Confronto tra processi di produzione: ERW e tubi a spirale

Prefazione: collegare le differenze di processo al valore del prodotto

Il processo di produzione è il nucleo che determina le prestazioni, i costi e gli scenari applicativi dei tubi in acciaio. Per Hebei Huayang Steel Pipe Co., Ltd., un produttore professionale ditubi in acciaio saldati a resistenza elettrica, padroneggiare le differenze tra i processi di produzione ERW e quelli di tubi a spirale non è solo un requisito tecnico, ma anche la chiave per fornire ai clienti consigli sui prodotti-specifici per scenari.

Innanzitutto, dobbiamo chiarire il concetto fondamentale dei tubi ERW per gettare le basi per il confronto dei processi.Cos'è l'erw pipe? Si riferisce ad unTubo in acciaio saldato a resistenza elettricache utilizza il calore di resistenza generato dalla corrente elettrica per fondere i bordi di una piastra di acciaio (o bobina) formata in un pezzo grezzo cilindrico, quindi applica pressione per formare una saldatura salda.Significato della pipa Erwsottolinea quindi due caratteristiche fondamentali: il calore di resistenza come fonte di energia di saldatura e le saldature longitudinali (parallele all'asse del tubo). Tra i tubi ERW, tubi in acciaio HFWsono una variante ad alte-prestazioni-significato di hfwè la saldatura ad alta-frequenza, una tecnologia ERW aggiornata che utilizza corrente ad alta-frequenza per ottenere una saldatura più precisa ed efficiente. Di seguito, confronteremo i processi di produzione dei tubi ERW (prendendo come riferimento la pratica di produzione di Huayang) e dei tubi a spirale da quattro collegamenti chiave: preparazione pre-processo, formatura, saldatura e post-trattamento.

Pre-Preparazione del processo: selezione e pretrattamento delle materie prime

Preparazioni per tubi ERW (standard rigorosi di Huayang)

Quello di Huayangtubi in acciaio saldati a resistenza elettrica(compresi ERW ordinari etubi in acciaio HFW) impongono requisiti severi per le materie prime, poiché la qualità della saldatura a resistenza dipende fortemente dalla conduttività elettrica e dalla saldabilità dell'acciaio.

Selezione delle materie prime

Huayang utilizza principalmente coils in acciaio-laminato a caldo a basso-carbonio/medio-carbonio (Q195-Q345) per tubi ERW, con indicatori chiave di ispezione:

Composizione chimica: Contenuto di carbonio ≤0,25% (garantisce una buona saldabilità, evitando saldature fragili), contenuto di zolfo/fosforo ≤0,035% (riduce difetti interni come inclusioni);

Qualità della superficie: assenza di ruggine, buchi o crepe (rilevati da uno scanner di superficie laser, che rifiuta bobine con difetti più profondi di 0,5 mm);

Precisione dello spessore: deviazione dello spessore ≤±0,05 mm (controllata da spessimetri a ultrasuoni), garantendo uno spessore uniforme della parete dopo la formatura.

Pertubi in acciaio HFW(utilizzato in scenari ad alta-pressione), Huayang richiede inoltre una resistenza alla trazione della bobina d'acciaio ≥480MPa-questo garantisce che il tubo finito possa resistere all'alta pressione senza deformazioni. Nel 2024, Huayang ha rifiutato 8 lotti di bobine di acciaio con un contenuto eccessivo di zolfo (> 0,035%), garantendo che nella linea di produzione entrino solo materie prime qualificate.

Pretrattamento delle materie prime

Il processo di pretrattamento per le materie prime dei tubi ERW a Huayang comprende tre fasi chiave:

Svolgimento e livellamento: una livellatrice a 12 rulli raddrizza la bobina di acciaio, garantendo una deviazione di planarità ≤0,1 mm/m (evita sollecitazioni irregolari durante la formatura);

Taglio a-lunghezza fissa: una cesoia di precisione taglia la lamiera di acciaio in segmenti di 6-12 m (personalizzabili in base alle esigenze del cliente), con deviazione di taglio ≤±1 mm;

Rifilatura dei bordi: un rifinitore meccanico taglia i bordi della piastra a forma di V-(angolo 30°-45°, larghezza 5 mm-8 mm): ciò aumenta l'area di contatto della saldatura, garantendo la fusione completa dei bordi grezzi del tubo.

Preparazioni per tubi a spirale

I tubi a spirale (principalmente tubi a spirale saldati ad arco sommerso) hanno requisiti di pre-processo più flessibili, concentrandosi maggiormente sull'adattamento alla formatura di-diametro grande:

Selezione delle materie prime

I tubi a spirale utilizzano bobine di acciaio-laminato a caldo o piastre di acciaio con un contenuto di carbonio più elevato (Q235-Q460), con le seguenti caratteristiche:

Composizione chimica: contenuto di carbonio ≤0,45% (la saldatura ad arco può fondere l'acciaio ad alto-carbonio, ma richiede il preriscaldamento per evitare crepe);

Qualità della superficie: è consentita una lieve ruggine (lo strato di fondente durante la saldatura può coprire piccoli difetti);

Intervallo di spessore: adatto per tubi con pareti spesse- (spessore della parete ≥ 8 mm), ma la deviazione dello spessore può raggiungere ±0,1 mm (superiore ai tubi ERW).

Pretrattamento delle materie prime

Il pretrattamento dei tubi a spirale è più semplice rispetto ai tubi ERW:

Svolgimento (per bobine): non è richiesto un livellamento rigoroso (la formazione a spirale può compensare piccole irregolarità);

Trattamento dei bordi: viene eseguita solo una semplice molatura per rimuovere le bave, nessun taglio a forma di V-(aumenta la difficoltà di saldatura e riduce la qualità della fusione);

Nessun taglio a-lunghezza fissa: la bobina di acciaio viene alimentata continuamente nella macchina di formatura, il taglio viene eseguito dopo la formatura (porta a un tasso di scarto più elevato).

Processo di formatura: ERW orientato alla precisione- rispetto alla spirale orientata alla scala-

Formatura di tubi ERW (processo Multi-Roll Gradient di Huayang)

La formatura dei tubi ERW a Huayang dà priorità alla precisione dimensionale, adottando un "processo di formatura a gradiente multi-rotolo" che divide la piastra piana in un pezzo grezzo cilindrico in tre fasi:

Pre-formatura (sagomatura a U-)

La lamiera d'acciaio rifilata viene alimentata nell'unità di pre-formatura (4-6 serie di rulli orizzontali), che applica una pressione gradualmente crescente (5 kN-15 kN) per piegare la lamiera a forma di U. Controlli chiave:

Consistenza della curvatura: il raggio inferiore a forma di U- è uguale alla metà del diametro interno del tubo (ad esempio, i tubi da Φ219 mm richiedono un raggio di 109,5 mm);

Allineamento dei bordi: un sistema di allineamento visivo garantisce che i due bordi della forma a U- siano paralleli, con uno spazio ≤ 0,3 mm (evita il disallineamento della saldatura).

Formatura intermedia (sagomatura semi-circolare)

Il pezzo grezzo a forma di U-entra nell'unità di formatura intermedia (3-4 serie di rulli verticali), che piega i due lati verso l'alto per formare un semicerchio. Huayang utilizza la tecnologia di "formatura elastica" qui:

Regolazione flessibile della pressione (8kN-20kN) per evitare la deformazione plastica della piastra in acciaio;

Controllo di apertura semi-circolare a 30°-40°, che garantisce un ingresso regolare nella fase finale di formatura.

Formatura finale (sagomatura circolare)

Il pezzo semicircolare semi-entra nell'unità di formatura finale (2-3 set di rulli orizzontali-verticali combinati), che chiude l'apertura in un tubo cilindrico grezzo. Questa fase è fondamentale per la precisione:

Controllo del diametro esterno: uno strumento di misurazione del diametro laser in tempo reale-monitora il pezzo grezzo, regolando la deviazione su ≤±0,1 mm (ad esempio, i tubi da Φ325mm sono controllati a 325±0,1mm);

Controllo dell'ovalità: i rulli combinati regolano la pressione su lati diversi, garantendo un'ovalità ≤ 0,5% (ad esempio, i tubi con Φ114 mm hanno un'ovalità ≤ 0,57 mm);

Controllo della distanza tra le cuciture: la distanza tra i bordi viene mantenuta a 0,1 mm-0,2 mm (per ERW ordinario) o 0,05 mm-0,1 mm (pertubi in acciaio HFW), creando condizioni di saldatura ottimali.

Formatura di tubi a spirale

La formatura di tubi a spirale si concentra sulla produzione di grandi-diametri ma manca di precisione, utilizzando un "processo di formatura a spirale":

Rotolamento a spirale

La bobina d'acciaio viene inserita in una macchina per la formatura a spirale con un angolo fisso (30°-60°, regolato in base al diametro target: diametri maggiori richiedono angoli minori). I rulli formatori della macchina spingono la bobina d'acciaio a spirale in avanti, formando gradualmente uno sbozzato cilindrico. Limitazioni principali:

Allineamento dei bordi: si basa sulla regolazione manuale, che porta a spazi irregolari (0,5 mm-1 mm) e scarsa consistenza della saldatura;

Controllo dell'ovalità: a causa dello stress a spirale, l'ovalità spesso supera l'1% (ad esempio, i tubi di Φ1200 mm hanno un'ovalità ≥ 12 mm), il che influisce sulla tenuta in scenari di alta-pressione;

Limitazione di velocità: la velocità di formazione è di soli 1-5 m/min, 1/10 di quella di Huayangtubo in acciaio hfwvelocità di formazione (30-60 m/min).

Processo di saldatura: calore di resistenza (ERW) vs calore dell'arco (spirale)

Saldatura tubi ERW (tecnologia principale di Huayang)

La saldatura è il collegamento più distintivo dei tubi ERW-Il processo di Huayang è diviso in ERW ordinario eHFWsaldatura, entrambi appartenenti aTubo in acciaio saldato a resistenza elettricatecnologie.

Saldatura ERW ordinaria (bassa-media frequenza)

Adatto per tubi ERW a bassa-pressione (pressione di esercizio ≤2MPa), il processo utilizza elettrodi di rame per condurre corrente a media-frequenza (1kHz-3kHz):

Generazione di calore: la corrente passa attraverso i bordi grezzi del tubo (alta resistenza), riscaldandoli a 1200 gradi -1300 gradi (stato di fusione della plastica);

Fusione per estrusione: i rulli di estrusione applicano una pressione (2MPa-5MPa) per far fuoriuscire il metallo fuso e l'aria, formando una saldatura salda;

Vantaggio in termini di efficienza: velocità di saldatura 10-20 m/min, senza necessità di filo o flusso di saldatura (evita la corrosione dovuta ai residui).

Ad esempio, i tubi per impalcature da Φ48×3,5 mm di Huayang utilizzano questo metodo di saldatura-ogni tubo da 6 m impiega solo 18 secondi per saldarsi, con una forza di saldatura pari all'85%-90% del metallo di base.

Saldatura HFW (alta-frequenza)

Usato per tubi in acciaio HFW(scenari di alta-pressione), Huayang utilizza saldatrici ad alta frequenza SMS tedesche importate-:

Riscaldamento a induzione: una bobina di induzione ad alta- frequenza (300kHz-500kHz) genera un campo magnetico attorno al tubo grezzo, inducendo correnti parassite sul bordo per riscaldarlo (larghezza di riscaldamento ≤2 mm, evitando l'ingrossamento della grana del metallo base);

Raffreddamento sincrono: un sistema di nebbia d'acqua raffredda la saldatura immediatamente dopo l'estrusione, riducendo il tempo di raffreddamento a 30 secondi (affina i grani di saldatura);

Ricottura post-saldatura: il tubo saldato viene riscaldato a 700-750 gradi per eliminare lo stress interno, con una resistenza della saldatura che raggiunge il 95% del metallo di base.

Nel progetto del gasdotto Shanxi-di Pechino del 2023, il Φ325×10mm di Huayangtubi in acciaio HFW (saldato tramite questo processo) ha resistito a un test idrostatico da 12 MPa, rispettando gli standard di trasporto ad alta-pressione.

Saldatura di tubi a spirale (saldatura ad arco sommerso)

I tubi a spirale utilizzano la saldatura ad arco sommerso (SAW), basandosi sul calore dell'arco e sul flusso granulare:

Generazione dell'arco: un arco elettrico tra il filo di saldatura e il tubo grezzo scioglie il metallo di base e il filo (temperatura ≥ 3000 gradi);

Protezione del flusso: il flusso granulare copre l'arco e il bagno di fusione, prevenendo la contaminazione dell'aria ma lasciando residui;

Saldatura su entrambi i lati: la maggior parte dei tubi a spirale utilizza la SAW su entrambi i lati per migliorare la resistenza della saldatura, ma ciò raddoppia la complessità e i costi del processo.

Principali svantaggi rispetto a ERW:

Bassa efficienza: velocità di saldatura 1-5 m/min, 1/6 dell'ERW ordinario;

Rischio di residui: residui di flusso possono rimanere nella saldatura, aumentando i rischi di corrosione in ambienti umidi;

Tasso di difetti: il calore dell'arco è difficile da controllare, portando a un tasso di difetti di saldatura del 5% -8% (rispetto a ≤0,5% per Huayangtubi in acciaio HFW).

Trattamento post-saldatura: ispezione di precisione e finitura di base

Trattamento post-tubi ERW (rigoroso controllo di qualità di Huayang)

Huayang implementa un sistema di "ispezione-del processo completo + trattamento mirato" per i tubi ERW:

Rifilatura e modellatura delle saldature

Tubi ERW ordinari: un rifinitore meccanico rimuove i cordoni di saldatura in eccesso (altezza ≤ 0,2 mm), garantendo che la superficie del tubo sia liscia;

Tubi in acciaio HFW: Una rettificatrice di precisione lucida la saldatura affinché sia ​​a filo con il corpo del tubo (deviazione ≤0,1 mm), riducendo la resistenza al flusso nel trasporto del fluido.

Ispezione di qualità

Tre ispezioni chiave garantiscono la qualità:

Rilevamento difetti ad ultrasuoni: scansiona la saldatura a 360° per rilevare difetti interni (sensibilità ≥ 0,5 mm);

Test di pressione idrostatica: test a 1,2-1,5 volte la pressione nominale (ad esempio, 12 MPa pertubi in acciaio HFW) per 10 minuti, senza perdite;

Test delle proprietà meccaniche: i campioni vengono sottoposti a test di trazione, impatto e flessione (Huayangtubi in acciaio HFWavere una resistenza all'impatto ≥60J/cm² a -40 gradi).

Trattamento post-tubo a spirale

Il trattamento post-del tubo a spirale è più semplice e si concentra sulla riparazione dei difetti di base:

Pulizia del flusso: utilizza una spazzola o un getto d'aria per rimuovere il flusso superficiale, ma i residui interni sono difficili da eliminare;

Riparazione dei difetti: il rilevamento dei difetti a raggi X- identifica i difetti (ad esempio, l'inclusione di scorie), che vengono riparati tramite saldatura manuale (bassa efficienza e scarsa consistenza);

Nessun test di pressione: a causa del grande diametro e dei costi elevati, la maggior parte dei tubi a spirale salta i test di pressione idrostatica, aumentando i rischi di perdite.

Conclusione: selezione guidata dal processo-per Huayang e i clienti

Le differenze nel processo di produzione tra tubi ERW e tubi a spirale determinano direttamente il valore del prodotto: i tubi ERW di Huayang (ordinari e tubi in acciaio HFW) eccellono in precisione, efficienza e prestazioni ad alta-pressione, grazie al rigoroso controllo delle materie prime, alla formatura a rulli multipli-e alla saldatura a caldo a resistenza. I tubi a spirale, sebbene adatti per la produzione di grandi-diametri, presentano limitazioni in termini di precisione, efficienza e resistenza alla corrosione.

Per i clienti, comprendere queste differenze di processo è fondamentale per una selezione razionale:

Se il diametro del tubo è ≤630 mm (indipendentemente dalla bassa o alta pressione), scegli i tubi ERW-ERW ordinario per scenari di bassa-pressione (ponteggi, gas per interni) etubi in acciaio HFW per scenari ad alta-pressione (petrolio/gas, vapore ad alta-pressione);

Se il diametro supera gli 800mm e la pressione è ≤4MPa, scegliere tubi a spirale, ma prestare attenzione alla pulizia regolare dei residui di fondente.

Come produttore professionale ditubi in acciaio saldati a resistenza elettrica, Huayang continuerà a ottimizzare ERW eHFWprocessi (ad esempio, sviluppo di 800 mm-diametrotubi in acciaio HFW) per espandere gli scenari applicativi. In definitiva, il processo è il fondamento della qualità-I rigorosi standard di produzione di Huayang garantiscono ogniTubo in acciaio saldato a resistenza elettricasoddisfa le esigenze dei clienti, favorendo una cooperazione vantaggiosa-per tutti.