Qué es la tubería SSAW y dónde encaja la S355JR
La soldadura por arco sumergido en espiral (SSAW) es un proceso que forma una tubería a partir de una tira continua de acero laminado en caliente-doblándola en forma de hélice, de modo que la costura de soldadura discurra en espiral alrededor de la tubería en lugar de a lo largo de una sola línea recta. La costura se suelda tanto desde el interior como desde el exterior mediante soldadura por arco sumergido, lo que proporciona una penetración profunda y un cordón de soldadura limpio y bien-formado. SSAW es la forma más económica de producir tubos soldados de gran-diámetro, generalmente desde aproximadamente 20 pulgadas (508 mm) hasta 100 pulgadas (2540 mm) o más, porque se puede configurar el ancho de una tira para hacer muchos diámetros cambiando el ángulo de formación.
S355JR es un grado de acero estructural definido en EN 10025-2. La S significa acero estructural, 355 es el límite elástico mínimo de 355 MPa para espesores de hasta 16 mm, J indica una energía de impacto Charpy mínima de 27 J y R es la clase de calidad con pruebas de impacto a temperatura ambiente (20 grados Celsius). Es un grado estructural general soldable, y cuando se utiliza para tuberías soldadas, la tubería en sí normalmente se suministra según una norma de producto de tubería como EN 10219 para secciones huecas estructurales formadas en frío-o según especificaciones de proyecto para pilotes y transporte de agua. La tubería S355JR SSAW es un producto estructural, no una tubería de alta-presión: para servicios de transmisión de gases amargos o de alta presión, el comprador debe especificar grados de presión API 5L o EN 10217.
Paso 1: Inspección y preparación de la tira
La producción comienza con-flejes o placas de acero laminadas en caliente del grado especificado, normalmente suministradas con un certificado de fábrica que confirma las propiedades químicas y mecánicas EN 10025-2. La tira se desenrolla y se pasa a través de un soporte enderezador y nivelador para retirar el conjunto de bobinas y aplanar el material. La inspección de la superficie se realiza para detectar laminaciones, defectos en los bordes, incrustaciones o astillas, porque un defecto que sobreviva a esta etapa se soldará a la tubería. A continuación, los bordes de las tiras se fresan hasta obtener un ancho preciso y un perfil de borde biselado. La geometría del bisel es importante: debe permitir la penetración total de la soldadura desde el interior y el exterior sin dejar una zona de falta-de fusión en el centro de la pared.
Paso 2: formación de espirales
La tira preparada ingresa a la estación de formación en un ángulo controlado con respecto al eje de la tubería. Ese ángulo, junto con el ancho de la tira, determina el diámetro de la tubería: un ángulo más pronunciado produce un diámetro más pequeño y un ángulo más plano produce uno más grande. La tira es guiada por tres-equipo formador de jaulas o rodillos que la doblan formando una hélice continua sin pandear los bordes. El ángulo de formación también determina el ángulo de hélice de la costura de soldadura y se mantiene dentro de límites estrictos porque afecta directamente la redondez de la tubería terminada y el ajuste-de los bordes de la costura. Las modernas líneas SSAW hacen funcionar la estación de formación a una velocidad constante sincronizada con la estación de soldadura, por lo que la separación de la costura se mantiene uniforme en toda su longitud.
Paso 3: Soldadura por arco sumergido por dentro y por fuera
La soldadura se realiza con soldadura por arco sumergido, en la que el arco arde bajo una capa de fundente granular. El fundente protege del aire el metal de soldadura fundido y se alimenta continuamente delante del arco y se recupera detrás de él. El cordón de soldadura interior se deposita primero, seguido por el cordón de soldadura exterior, de modo que las dos pasadas se superpongan en el centro del espesor de la pared y produzcan una junta de penetración completa. Los parámetros de soldadura, incluida la corriente, el voltaje, la velocidad de desplazamiento y la calidad del alambre del electrodo, se ajustan para el espesor de la tira y se controlan continuamente. El alambre normalmente es un relleno de carbono-manganeso, como un grado que coincide con la resistencia S355JR, y el tipo de fundente se selecciona según la dureza requerida.
Paso 4: dimensionamiento, corte y acabado final
Una vez que la soldadura se enfría, la tubería continua se corta en longitudes ordenadas, generalmente de 6 a 12 metros, con una sierra de corte- voladora o un soplete. Luego, el tubo pasa por una sección de dimensionamiento que corrige el diámetro y la ovalidad. Los extremos de las tuberías se terminan según pedido: corte escuadrado, o biselados para soldar con el ángulo de bisel y cara de raíz especificados en el proyecto. El acabado final también incluye desbarbar y, cuando sea necesario, achaflanar el borde exterior para proteger el bisel durante la manipulación. Las tuberías se marcan con el grado, el estándar, el número de calor, el número de tubería, las dimensiones y la identificación del molino antes de pasar a las pruebas.
Paso 5: Inspección y Pruebas
El control de calidad de las tuberías S355JR SSAW sigue un plan de pruebas definido, generalmente acordado entre la fábrica y el comprador. Los controles normalmente incluyen lo siguiente:
| Prueba | Objetivo |
|---|---|
| Prueba ultrasónica de la soldadura. | Detecta defectos internos como falta de fusión, porosidad e inclusiones de escoria a lo largo de toda la costura en espiral. |
| Pruebas radiográficas | Examen volumétrico alternativo o complementario del cordón de soldadura |
| prueba hidrostática | Confirma que la tubería puede mantener la presión de prueba especificada sin fugas ni distorsiones visibles. |
| Inspección dimensional | Comprueba el diámetro exterior, el espesor de la pared, la longitud, la rectitud y la cuadratura de los extremos. |
| Ensayos de tracción y aplanamiento. | Confirme que el material base y la soldadura cumplan con los requisitos de resistencia. |
| Prueba de impacto Charpy | Verifica la tenacidad especificada del material base y, cuando sea necesario, la soldadura. |
La prueba hidrostática se lleva a cabo a la presión calculada a partir de las dimensiones de la tubería y la tensión de fibra especificada, y la presión de prueba se mantiene el tiempo suficiente para confirmar la estabilidad. Los registros de las pruebas se recopilan en el certificado de material que acompaña a cada entrega.
Paso 6: Recubrimiento y Marcado
Dependiendo del pedido, el tubo terminado se entrega desnudo o con una capa protectora. Las opciones comunes incluyen una capa de imprimación para una protección temporal contra la corrosión, epoxi adherido por fusión-o polietileno de tres-capas para servicios enterrados y un revestimiento de mortero de cemento para el transporte de agua. A la aplicación del recubrimiento le sigue la detección de vacaciones para encontrar poros en la película del recubrimiento. El marcado final repite la identificación esencial en cada tubería, y las tuberías se agrupan con tapas protectoras en los extremos o protectores de bisel antes de la carga.
¿Por qué elegir S355JR para tuberías soldadas estructurales?
S355JR ofrece una combinación útil para aplicaciones estructurales: límite elástico mínimo de 355 MPa, buena soldabilidad con procedimientos estándar y una cadena de suministro bien-establecida para tiras y placas en la mayoría de los mercados. Se especifica comúnmente para pilotes de tuberías, pilotes de cimientos, conducción de agua, líneas de lodo y miembros estructurales en general donde la tubería actúa como elemento portador de carga. Su requisito de impacto es modesto (27 J a 20 grados Celsius), por lo que para climas fríos o estructuras cargadas dinámicamente, el diseñador debe considerar los grados de temperatura más bajos-S355J0 (0 grados Celsius) o S355J2 (-20 grados Celsius) del mismo estándar.
Preguntas frecuentes
¿Qué significa S355JR en EN 10025-2?
S significa acero estructural, 355 es el límite elástico mínimo de 355 MPa para espesores de hasta 16 mm, J especifica una energía de impacto Charpy mínima de 27 J y R es el grado de calidad con la prueba de impacto realizada a temperatura ambiente, 20 grados Celsius.
¿La tubería S355JR SSAW es adecuada para gasoductos de alta-presión?
Normalmente no. S355JR es un grado estructural y sus límites de dureza y química están establecidos para la construcción y la ingeniería civil, no para la transmisión de hidrocarburos presurizados. Las tuberías de alta-presión deben especificarse según los estándares de tubos de presión API 5L o EN 10217, que tienen requisitos químicos, tenacidad obligatorios y NDE más estrictos.
¿Por qué la soldadura se realiza tanto por dentro como por fuera?
El cordón interior y el cordón exterior se superponen en la mitad del espesor de la pared, de modo que la junta logra una penetración total. Una soldadura de un solo lado-de material grueso dejaría áreas de raíces sin fusionar que actúan como sitios de inicio de grietas. Soldar ambos lados es la práctica estándar para tuberías SSAW en paredes de aproximadamente 8 mm.
¿Qué rango de diámetro cubre la tubería SSAW?
SSAW se usa generalmente para diámetros grandes, comúnmente desde aproximadamente 20 pulgadas (508 mm) hacia arriba, y algunas líneas producen hasta 16 pulgadas y hasta 100 pulgadas o más. Por debajo de ese rango, las tuberías soldadas ERW o HFI suelen ser más económicas y, para los diámetros más grandes, la LSAW (soldadura longitudinal por arco sumergido) compite directamente con la SSAW dependiendo de los requisitos de longitud y las preferencias de orientación de la costura.
¿Cómo se cambia el diámetro de la tubería en una línea SSAW?
Cambiando el ancho de la tira o el ángulo de formación, o ambos. El diámetro formado es función del ancho de la tira dividido por el ángulo de la hélice. Cambiar el ángulo en una línea determinada permite que el molino produzca una variedad de diámetros a partir del mismo ancho de banda, lo cual es una de las principales ventajas de costos del proceso en espiral.
¿Qué certificados deben venir con la tubería S355JR SSAW?
Una entrega estándar incluye un certificado de fábrica con el número de calor, la composición química, los resultados de las pruebas de tracción e impacto y los resultados de las pruebas dimensionales, generalmente emitidos como un documento EN 10204 2.2 o 3.1. Para proyectos estructurales con inspección de terceros-se requiere un certificado 3.1 o 3.2 y los informes NDE.
