Defecto de desalineación de tubería de acero ERW

1. Defecto de desalineación (soldadura traslapada)

El defecto de desalineación en los tubos de acero soldados por resistencia eléctrica (ERW), también conocido como soldadura por solape, se produce cuando los bordes de la pieza bruta del tubo no están alineados correctamente durante la soldadura. Incluso después de eliminar las rebabas internas y externas, aún se pueden ver rastros de desalineación tanto en las superficies internas como externas del tubo de acero. El problema principal con la desalineación es la reducción del espesor efectivo de la pared del tubo de acero. Según la norma APISPEC5L, la desalineación combinada y las rebabas residuales de un tubo de acero soldado eléctricamente no deben superar los 1,5 mm (0,060 pulgadas). Además, la desalineación puede afectar las inspecciones ultrasónicas y por rayos X y puede servir como punto de partida para la corrosión química durante el uso.

2. Causas de los defectos de desalineación

Mala calidad de formación

Los tubos de acero ERW pasan por una serie de rodillos (conformado en bruto, rollos de formación, conformación fina) para dar forma gradualmente a la bobina hasta obtener una forma cilíndrica. La calidad de este proceso de conformación afecta significativamente la calidad de la soldadura. Si el centro de la tira de acero se desplaza durante el conformado, esto provoca bordes irregulares y desalineación. Esta desalineación suele darse en una dirección, lo que facilita su identificación. Los ajustes incorrectos en los parámetros del rodillo de conformación también pueden provocar alturas irregulares en los bordes antes del rodillo de extrusión, lo que genera desalineaciones locales con direcciones impredecibles.

Efecto de extrusión

Los tubos de acero ERW se sueldan calentando los bordes de la tira y aplicando presión con el rodillo de extrusión. La fuerza de extrusión es un parámetro crucial en el proceso de soldadura, que afecta en gran medida a la calidad del tubo. Una fuerza de extrusión insuficiente da como resultado una soldadura débil debido a la menor cantidad de eutécticos y óxidos residuales, mientras que una fuerza de extrusión excesiva puede extrudir todo el metal que alcanza la temperatura de soldadura, lo que también debilita la soldadura. Las fuerzas de extrusión demasiado altas tienden a causar desalineación, que es difícil de ajustar simplemente reduciendo la fuerza de extrusión. Por lo general, la fuerza de extrusión se expresa como la diferencia en la circunferencia del tubo en bruto antes y después de pasar por el rodillo de extrusión, que generalmente equivale a la mitad del espesor de la pared del tubo de acero.

Influencia de los rodillos y las herramientas

- Rodillos: Los rodillos de formación fina y los rodillos de compresión influyen principalmente en la desalineación. El desgaste excesivo de los rodillos de formación fina, el desgaste desigual de las piezas guía y el daño en los bordes de los rodillos de compresión (especialmente el rodillo de compresión superior) pueden causar desalineaciones periódicas.

- Cojinetes de rodillos: los cojinetes de rodillos de extrusión dañados pueden provocar una rotación desigual o no rotación, lo que genera fuerzas de extrusión desiguales y desalineación. El desgaste significativo o los espacios en los cojinetes también pueden provocar una rotación desigual y desalineación.

- Instalación de herramientas de rodillos: La mala calidad de instalación de los rodillos de conformado de precisión y de los rodillos de extrusión laterales, los grandes espacios entre los ejes y los cojinetes de los rodillos de extrusión, y entre los ejes y los asientos de los rodillos, pueden provocar desalineación.

3. Evaluación y confirmación de la desalineación

La desalineación se identifica principalmente mediante una inspección visual. Los indicadores clave incluyen:

- Rebabas externas: Las extrusiones de soldadura no están centradas en las rebabas externas.

- Cordón de soldadura exterior: El cordón aparece desigual después de eliminar las rebabas, con cambios de ancho y forma.

- Rebabas internas: Las grietas o rajaduras intermitentes en las rebabas internas pueden indicar una desalineación.

4. Ajuste y eliminación de desalineaciones

Para solucionar la desalineación, identifique la causa y tome las medidas adecuadas:

- Asegúrese de que el centro de la tira de acero no se desvíe durante el conformado. Ajuste la reducción de diámetro de conformado fino y las reducciones de rodillo pequeñas para eliminar las ondulaciones y protuberancias en los bordes.

- Seleccionar los parámetros de proceso adecuados, especialmente la fuerza de extrusión de soldadura.

- Rectificar rodillos excesivamente desgastados y reparar rodillos de compresión dañados.

- Reemplace los cojinetes con desgaste significativo o grandes holguras y asegúrese de una lubricación adecuada.

- Asegúrese de que los rodillos estén instalados horizontalmente y elimine los espacios excesivos entre el eje del rodillo de extrusión y los cojinetes durante los cambios de carril.

5. Conclusión

La desalineación es un problema común en la producción de tubos de acero ERW, especialmente en el caso de tubos de paredes delgadas. Identificar la causa y tomar medidas correctivas es crucial. Durante la producción normal, las soldaduras a tope de la materia prima pueden causar abultamientos significativos, lo que genera una desalineación al pasar por el rodillo de extrusión. El ajuste fino del rodillo de extrusión superior puede ayudar a eliminar esta desalineación.

Al comprender las causas y las soluciones de los defectos de desalineación, los fabricantes pueden garantizar la calidad y confiabilidad de las tuberías de acero ERW, manteniendo su integridad estructural y su desempeño en diversas aplicaciones.