Un tubo senza saldatura si ottiene perforando una barra di acciaio solida, quasi fusa, chiamata billetta, con un mandrino, in modo da produrre un tubo privo di giunture o saldature.
I tubi senza saldatura vengono prodotti forando un lingotto di acciaio massiccio e modellandolo in un tubo cavo senza alcuna saldatura. Questo processo prevede in genere il riscaldamento del lingotto ad alta temperatura, la sua foratura con un mandrino per creare una forma cava e la successiva modellatura mediante laminazione e stiramento.
I tubi senza saldatura vengono formati a partire da una barra cilindrica di acciaio fuso. La barra viene riscaldata ad alta temperatura e successivamente viene inserita una sonda per creare un foro attraverso il cilindro. Il cilindro viene quindi trasferito su dei rulli che lo dimensionano al diametro e allo spessore di parete specificati. Alcuni stabilimenti sono in grado di produrre tubi senza saldatura fino a 24 pollici di diametro. I metodi di produzione senza saldatura vengono utilizzati per tubi di piccolo diametro, ma presentano costi più elevati e disponibilità limitata; con l'aumentare del diametro, i tubi saldati risultano più economici.
Proprietà dei materiali e punti chiave del processo di produzione dei tubi senza saldatura
I tubi senza saldatura sono generalmente realizzati in metallo, ma le loro prestazioni possono essere migliorate rivestendo la parete interna con un rivestimento plastico. Questa struttura composita conserva l'elevata resistenza dei tubi metallici e la resistenza alla corrosione dei tubi in plastica. Tuttavia, se il rivestimento plastico si danneggia, la parte metallica esposta potrebbe comunque causare problemi di corrosione dopo il contatto con il fluido.
Punti chiave di controllo nel processo di produzione
Lubrificazione e prevenzione delle crepe: i tubi senza saldatura devono resistere a pressioni estremamente elevate durante il processo di formatura, pertanto la superficie deve essere rivestita con lubrificanti ad alta pressione per prevenire la formazione di crepe. Tuttavia, il lubrificante deve essere completamente rimosso prima del successivo trattamento termico, altrimenti il solvente corrosivo residuo può rimanere a lungo nel tubo, aumentando il rischio di corrosione; questo è particolarmente importante per i tubi senza saldatura a parete sottile.
Spessore della parete e integrità strutturale
Proprietà meccaniche: La resistenza alla trazione e il carico di snervamento del tubo dipendono direttamente dallo spessore della parete. Qualsiasi riduzione dello spessore della parete causata dalla corrosione può provocare un cedimento strutturale.
Prestazioni di gestione termica: anche lo spessore della parete influisce sulla stabilità della conduttività termica del tubo. Processi di produzione non corretti aumentano il rischio di fluttuazioni di temperatura o di condizioni di alta temperatura, e possono persino causare incidenti gravi.
Tubi senza saldatura
I tubi senza saldatura sono realizzati in acciaio massiccio, ovvero lastre o barre, che vengono formate in pezzi cilindrici solidi (chiamati "billette"), che vengono poi riscaldati e colati su uno stampo, come ad esempio una barra forata, per formare un tubo o un guscio cavo. Questo tipo di tubo è noto per la sua maggiore resistenza alla pressione, la rapidità e l'economicità rispetto ad altri processi di produzione. I tubi senza saldatura sono comunemente utilizzati nei gasdotti e nelle condotte per il trasporto di liquidi.
Poiché i tubi senza saldatura possono resistere ad alte pressioni, sono ampiamente utilizzati anche in applicazioni ad alta pressione, tra cui raffinerie, cilindri idraulici, industrie degli idrocarburi e infrastrutture petrolifere e del gas.
Rispetto ad altri tipi di tubi, i tubi senza saldatura non richiedono saldature o giunzioni e sono semplicemente formati da billette rotonde solide, il che ne migliora la resistenza e altre proprietà, tra cui la resistenza alla corrosione. Secondo l'American Society of Mechanical Engineers (ASME), questi tubi possono sopportare sollecitazioni meccaniche in modo più efficace rispetto ai tubi saldati (ovvero, tubi non senza saldatura) e hanno pressioni di esercizio più elevate.
In generale, l'applicazione dei tubi senza saldatura dipende dallo spessore della parete. I tubi con pareti più spesse richiedono temperature di produzione più elevate, il che riduce la resistenza alla deformazione e, di conseguenza, aumenta la flessione.
Il principale concorrente dei tubi senza saldatura è il tubo ERW (HFI) a causa del suo costo di produzione inferiore. I principali vantaggi dei tubi senza saldatura rispetto ai tubi ERW sono: (a) assenza di saldatura, (b) distribuzione pressoché uniforme delle proprietà del materiale e (c) tensioni residue molto basse. D'altra parte, i tubi senza saldatura sono più costosi dei tubi ERW, il loro spessore della sezione trasversale potrebbe non essere uniforme e le loro superfici interne ed esterne sono solitamente molto ruvide.
Nella produzione di tubi saldati, la saldatura viene utilizzata per chiudere il cordone di saldatura dopo che la lamiera o la bobina di acciaio sono state formate in una forma cilindrica. Lo stabilimento utilizza metodi di ispezione a ultrasuoni e/o radiografici per garantire la qualità del cordone di saldatura e ogni giunzione del tubo viene sottoposta a una prova di pressione superiore alla pressione di esercizio specificata. I tubi saldati vengono classificati in base al metodo di formatura e alla tecnologia di saldatura utilizzata.
La saldatura ad arco sommerso (SAW) utilizza un materiale d'apporto durante il processo di saldatura, mentre la saldatura a resistenza elettrica/fusione elettrica (ERW/EFW) non ne richiede. La saldatura SAW si suddivide ulteriormente in saldatura longitudinale (o saldatura diritta, L-SAW) e S-SAW, che si riferisce alla saldatura a spirale. Tipicamente, i tubi L-SAW di medio diametro saldati in linea retta presentano una singola saldatura, mentre quelli di grande diametro presentano una doppia saldatura.
I tubi ERW vengono prodotti utilizzando una corrente elettrica per riscaldare l'acciaio fino al punto di fusione dei bordi. Questo processo produttivo fu introdotto negli anni '20, utilizzando corrente alternata a bassa frequenza per riscaldare i bordi, ma in seguito si scoprì che era soggetto a corrosione e a saldature inadeguate. Oggi si utilizza corrente alternata ad alta frequenza, nota anche come saldatura a contatto. I tubi EFW si riferiscono a un processo che utilizza fasci di elettroni per guidare l'energia cinetica e fondere i pezzi da lavorare per formare la saldatura.
Data di pubblicazione: 19 giugno 2025
