Tubos de acero soldados por arco sumergidoComo producto importante en el sector de las tuberías industriales modernas, los tubos de acero con costura recta, soldados por arco sumergido de doble cara, con su rendimiento estructural único y ventajas tecnológicas, son indispensables en tuberías de transporte de larga distancia y estructuras de soporte de edificios. Su proceso de fabricación integra tecnología de soldadura automatizada y procesos de conformado de precisión, logrando una alta resistencia y un alto rendimiento de sellado de la costura soldada mediante soldadura por arco sumergido de doble cara, lo que los convierte en un material clave para garantizar la seguridad en la transmisión de energía.
Primero, análisis de los procesos centrales de tubos de acero con costura recta soldados por arco sumergido de doble cara.
La fabricación de tubos de acero con costura recta y soldadura por arco sumergido de doble cara comienza con el procesamiento de precisión de placas de acero laminadas en caliente de alta calidad. Primero, la placa de acero se procesa al ancho requerido mediante una fresadora y luego se somete a múltiples procesos de prensado progresivo en una conformadora JCOE para formar una pieza bruta de tubo. La etapa de soldadura del núcleo emplea un proceso de soldadura por arco sumergido de doble cara: primero, se suelda una costura presoldada a la pared interior de la pieza bruta de tubo, luego se completa la costura principal mediante soldadura por arco sumergido en la pared exterior y, finalmente, se realiza una soldadura suplementaria en la pared interior. Este método de soldadura por capas permite una penetración de la soldadura superior al 70 % del espesor de la placa, lo que mejora significativamente la resistencia de la unión. Durante la soldadura, el arco bajo la capa de fundente funde el metal a una temperatura de 1600 °C, formando una capa protectora de escoria que aísla eficazmente el aire, evitando la porosidad y las inclusiones de escoria.
En comparación con las tuberías de acero con costura recta convencionales, la soldadura por arco sumergido de doble cara crea una fina estructura de ferrita en forma de aguja en la zona de soldadura, lo que aumenta su resistencia al impacto en más de un 30 %. Las pruebas ultrasónicas en línea y la inspección por rayos X garantizan que la calidad interna de la soldadura cumple con estándares internacionales como API 5L o GB/T 9711. Productos típicos, como las tuberías de acero de grado X80, tienen un límite elástico de hasta 555 MPa y pueden soportar presiones de transmisión superiores a 15 MPa, siendo ampliamente utilizadas en proyectos de oleoductos nacionales como el Gasoducto Oeste-Este.
En segundo lugar, una comparación técnica y económica con los tubos de acero soldados en espiral.
Si bien las tuberías de acero soldadas en espiral por arco sumergido de doble cara (como el acero L485M según la norma GB/T 9711) ofrecen ventajas en la producción continua y un gran diámetro, las tuberías de acero soldadas con costura recta son superiores en cuanto a estabilidad a la presión y precisión dimensional. Debido a que la costura de soldadura de las tuberías de acero en espiral se distribuye en espiral, la descomposición de la tensión circunferencial bajo alta presión puede causar puntos débiles. Por otro lado, la costura de soldadura longitudinal de las tuberías de acero soldadas con costura recta se somete a tensión en la misma dirección que la tensión principal, y la presión de rotura suele ser entre un 10 % y un 15 % superior. Pruebas comparativas en un proyecto de oleoducto mostraron que la vida útil por fatiga de las tuberías de acero soldadas con costura recta de la misma especificación alcanzó los 2 millones de ciclos, aproximadamente 1,5 veces superior a la de las tuberías de acero soldadas con espiral. Desde la perspectiva del costo de producción, la tasa de utilización de material de los tubos de acero soldados con costura recta con un diámetro inferior a 1420 mm puede alcanzar el 96%, mientras que los tubos de acero soldados en espiral presentan una pérdida de material residual de aproximadamente el 5% debido a las limitaciones del ancho de la placa. Sin embargo, en el campo de diámetros ultragrandes (como 3000 mm o superiores), los tubos de acero en espiral no requieren placas de acero ultraanchas personalizadas, y sus ventajas económicas comienzan a surgir. Cabe destacar que los tubos de acero con costura recta son más fáciles de automatizar con procesos de expansión de diámetro. La expansión mecánica permite controlar las desviaciones de redondez dentro del 0,5% D, lo cual es crucial para garantizar la precisión de la conexión de las tuberías.
En tercer lugar, procesos innovadores y escenarios de aplicación especiales.
En los últimos años, la tecnología de tuberías soldadas por arco sumergido con costura recta ha logrado avances continuos: en el proyecto de oleoducto submarino del Mar Meridional de China, las tuberías de acero de costura recta de grado X65 con un recubrimiento anticorrosivo de doble capa de FBE+PP, mediante la adición de un 0,06 % de microaleación de Nb, alcanzaron una energía de impacto superior a 220 J a -40 °C. En la construcción de tuberías polares, las tuberías de acero de grado X100 fabricadas mediante TMCP (Proceso de Control Termomecánico) redujeron el espesor de pared en un 15 %, manteniendo una excelente resistencia al agrietamiento.
Campos especiales como las tuberías de centrales nucleares exigen el cumplimiento de los indicadores de rendimiento en dirección Z de la norma RCC-M. Las tuberías de acero con costura recta del recipiente de contención de una central nuclear, que utilizaban placas de acero con bajo contenido de azufre y fósforo especialmente formuladas (S≤0,002%), combinadas con un proceso de soldadura multipaso de espacio estrecho, lograron una reducción del área en la dirección del espesor superior al 75%. En el sector del transporte de lodos de carbón, las tuberías de acero con costura recta compuestas con revestimiento cerámico de 6 mm de espesor presentan una resistencia al desgaste ocho veces superior a la de las tuberías de acero convencionales, alcanzando una vida útil de 15 años en una planta de preparación de carbón en Shanxi.
En cuarto lugar, tendencias y desafíos del desarrollo de la industria.
Con el avance de la fabricación inteligente, las principales empresas nacionales han logrado la digitalización completa de la producción de tubos de acero con costura recta. El sistema MES de una fábrica puede monitorizar más de 200 parámetros en tiempo real, incluyendo la corriente de soldadura (con fluctuaciones controladas dentro de ±15 A) y la energía lineal (18-22 kJ/cm), lo que aumenta la tasa de calificación del producto al 99,92 %. Sin embargo, en cuanto a las materias primas, el acero para tuberías de alta gama aún depende de las importaciones; por ejemplo, el 80 % de las placas de acero de grado X90/X100 deben adquirirse a otras empresas.
Los requisitos ambientales también impulsan la innovación tecnológica. La aplicación de una nueva generación de fundentes de soldadura de baja emisión de humo ha reducido la concentración de polvo en los talleres de soldadura de 15 mg/m³ a 3 mg/m³. En el futuro, con la creciente demanda de construcción de tuberías de hidrógeno, la investigación y el desarrollo de tuberías de acero con costura recta resistentes a la fragilización por hidrógeno se convertirán en un objetivo clave. Actualmente, se han producido productos de acero de grado L415H con un índice de sensibilidad al agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC) ≤2% en el país. Sin embargo, en el campo de las tuberías de aguas profundas por encima de los 1500 metros, aún queda por abordar el reto de controlar la tensión residual de la soldadura en tuberías de acero con costura recta de paredes gruesas (≥40 mm).
De la tierra al mar, de la energía convencional a la transmisión de nuevas energías, las tuberías de acero con costura recta soldadas por arco sumergido de doble cara siguen demostrando su valor fundamental como elemento vital de la industria. Su evolución tecnológica refleja la transformación de la fabricación china, desde la expansión de escala hasta la mejora de la calidad, y anticipa las infinitas posibilidades que ofrece la integración de nuevos materiales y procesos. En el contexto de la neutralidad de carbono, este producto para tuberías, que combina alta resistencia y larga vida útil, desempeñará sin duda un papel aún más crucial en la reestructuración de la infraestructura energética global.
Hora de publicación: 18 de noviembre de 2025