Introducción
La fabricación deTuberías longitudinales soldadas por arco sumergido (LSAW)es un proceso industrial altamente controlado diseñado para producir tuberías de gran-diámetro, paredes gruesas-y alta-resistencia para industrias exigentes. Si bien el artículo principalTuberías LSAW y sus aplicacionesproporciona una descripción general de las características y el uso de las tuberías LSAW; este sub-artículo profundiza en el flujo de trabajo de producción completo.
Comprender este proceso es valioso para los ingenieros de tuberías, los equipos de adquisiciones, los contratistas y cualquier persona involucrada en el petróleo y el gas, el transporte acuático, la ingeniería costa afuera o la construcción estructural. Cada etapa-desde la selección de la materia prima hasta la prueba hidrostática final-contribuye al rendimiento superior por el que son conocidas las tuberías LSAW.
1. Selección de materia prima: la base de la calidad
La producción de tuberías LSAW comienza con placas de acero de alta-calidad, generalmente producidas mediante laminado controlado o procesamiento termo-controlado termomecánico (TMCP). Las placas deben poseer propiedades mecánicas ideales: alta resistencia a la tracción, buena ductilidad y resistencia a la corrosión y a la propagación de grietas.
Grados y estándares de acero
Las especificaciones comunes incluyen:
- API 5L (grados B a X80)
- ASTM A672/A671
- EN 10219 / EN 10210
Las placas de alta-calidad garantizan que la tubería pueda resistir la presión interna, entornos extremos y estrés operativo-a largo plazo.
Inspección de placas
Antes de formar, cada placa de acero se somete a:
- examen visual
- Controles dimensionales
- Escaneo ultrasónico para detectar defectos internos.
Sólo se admiten placas impecables en la etapa de formación.
2. Fresado de bordes: preparación para soldar
Las fresadoras de bordes recortan los bordes de las placas de acero en ángulos precisos. Esto asegura:
- Ajuste perfecto-durante la soldadura por costura
- Penetración completa de la soldadura
- Riesgo reducido de defectos de soldadura como porosidad o fusión incompleta.
Los bordes lisos y uniformes son esenciales para lograr una costura de soldadura fuerte y confiable.
3. Formación de la tubería: procesos UOE y JCOE
La tecnología de conformado define la precisión dimensional y el rendimiento mecánico de la tubería.
Proceso UOE
Se prefiere el método UOE para tuberías de gran-diámetro y paredes gruesas-.
- Prensa en forma de U-
- Prensa en forma de O-
- Expansión (etapa E)aumenta ligeramente el diámetro para lograr una redondez perfecta
El proceso de expansión mejora la precisión dimensional y reduce la tensión residual.
Proceso JCOE
El método de formado JCOE da forma a la placa de forma progresiva:
- J-presione
- C-presionar
- O-formación
- Expansión en frío
Es muy flexible, adecuado para diámetros medianos y grandes e ideal para producción en lotes más pequeños-.
Tanto UOE como JCOE producen tuberías con excelente consistencia dimensional e integridad estructural.
4. Soldadura por puntos y soldadura interna
Una vez que a la placa de acero se le da forma cilíndrica, se suelda por puntos para mantener la forma en su lugar para las principales operaciones de soldadura.
Soldadura SAW interna
UsandoSoldadura por arco sumergido (SAW), primero se suelda el interior del tubo.
Ventajas:
- Penetración profunda de la soldadura
- Alta tasa de deposición
- Defectos mínimos de soldadura
La soldadura interna proporciona la base para la resistencia estructural de la tubería.
5. Soldadura por arco sumergido externo
Una vez completada la soldadura interna, la tubería pasa a la estación de soldadura SAW externa. Esta segunda soldadura:
- Completa la penetración total desde el exterior.
- Garantiza un cordón de soldadura suave y uniforme.
- Produce máxima resistencia en la costura.
La soldadura SAW interna y externa en conjunto garantiza que la tubería cumpla o supere los estrictos estándares de tubería-.
6. Tratamiento térmico: alivio del estrés y mejora mecánica
Las tuberías LSAW, especialmente las de paredes-gruesas, deben someterse a un tratamiento térmico para eliminar la tensión inducida por la soldadura-.
Los métodos comunes de tratamiento térmico incluyen:
- Normalizando
- Temple + Revenido
- Tratamiento térmico posterior-a la soldadura (PWHT)
Los beneficios incluyen:
- Dureza mejorada
- Resistencia mejorada a la fractura frágil.
- Mejor estabilidad dimensional
Este paso es fundamental para tuberías que operan bajo alta presión o variaciones extremas de temperatura.
7. Expansión mecánica: garantizar una redondez perfecta
Se aplica expansión mecánica para minimizar la tensión residual y mejorar la circularidad (ovalidad).
Los beneficios incluyen:
- Mejor rendimiento de soldadura en campo
- Mayor precisión geométrica
- Mayor seguridad operativa
Este proceso garantiza que la tubería encaje perfectamente con las secciones de tubería adyacentes.
8. Pruebas no-destructivas (NDT): el núcleo de la integridad de las tuberías
Las tuberías LSAW se someten a una inspección exhaustiva de END, que supera con creces a muchos otros tipos de tuberías.
Pruebas ultrasónicas (UT)
Se utiliza para detectar:
- Defectos de laminación
- Problemas de fusión de soldadura
- Inclusiones internas
Pruebas radiográficas (RT)
Las imágenes de rayos X-o gamma-garantizan la integridad de la soldadura y detectan defectos internos.
Pruebas de partículas magnéticas (MT)
Utilizado para:
- Grietas superficiales
- Defectos en la punta de soldadura
Pruebas hidrostáticas
Cada tubería se llena con agua y se presuriza para confirmar que pueda soportar presiones operativas sin fugas.
9. Biselado y Acabado
Los extremos de los tubos están biselados para prepararlos para la soldadura en campo.
El acabado también incluye:
- Limpieza de superficies
- Re-comprobación dimensional
- Codificación de marcado y trazabilidad.
Un biselado adecuado garantiza uniones soldadas fuertes en el campo.
10. Recubrimiento y embalaje
Dependiendo de los requerimientos del cliente, las tuberías podrán recibir:
- Recubrimientos 3LPE o 3LPP
- Recubrimiento FBE
- Revestimiento interno de epoxi
- Recubrimientos bituminosos o de alquitrán de hulla
Estos recubrimientos mejoran la resistencia a la corrosión y reducen la fricción del fluido dentro de la tubería.
Los métodos de embalaje incluyen:
- agrupación
- Soportes de madera
- Flejes de acero
- Tapas protectoras
Conclusión
La producción de tuberías LSAW es un proceso detallado y de alta ingeniería que exige precisión, equipos avanzados y un riguroso control de calidad. Cada etapa-desde la inspección de la placa en bruto hasta las pruebas hidrostáticas-garantiza que el producto terminado pueda funcionar de manera confiable en industrias vitales en todo el mundo.
Para obtener una descripción general de las propiedades, características y sectores de aplicación de las tuberías LSAW, también puede leer nuestra guía principal:Tuberías LSAW y sus aplicaciones.
