Um tubo sem costura é formado perfurando-se uma barra de aço sólida, quase fundida, chamada tarugo, com um mandril para produzir um tubo que não possui costuras ou juntas.
Os tubos sem costura são fabricados perfurando-se um tarugo de aço sólido e, em seguida, moldando-o em um tubo oco sem soldagem. Esse processo normalmente envolve o aquecimento do tarugo a uma alta temperatura, a perfuração com um mandril para criar uma forma oca e, posteriormente, a moldagem adicional por meio de laminação e estiramento.
Tubos sem costura são formados a partir de uma barra cilíndrica de aço quente. A barra é aquecida a uma alta temperatura e, em seguida, uma sonda é inserida para criar um furo através do cilindro. O cilindro é então transferido para rolos que o dimensionam para o diâmetro e espessura de parede especificados. Algumas usinas podem produzir tubos sem costura com até 24 polegadas de diâmetro. Os métodos de fabricação sem costura são usados para tubos de pequeno diâmetro, mas têm custo mais elevado e disponibilidade limitada, e, à medida que o diâmetro aumenta, os tubos soldados tornam-se mais econômicos.
Propriedades dos materiais e pontos-chave do processo de fabricação de tubos sem costura
Tubos sem costura são geralmente feitos de metal, mas seu desempenho pode ser melhorado revestindo-se a parede interna com uma camada plástica. Essa estrutura composta mantém a alta resistência dos tubos metálicos e possui a resistência à corrosão dos tubos plásticos. No entanto, se o revestimento plástico for danificado, a parte metálica exposta ainda poderá causar problemas de corrosão após o contato com o fluido.
Pontos de controle essenciais no processo de fabricação
Lubrificação e prevenção de fissuras: Tubos sem costura precisam suportar pressões extremamente altas durante o processo de conformação, portanto, a superfície precisa ser revestida com lubrificantes de alta pressão para evitar fissuras. No entanto, o lubrificante deve ser completamente removido antes do tratamento térmico subsequente, caso contrário, o solvente corrosivo residual pode permanecer no tubo por um longo período, aumentando os riscos de corrosão – o que é particularmente importante para tubos sem costura de paredes finas.
Espessura da parede e integridade estrutural
Propriedades mecânicas: A resistência à tração e o limite de escoamento do tubo dependem diretamente da espessura da parede. Qualquer redução na espessura da parede causada por corrosão pode levar à falha estrutural.
Desempenho da gestão térmica: A espessura da parede também afeta a estabilidade da condutividade térmica do tubo. Processos de fabricação inadequados aumentam os riscos de flutuações de temperatura ou condições de alta temperatura, podendo até mesmo levar a acidentes graves.
Tubos sem costura
Os tubos sem costura são derivados de aço maciço, ou seja, chapas ou barras, que são moldadas em formatos cilíndricos sólidos (chamados de "tarugos"), os quais são então aquecidos e fundidos em uma matriz, como uma haste perfurada, para formar um tubo ou invólucro oco. Esse tipo de tubo é conhecido por sua maior resistência à pressão, rapidez e custo-benefício em comparação com outros processos de fabricação de tubos. Os tubos sem costura são comumente usados em gasodutos e oleodutos.
Como os tubos sem costura podem suportar altas pressões, eles também são amplamente utilizados em aplicações de alta pressão, incluindo refinarias, cilindros hidráulicos, indústrias de hidrocarbonetos e infraestrutura de petróleo e gás.
Em comparação com outros tipos de tubos, os tubos sem costura não requerem soldagem ou juntas e são simplesmente formados a partir de tarugos redondos sólidos, o que aumenta sua resistência e outras propriedades, incluindo a resistência à corrosão. De acordo com a Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME), esses tubos podem suportar tensões mecânicas com mais eficácia do que os tubos soldados (ou seja, tubos com costura) e têm pressões de trabalho mais elevadas.
De um modo geral, a aplicação de tubos sem costura depende da espessura da parede. Tubos com paredes mais espessas exigem temperaturas mais elevadas para serem produzidos, o que reduz a resistência à deformação, resultando em maior deflexão.
O principal concorrente do tubo sem costura é o tubo ERW (HFI), devido ao seu menor custo de fabricação. As principais vantagens do tubo sem costura em relação ao tubo ERW são: (a) ausência de solda, (b) distribuição quase uniforme das propriedades do material e (c) tensão residual muito baixa. Por outro lado, o tubo sem costura é mais caro que o tubo ERW, sua espessura transversal pode não ser uniforme e suas superfícies interna e externa geralmente são muito rugosas.
Em tubos soldados, a soldagem é utilizada para fechar a junta após a chapa ou bobina de aço ser moldada em formato cilíndrico. A fábrica utiliza métodos de inspeção ultrassônica e/ou radiográfica para garantir a qualidade da junta soldada, e cada junta do tubo é testada sob pressão superior à pressão de trabalho especificada. Os tubos soldados são classificados de acordo com o método de fabricação e a tecnologia de soldagem utilizada.
A soldagem por arco submerso (SAW) de tubos utiliza metal de adição durante o processo de soldagem, enquanto a soldagem por resistência elétrica/fusão elétrica (ERW/EFW) não requer metal de adição. A SAW é subdividida em soldagem longitudinal (ou soldagem reta, L-SAW) e S-SAW, que se refere à soldagem em espiral de tubos. Tipicamente, a soldagem reta L-SAW de diâmetro médio utiliza uma única costura, enquanto a soldagem L-SAW de grande diâmetro utiliza duas costuras.
O tubo ERW é produzido utilizando corrente elétrica para aquecer o aço até o ponto em que as bordas se fundem. Esse processo de produção foi introduzido na década de 1920, utilizando corrente alternada de baixa frequência para aquecer as bordas, mas posteriormente descobriu-se que era propenso à corrosão da solda e a soldas inadequadas. Hoje, utiliza-se corrente alternada de alta frequência, também conhecida como soldagem por contato. O tubo EFW refere-se a um processo que utiliza feixes de elétrons para direcionar a energia cinética e fundir as peças de trabalho, formando a solda.
Data da publicação: 19 de junho de 2025
