Processo di produzione: foratura a vuoto rispetto a formatura e saldatura
La differenza fondamentale tra tubi d'acciaio senza saldatura e tubi d'acciaio saldati risiede nei rispettivi metodi di produzione. Il tubo senza saldatura viene prodotto partendo da un billetta cilindrica piena in acciaio, riscaldata e quindi forata con un mandrino per creare una camicia cava, seguita da laminazione e allungamento per ottenere il diametro e lo spessore di parete desiderati, tutto ciò senza alcuna saldatura. Questo processo genera un tubo con microstruttura uniforme e proprietà meccaniche costanti su tutta la circonferenza. Il tubo saldato, al contrario, parte da una bobina piana o da una lamiera d'acciaio, che viene formata a cilindro mediante laminazione e i cui bordi affiancati vengono uniti mediante saldatura ad alta frequenza a resistenza elettrica (ERW), saldatura laser o saldatura ad arco sommerso (SAW). Il cordone di saldatura viene quindi trattato termicamente e sottoposto a ispezione. Questa differenza fondamentale comporta caratteristiche prestazionali distinte: il tubo senza saldatura offre una superiore capacità di contenimento della pressione e una maggiore resistenza alla fatica grazie all'assenza di un potenziale punto debole rappresentato dalla saldatura, mentre il tubo saldato garantisce una migliore costanza dimensionale, una finitura superficiale più uniforme e un costo inferiore, specialmente per diametri elevati.
Campi di applicazione: uso ad alta pressione rispetto a uso economico per fluidi e strutture
I tubi senza saldatura sono la scelta preferita per applicazioni critiche, ad alta pressione e ad alta temperatura, dove l'integrità della saldatura potrebbe rappresentare un problema. Dominano il settore oil & gas per rivestimenti di pozzo, tubing e riser offshore (API 5L, ASTM A106), nonché nel settore della generazione di energia per tubi caldaia e collettori di surriscaldatori (ASTM A335). Sono inoltre essenziali per sistemi idraulici, reattori chimici e tubazioni per centrali nucleari. I tubi saldati, invece, vengono utilizzati nella stragrande maggioranza delle applicazioni per il trasporto di fluidi e per usi strutturali, dove le pressioni sono moderate. I tubi saldati a resistenza elettrica (ERW) (ASTM A53, API 5L) costituiscono lo standard per la distribuzione del gas naturale, le reti di approvvigionamento idrico, i sistemi antincendio e le tubazioni per impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria (HVAC). I tubi longitudinalmente saldati (LSAW) o spiralati (SSAW) di grande diametro vengono impiegati per il trasporto su lunga distanza di petrolio e gas, per gli ingressi idrici e per pali di fondazione. Nel settore edilizio, le sezioni cave strutturali saldate (HSS) (ASTM A500) vengono utilizzate come pilastri, travature reticolari e strutture spaziali grazie al loro eccellente rapporto resistenza-peso e all’aspetto estetico curato.
Linee guida sui costi, sulla disponibilità e sulla selezione
Dal punto di vista economico, il tubo saldato è generalmente dal 20% al 30% meno costoso rispetto al tubo senza saldatura per dimensioni equivalenti, grazie alla sua produzione continua e ad alto volume a partire da rotoli. È inoltre disponibile in una gamma più ampia di diametri (fino a 80 pollici o più) e spessori di parete, mentre il tubo senza saldatura è tipicamente limitato a diametri inferiori ai 26 pollici a causa dei vincoli imposti dai laminatoi a foratura. Tuttavia, il tubo senza saldatura offre un'affidabilità superiore in servizi acidi (ambienti contenenti H₂S) e sotto carichi ciclici, dove le saldature potrebbero rappresentare punti di innesco per la formazione di fessure. Nella scelta tra i due tipi, gli ingegneri devono considerare: la pressione di esercizio richiesta (tubo senza saldatura per valori superiori a 10 MPa o in condizioni di elevata fatica), il diametro (tubo saldato per diametri superiori a 24 pollici), la sensibilità ai costi (tubo saldato per impieghi generici) e i requisiti normativi (ad esempio, la norma ASME B31.3 consente generalmente entrambi i tipi, ma può prevedere ispezioni più rigorose per i tubi saldati). Per la maggior parte delle applicazioni edilizie, idriche e a bassa pressione, il tubo saldato rappresenta la scelta economica e tecnicamente valida. Per ambienti ad alta sollecitazione, alta temperatura o corrosivi, il tubo senza saldatura garantisce il margine di sicurezza necessario.
