Processo de Fabricação: Perfuração versus Formação e Soldagem
A principal diferença entre tubos de aço sem costura e soldados reside nos seus processos de fabricação fundamentalmente distintos. A produção de tubos sem costura começa com um tarugo cilíndrico sólido de aço, que é aquecido a uma temperatura elevada e, em seguida, perfurado no centro com um mandril para criar uma casca oca . Essa casca é subsequentemente laminada e esticada até atingir o comprimento, diâmetro e espessura de parede exigidos, resultando em um tubo sem costura longitudinal ou espiral . Esse processo é amplamente classificado em laminação a quente (para diâmetros grandes e paredes espessas) e laminação a frio ou trefilação (para alta precisão e superfícies lisas) . Em contraste, o tubo soldado começa como uma tira plana de aço, conhecida como skelp, que é conformada por laminação em forma cilíndrica . As bordas longitudinais são então fundidas juntas utilizando diversas técnicas de soldagem .
Métodos de Soldagem: ERW, LSAW e Outros
O método específico de soldagem empregado é outro diferencial fundamental entre os tubos soldados. Solda por resistência elétrica (ERW) é um método dominante para diâmetros pequenos a médios, no qual uma corrente elétrica de alta frequência é aplicada entre as bordas do cilindro conformado, fazendo com que elas se fundam e se unam sem metal de adição . Para diâmetros maiores e paredes mais espessas, Soldagem Longitudinal por Arco Submerso (LSAW) é utilizada, na qual uma chapa de aço é conformada em forma cilíndrica e a junta longitudinal é soldada tanto pelo lado interno quanto pelo lado externo . Uma variação desse processo é Soldagem Espiral por Arco Submerso (SSAW) , onde uma tira contínua de aço é formada espiralmente e soldada, permitindo a produção de diâmetros muito grandes e comprimentos estendidos .
Desempenho, Custo e Características Dimensionais
Essas diferentes rotas de fabricação resultam em perfis distintos de desempenho, custo e dimensões. Os tubos sem costura, que não possuem junta soldada, são considerados como tendo uma estrutura uniforme e nenhuma possível zona fraca, oferecendo propriedades mecânicas superiores e maior resistência à corrosão . São, em geral, a opção mais segura para aplicações críticas, de alta pressão e alta temperatura . No entanto, o processo de laminação e alongamento pode produzir uma espessura de parede menos consistente, comparada à espessura precisa das chapas de aço utilizadas na soldagem . Os tubos soldados, por sua vez, são geralmente mais baratos de fabricar (20–40% menos) e mais amplamente disponíveis . As técnicas modernas de soldagem, especialmente a soldagem por resistência de alta frequência (ERW), produzem juntas com resistência igual ou superior à do metal base . Os tubos soldados também oferecem tolerâncias dimensionais mais rigorosas e um acabamento superficial mais liso .
Domínios de Aplicação: Alta Pressão versus Serviço Geral
A escolha entre tubos sem costura e soldados é determinada pelas exigências específicas da aplicação. Os tubos sem costura são obrigatórios ou fortemente preferidos em aplicações de alta pressão, como refinarias e cilindros hidráulicos, e em serviços de alta temperatura acima de 400 °C , serviços de baixa temperatura abaixo de -46 °C , e ambientes com serviço ácido (sour service) . São ideais para dutos de transmissão de petróleo e gás e componentes críticos, como tubos de caldeira. Os tubos soldados são normalmente aceitáveis e muitas vezes preferidos para dutos de grande diâmetro (NPS 24+) , aplicações estruturais (conforme ASTM A500, EN 10219) , transmissão de água e utilidades de baixa pressão , e projetos nos quais o custo e os prazos de entrega são os principais fatores decisivos . Em aplicações estruturais, não há diferença de desempenho entre os tubos de aço soldados por resistência elétrica (ERW) e os tubos sem costura .
Em resumo, a seleção entre tubos sem costura e soldados exige a avaliação dos requisitos de pressão, temperatura, resistência à corrosão, dimensões e orçamento o tubo sem costura é a opção superior para aplicações críticas, de alta tensão e em ambientes corrosivos, enquanto o tubo soldado oferece uma solução econômica e versátil para a grande maioria das aplicações gerais, estruturais e de grande diâmetro .
