Quais fatores afetam a qualidade de tubos de aço em espiral de grande-diâmetro?

Tubos de aço em espiral de grande-diâmetro (normalmente referindo-se àqueles com diâmetro de 500 mm ou mais) são amplamente utilizados em áreas como transporte de petróleo e gás, abastecimento e drenagem de água, engenharia municipal e reforço de fundações. A sua qualidade afeta diretamente a segurança e a vida útil dos projetos.

A qualidade destes tubos é influenciada por cinco dimensões principais:matérias-primas, produçãoprocessos, precisão do equipamento, controle de qualidade, eambiente e sttransporte de orage. Cada link está intimamente conectado e qualquer falha em qualquer link levará a defeitos do produto.

O desempenho de mais de 90% dos tubos de aço em espiral é determinado pelas matérias-primas, sendo o núcleo a qualidade da-tira de aço laminada a quente (chapa).

1. Composição Química

• Carbono (C):O excesso de carbono aumentará a dureza e a resistência, mas reduzirá a ductilidade e a soldabilidade; um conteúdo muito baixo resultará em resistência insuficiente. Os tipos de aço comuns para transporte de petróleo e gás incluem Q235B, Q355B, L245, L360, etc. O equivalente de carbono (CEV) deve ser estritamente controlado abaixo de 0,45% para garantir o desempenho da soldagem.
• Enxofre (S), Fósforo (P):Impurezas prejudiciais. O enxofre causa fragilidade a quente e o fósforo causa fragilidade a frio. Tubos de aço de alta-qualidade exigem S menor ou igual a 0,030%, P menor ou igual a 0,035%, enquanto tubos de aço de alta{5}}qualidade exigem S menor ou igual a 0,010%, P menor ou igual a 0,020%.
• Elementos de liga: Manganês (Mn), Silício (Si), Nióbio (Nb), Vanádio (V), etc. são usados ​​para refinar grãos, aumentar a resistência e tenacidade. O conteúdo deve estar de acordo com os padrões dos tipos de aço correspondentes.

2. Propriedades Mecânicas

• Resistência ao escoamento, resistência à tração e alongamento são os principais indicadores, que devem atender aos requisitos de padrões como GB/T 9711 e API 5L.
• Resistência ao impacto:A energia de impacto-de baixa temperatura (como -20 graus, -40 graus) é crucial para tubos de aço usados ​​em regiões frias. Produtos inelegíveis podem causar fratura frágil em baixa temperatura.

3. Precisão de superfície e dimensão da tira de aço

• Defeitos de Superfície:Defeitos como rachaduras, cicatrizes, dobras, arranhões e delaminação na tira de aço passarão diretamente para o tubo de aço, tornando-se pontos fracos da solda ou do material de base.
• Tolerância de espessura:A espessura irregular da tira de aço levará a um desvio excessivo da espessura da parede do tubo de aço, afetando sua capacidade de suporte-de pressão; O desvio da largura da tira de aço afetará o comprimento da dobra da costura de formação.
• Formato da placa:Curvas em forma de foice e curvas onduladas da tira de aço dificultarão a formação do tubo de aço, resultando em desalinhamento, elipticidade excessiva e outros problemas.

Os tubos de aço em espiral são produzidos usando o processo de soldagem por arco submerso em espiral (SAWH). Cada etapa desde o desenrolamento da tira de aço até a entrega final do produto acabado afeta a qualidade final.

1. Processo de pré-tratamento de tiras de aço

• Alisamento:O endireitamento incompleto da tira de aço pode causar formação instável e flexão do corpo do tubo.
• Fresamento de borda:A qualidade do fresamento das bordas da tira de aço afeta diretamente a qualidade da soldagem. A rugosidade, verticalidade e ângulo de chanfro das bordas após o fresamento devem atender aos requisitos; caso contrário, causará soldagem incompleta, inclusão de escória e outros defeitos.

2. Processo de formação

• Ângulo de formação:O ângulo de formação determina o ângulo de elevação helicoidal do tubo de aço. Precisa ser calculado com precisão com base na largura da tira de aço e no diâmetro do tubo de aço. O desvio que exceda esta faixa fará com que o diâmetro do tubo de aço exceda o padrão.
• Velocidade de formação:A velocidade excessiva levará à formação instável, resultando em grande elipticidade do corpo do tubo e desalinhamento excessivo; velocidade muito lenta afetará a eficiência da produção.
• Pressão do rolo de formação:A pressão irregular causará espessura irregular da parede do corpo do tubo e recuo da superfície e até rachaduras.
• Desalinhamento:O desalinhamento na junta da tira de aço é um indicador chave. De acordo com GB/T 9711, o desalinhamento não deve exceder 12,5% da espessura da parede e não deve exceder no máximo 3 mm. O desalinhamento excessivo causará concentração de tensão na costura de solda e reduzirá a capacidade de suporte-de pressão.

3. Processo de soldagem (o elo mais crítico)

• Método de soldagem: Geralmente, é adotada a soldagem por arco submerso-de dupla face interna e externa. A soldagem interna garante a penetração da raiz da solda, e a soldagem externa garante a formação e resistência da superfície da solda.
• Parâmetros de soldagem:Parâmetros como corrente, tensão, velocidade de soldagem, diâmetro do fio, marca do agente de soldagem e temperatura de secagem precisam ser rigorosamente combinados. Corrente excessiva pode causar queimadura-, enquanto corrente muito pequena resultará em soldagem incompleta; tensão muito alta pode causar poros e tensão muito baixa resultará em má formação de solda.
• Fio de soldagem e agente de soldagem:A composição química do fio de soldagem precisa corresponder ao material de base, e o agente de soldagem precisa ser seco de acordo com a temperatura especificada (geralmente 300-350 graus, com tempo de espera de 1-2 horas). Caso contrário, ocorrerão poros e inclusão de escória na costura de solda.
• Altura Excesso de Soldagem:O excesso de altura de soldagem levará à concentração de tensão, enquanto a altura de soldagem muito baixa resultará em resistência insuficiente. Geralmente, o excesso de altura deve ser de 0,5-2,5 mm.

4. Processo de teste não-destrutivo

• Teste Ultrassônico (UT): Usado para detectar defeitos internos como soldagem incompleta, inclusão de escória e trincas na solda. A sensibilidade de detecção deve atender aos requisitos padrão.
• Teste Radiográfico (RT): usado para detectar defeitos do tipo{0}}de volume, como poros e inclusão de escória na costura de solda. Normalmente, re-inspA inspeção é realizada em áreas suspeitas encontradas por testes ultrassônicos.
• Teste de Partículas Magnéticas (MT): Usado para detectar trincas e outros defeitos na superfície e próximo à superfície da costura de solda.
• Teste de Vazamento de Fluxo Magnético (MFL): Usado para detectar defeitos no material de base do tubo de aço, como delaminação e rachaduras.
• O nível profissional e a responsabilidade dos inspetores afetam diretamente a precisão dos resultados dos testes. A omissão ou o julgamento incorreto levarão à entrada de produtos não qualificados no mercado.

5. Processo de teste hidráulico

• O teste hidráulico é um processo fundamental para testar a capacidade-de suporte de pressão e o desempenho de vedação do tubo de aço. A pressão de teste é determinada com base no tipo de aço, espessura da parede e diâmetro do tubo de aço. O tempo de espera geralmente não é inferior a 10 segundos.
• Durante o teste, é necessário verificar se o tubo de aço apresenta vazamento, suor, deformação, etc. Tubos de aço não qualificados precisam ser retrabalhados ou sucateados.

6. Processo anti-corrosão e isolamento térmico

• A qualidade da camada anti-corrosão afeta diretamente a vida útil do tubo de aço. Métodos comuns de anti-corrosão incluem anti-corrosão 3PE, anticorrosão de asfalto de alcatrão de carvão epóxi-e revestimento interno de argamassa de cimento anti-corrosão, etc.
• O tratamento de superfície (des{0}}desincrustação) antes da anti-corrosão é crucial. O grau de descalcificação deve atingir Sa2,5 e a rugosidade da superfície deve atender aos requisitos. Caso contrário, a adesão da camada anti-corrosão será fraca e ela cairá.
• A espessura, adesão e detecção de faísca elétrica da camada anti-corrosão devem atender aos requisitos padrão.

A precisão e as condições dos equipamentos de produção afetam diretamente a estabilidade da qualidade do produto.

1. Equipamento de formação: A rigidez da estrutura da máquina formadora, a precisão dos rolos formadores e o grau de desgaste afetarão a qualidade de formação dos tubos de aço. O desgaste severo dos rolos formadores causará indentação e elipticidade excessiva na superfície do tubo.
2. Equipamento de soldagem:A estabilidade da fonte de alimentação de soldagem, a precisão do mecanismo de alimentação do fio e a precisão do ajuste da pistola de soldagem afetarão a estabilidade dos parâmetros de soldagem, afetando assim a qualidade da solda.
3. Equipamento de inspeção:A sensibilidade do equipamento de teste não{0}destrutivo e seu status de calibração afetarão a taxa de detecção de defeitos. Os manômetros e as válvulas de segurança do equipamento de teste de pressão da água precisam ser calibrados regularmente para garantir a precisão da pressão de teste.
4. Equipamento de alisamento:A precisão da máquina de biselar de cabeça plana e da máquina de endireitar afetará a qualidade da face final e a retilineidade dos tubos de aço. Faces finais inconsistentes e desvios nos ângulos de chanfro afetarão-a construção de soldagem no local.

Um sistema de controle de qualidade bem{0}}estabelecido é a chave para garantir a consistência da qualidade do produto.

1. Inspeção de Fábrica de Matérias-Primas: Realize testes de composição química, propriedades mecânicas, qualidade de superfície, precisão dimensional, etc. em cada lote de tiras de aço. Matérias-primas não qualificadas não devem ser colocadas em produção.
2. Controle de qualidade do processo: realize inspeções-no local e verificações pontuais para cada processo na linha de produção, identifique e corrija prontamente os desvios do processo para evitar não conformidades-do lote.
3. Inspeção de Produto Acabado: Condutainspeções como aparência, tamanho, teste hidrostático e testes não{0}}destrutivos em cada tubo de aço. Somente aqueles que passarem na inspeção poderão sair da fábrica e será emitido um certificado de qualidade.
4. Sistema de Rastreabilidade de Qualidade:Estabelecer um sistema completo de rastreabilidade de qualidade. Cada tubo de aço possui um número único, permitindo a rastreabilidade do lote de matéria-prima, equipe de produção, data de produção, registros de inspeção, etc.

1. Ambiente de Produção: A temperatura, umidade e poeira na oficina de soldagem podem afetar a qualidade da soldagem. A umidade excessiva pode causar poros na costura de solda e a poeira excessiva pode afetar o desempenho do fluxo de soldagem.
2. Condição de armazenamentoções: Os tubos de aço devem ser armazenados em local seco e ventilado para evitar chuva, umidade e ferrugem. Diferentes especificações e graus de tubos de aço devem ser armazenados separadamente para evitar misturas.
3. Processo de Transporte: Durante o transporte, medidas de proteção eficazes devem ser tomadas para evitar que os tubos sejam atingidos, comprimidos ou arranhados, o que pode causar deformação do corpo do tubo e danificar a camada anti-corrosão.