquecimento por indução de média frequência: O tubo é aquecido usando aquecimento por indução de média frequência, o que permite controle preciso da temperatura ao longo do comprimento do tubo. Este aquecimento localizado amolece o metal e o prepara para expansão, garantindo estresse térmico e deformação mínimos durante a próxima etapa.
Expansão hidráulica de dois passos do tipo push:Após o aquecimento, o tubo é submetido a uma processo de expansão hidráulica do tipo push. Este processo é realizado em duas etapas:
Primeiro passo: O tubo é empurrado para frente usando um sistema hidráulico, que expande seu diâmetro ao esticar o material. Essa expansão inicial garante um aumento controlado no tamanho sem induzir rachaduras ou fraquezas.
Segundo passo: Um empurrão hidráulico subsequente expande ainda mais o tubo até o diâmetro desejado, mantendo a espessura uniforme da parede. Esta segunda expansão garante que o tubo mantenha a integridade estrutural e atenda às tolerâncias dimensionais.
Vantagens:
Flexível e econômico para produzir tubos de grande diâmetro.
Mantém espessura de parede e propriedades mecânicas consistentes.
Reduz a probabilidade de defeitos como rachaduras ou empenamentos durante a expansão.
Capaz de produzir diâmetros maiores (até 1200 mm ou mais) do que os métodos convencionais.
Formulários: Este método é amplamente utilizado para tubos sem costura de grande diâmetro necessários em indústrias como petróleo e gás, processamento químico e geração de energia, onde tamanhos grandes e excelente desempenho são essenciais.
7. Tratamento térmico
Após a expansão, o tubo passa por tratamento térmico, dependendo das propriedades mecânicas necessárias. Tratamentos comuns incluem:
Normalizando: Refina a estrutura do grão e melhora a tenacidade.
Têmpera e revenimento: Aumenta a resistência e a ductilidade.
Recozimento: Amacia o tubo e melhora a usinabilidade.
O tratamento térmico também alivia tensões internas induzidas durante o processo de fabricação.
8. Alisamento
O tubo é endireitado para garantir que esteja em conformidade com as tolerâncias geométricas necessárias, corrigindo qualquer curvatura ou empenamento que ocorra durante os processos de aquecimento e expansão.
9. Ensaios Não Destrutivos (END)
Os tubos são submetidos a ensaios não destrutivos (END) para verificar sua integridade estrutural. Isso pode incluir:
Teste Ultrassônico (UT): Detecta defeitos internos.
Inspeção de Partículas Magnéticas (MPI): Identifica falhas superficiais.
Teste hidrostático: Garante que o tubo possa suportar pressões operacionais.
10. Corte e Acabamento
O tubo é cortado no comprimento necessário e preparado para processamento ou envio posterior. Operações de acabamento adicionais podem incluir:
Chanframento: As extremidades dos tubos são chanfradas para facilitar a soldagem.
Revestimento e Forro: São aplicados revestimentos resistentes à corrosão ou revestimentos internos.
11. Inspeção final e embalagem
Os tubos acabados são inspecionados uma última vez para precisão dimensional e defeitos visuais. Eles são então marcados com as especificações necessárias e preparados para embarque.
Conclusão: Flexibilidade na produção de tubos de aço sem costura de grande diâmetro
O Aquecimento por indução de média frequência + método de expansão térmica hidráulica de dois passos do tipo push oferece uma solução inovadora e flexível para a produção de tubos de aço sem costura de grande diâmetro. Ao integrar esse método com técnicas tradicionais de fabricação, como perfuração, alongamento e tratamento térmico, os fabricantes podem produzir tubos de grande diâmetro e alta qualidade, adequados para aplicações exigentes, como oleodutos e gasodutos, componentes estruturais e sistemas de geração de energia.
Essa abordagem garante que os tubos atendam aos rigorosos requisitos de resistência, resistência à corrosão e precisão dimensional, tornando-os a escolha preferida para indústrias críticas.
Se você estiver procurando por mais informações ou precisar de ajuda para selecionar os tubos de aço sem costura de grande diâmetro certos para seu projeto, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco para obter orientação especializada.
