Tubi senza saldatura vs tubi saldati: guida comparativa completa

L'assenza di una saldatura nelle tubazioni senza saldatura si traduce in una maggiore resistenza e una migliore capacità di sopportare la pressione, ma le tubazioni saldate offrono un vantaggio in termini di costi, che varia dal 20% al 50%, pur rimanendo adatte alla maggior parte delle applicazioni che richiedono pressioni da basse a medie. La scelta corretta richiede una valutazione delle esigenze operative, unitamente alle normative applicabili e alle risorse finanziarie disponibili, anziché presumere che le tubazioni senza saldatura offrano prestazioni migliori rispetto ad altre opzioni.

Nel 2023, un'impresa cinese di ingegneria, approvvigionamento e costruzione (EPC) ha spedito dodici chilometri di tubi saldati ERW a un progetto di desalinizzazione in Arabia Saudita. Il cliente ha respinto l'intera fornitura perché le specifiche dei tubi, nascoste in un'appendice del contratto, imponevano una costruzione senza saldature secondo lo standard API 5L PSL2. I costi totali di sostituzione hanno superato i 180,000 dollari, inclusi i costi per la spedizione aerea urgente. I tubi in sé rispettavano gli standard tecnici necessari per l'uso previsto. Il cedimento si è verificato a causa di specifiche errate e non di materiali difettosi.

L'articolo offre un confronto completo tra tubi senza saldatura e tubi saldati, analizzandone i metodi di produzione. Scoprirete il processo di fabbricazione di ciascun tipo di tubo, le loro caratteristiche di resistenza, i prezzi e la resistenza alla corrosione, insieme alle situazioni specifiche in cui è necessario scegliere un tipo di tubo piuttosto che l'altro. Avrete a disposizione un quadro di riferimento pratico per prendere decisioni, da utilizzare nei vostri prossimi progetti.

Punti chiave

• I tubi senza saldatura non presentano giunture di saldatura, il che conferisce loro una maggiore resistenza uniforme e prestazioni migliori in ambienti ad alta pressione, alta temperatura e corrosivi.
• I tubi saldati vengono prodotti arrotolando lamiere o bobine di acciaio e unendone i bordi, il che li rende più economici e disponibili in diametri molto maggiori.
• Secondo la norma ASME B31.3, i tubi senza saldatura presentano un fattore di efficienza di giunzione E = 1.00, mentre i tubi saldati ERW presentano un fattore E = 0.85.
• Le moderne tubazioni saldate, con ispezione al 100% tramite ultrasuoni o radiografia della saldatura, sono sempre più utilizzate per servizi che in precedenza richiedevano tubazioni senza saldatura.
• La scelta è dettata dalle normative sulle tubazioni, dalle condizioni operative, dall'esposizione alla corrosione e dal budget del progetto, non solo dal tipo di tubo.
• Nelle applicazioni con acciaio inossidabile, la saldatura può provocare sensibilizzazione nella zona termicamente alterata, il che potrebbe richiedere un trattamento termico post-saldatura o favorire la scelta di un acciaio senza saldatura.

Se hai bisogno di aiuto per scegliere il tipo di tubo più adatto al tuo progetto, il nostro team offre consulenza tecnica per la selezione dei materiali e la revisione delle specifiche.

Qual è la differenza tra tubi senza saldatura e tubi saldati?

La differenza fondamentale tra queste due cose è facile da capire. I tubi senza saldatura vengono prodotti trasformando un unico blocco di acciaio in un tubo, senza creare alcuna saldatura. Il processo di produzione dei tubi saldati prevede invece di modellare una lamiera o una striscia di acciaio a forma di cilindro e di unire i bordi tramite saldatura.

La differenza nei metodi di produzione comporta molteplici impatti che influenzano la resistenza, i costi, la distribuzione del prodotto e l'uniformità delle dimensioni del prodotto. I diversi metodi di produzione di ciascun tipo portano a risultati prestazionali differenti in specifici casi d'uso.

Come vengono fabbricati i tubi senza saldatura

I tubi senza saldatura vengono realizzati partendo da un blocco di acciaio massiccio di forma tonda. I ricercatori hanno riscaldato il blocco a circa 1,200 gradi Celsius prima di utilizzare una fresa rotativa per creare un foro centrale nel metallo, secondo il processo Mannesmann. Gli operai hanno poi allungato il blocco laminato fino a raggiungere il diametro esterno e lo spessore della parete desiderati.

Il tubo in acciaio è costituito da un unico tratto metallico continuo, il che elimina la necessità di una saldatura longitudinale. La struttura granulare del tubo senza saldatura mantiene il suo percorso ininterrotto lungo l'intero diametro del tubo, garantendo caratteristiche meccaniche costanti.

Il processo richiede un notevole consumo energetico a fronte di una produzione di materiale ridotta. Un laminatoio per tubi senza saldatura converte in genere solo il 65-75% della massa del lingotto in tubo finito. Il materiale rimanente si trasforma in scaglie, ritagli e scarti di lavorazione. La bassa resa produttiva comporta costi di produzione più elevati per la fabbricazione di tubi senza saldatura.

L'azienda produce opzioni di dimensioni limitate. La maggior parte degli impianti di produzione di tubi senza saldatura può produrre tubi con un diametro esterno fino a circa 24 pollici (610 mm). La produzione di dimensioni maggiori diventa impossibile a causa di due fattori: le limitazioni sulle dimensioni del lingotto e le restrizioni sulla forza di perforazione.

Come vengono fabbricati i tubi saldati

I tubi saldati si ottengono a partire da lamiere, nastri o bobine di acciaio. Il materiale viene arrotolato in una forma cilindrica e i bordi longitudinali vengono uniti mediante saldatura.

Si utilizzano tre metodi principali di saldatura:

• ERW (Resistenza Elettrica Saldata)La saldatura ERW (Electron Redwing) avviene tramite corrente elettrica ad alta frequenza che riscalda i bordi di una striscia di acciaio, i quali vengono poi pressati insieme. Questa tecnica è la più comune per tubi con diametro fino a 24 pollici.
• LSAW (saldatura longitudinale ad arco sommerso)Una piastra d'acciaio viene formata a cilindro e la saldatura longitudinale viene eseguita mediante saldatura ad arco sommerso. La saldatura ad arco sommerso (LSAW) viene utilizzata per tubi di grande diametro, in genere da 16 a 60 pollici.
• SSAW (saldatura ad arco sommerso a spirale)Una bobina di acciaio viene formata a spirale e la saldatura a spirale viene eseguita in modo continuo. La saldatura SSAW viene utilizzata per condotte di diametro molto grande e di lunga distanza.

La produzione di tubi saldati consente un utilizzo del materiale molto più elevato. Un impianto di saldatura per tubi converte in genere oltre il 90% della massa della bobina o della lamiera in tubi finiti. Il processo è inoltre più rapido e meno energivoro. Questi fattori rendono i tubi saldati significativamente più economici.

Un altro vantaggio è la flessibilità del diametro. Poiché i tubi saldati vengono prodotti a partire da lamiere o bobine, è possibile realizzarli in diametri molto grandi, pari o superiori a 100 pollici, impossibili da produrre con la tecnica della saldatura.

Tubi senza saldatura vs tubi saldati: confronto fianco a fianco

Fattore	tubi senza saldatura	tubi saldati	Note
Produzione	Perforazione rotativa a caldo da billetta solida	Laminazione e saldatura di lamiere, nastri o bobine.	Seamless non presenta cuciture di saldatura
Cordone di saldatura	Nona	Longitudinale (ERW, LSAW) o spirale (SSAW)	La giunzione conferisce al tubo saldato un potenziale punto debole
Forza	Maggiore resistenza uniforme; proprietà isotropiche	Buona resistenza; la cucitura è un potenziale concentratore di stress	La saldatura ERW moderna riduce il divario
Pressione nominale	Ideale per alta pressione e alta temperatura	Adatto per pressioni da basse a medie	La struttura senza saldature resiste a una pressione superiore di circa il 20%.
Efficienza delle giunzioni (ASME B31.3)	E = 1.00	E = 0.85 (ERW)	La saldatura richiede una parete più spessa per la stessa pressione
Resistenza alla Corrosione	Superiore; nessuna cucitura da attaccare	La zona di saldatura e la zona termicamente alterata possono essere vulnerabili	Il trattamento termico post-saldatura (PWHT) può mitigare i problemi relativi alle zone pericolose (HAZ).
Costo	Dal 20% al 50% più costoso rispetto alla saldatura	Più economico	Prezzo unitario; il costo totale di proprietà (TCO) potrebbe essere diverso.
Size Range	In genere fino a ~24″ (610 mm) di diametro esterno	Altamente flessibile; possibile diametro superiore a 100 pollici.	I grandi diametri richiedono la saldatura
Tolleranza sullo spessore delle pareti	+/-12.5% (può variare a causa dell'eccentricità)	+/-10% (ERW) o +/-8% (LSAW)	La saldatura è più uniforme
Resa del materiale	65-75% della massa del lingotto	Oltre il 90% della massa della bobina o della piastra	Una resa inferiore comporta costi uniformi
Tempi Di Consegna	8-16 settimane (standard); 20+ settimane (specialistico)	4-10 settimane; spesso disponibile a magazzino	La semplicità richiede l'approvvigionamento di billette
Le migliori applicazioni	Linee ad alta pressione, caldaie, processi chimici, nucleare	Strutture, impianti idrici, impianti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC), condotte di grande diametro	L'applicazione determina la scelta

La tabella presenta le distinzioni fondamentali tra due elementi, ma richiede dati numerici per comprenderne il significato.

I tubi saldati offrono prestazioni superiori grazie alla loro capacità di soddisfare i requisiti di spessore della parete. Il processo di punzonatura crea risultati incontrollati che causano eccentricità e variazioni di spessore della parete lungo la circonferenza del tubo senza saldatura. Il processo di laminazione, invece, stabilisce controlli rigorosi che determinano lo spessore della parete del tubo saldato in base alle specifiche del materiale della lamiera o del nastro. Per le applicazioni che richiedono uno spessore preciso della parete, questo può essere un fattore importante da considerare.

I tubi senza saldatura offrono prestazioni migliori rispetto ai tubi saldati perché, non presentando la saldatura, sono protetti dai carichi ciclici e dai danni da corrosione. La saldatura dei tubi crea una zona termicamente alterata (ZTA) che sviluppa una microstruttura differente. La ZTA dei tubi saldati si trasforma in una zona di innesco primario delle cricche in condizioni di servizio corrosive con acido solfidrico e stress ciclico.

Confronto tra resistenza e pressione nominale

I tubi senza saldatura offrono generalmente una maggiore resistenza alla trazione e una migliore capacità di pressione perché non presentano saldature che possano rappresentare un potenziale punto di rottura. Secondo il codice ASME B31.3 per le tubazioni di processo , ai tubi senza saldatura viene assegnato un fattore di efficienza di giunzione E = 1.00, mentre ai tubi saldati ERW viene assegnato E = 0.85.

Cosa significa questo in pratica? Il tubo saldato richiede uno spessore della parete superiore a quello del tubo senza saldatura, poiché necessita del 18% di spessore in più per raggiungere gli stessi livelli di sicurezza di entrambi i tubi, che condividono lo stesso grado di materiale. Il tubo senza saldatura presenta una migliore resistenza alla pressione perché mantiene lo stesso spessore della parete degli altri tubi.

Il divario di rendimento si è ridotto in modo significativo.

La moderna tecnologia di saldatura ERW ad alta frequenza (HFI), unitamente all'ispezione al 100% tramite ultrasuoni o radiografia della saldatura, consente di realizzare tubazioni saldate che offrono prestazioni affidabili in molteplici applicazioni, laddove in precedenza era necessaria la costruzione senza saldatura. Diverse società di ingegneria hanno modificato i propri requisiti per consentire l'utilizzo di tubazioni saldate con controlli non distruttivi completi della saldatura per applicazioni con fluidi di Categoria D, secondo gli standard ASME B31.3, che riguardano sostanze non infiammabili e non tossiche utilizzate a temperature e pressioni intermedie.

La chiave sta nell'abbinare la scelta del tubo all'applicazione prevista. Il settore considera i tubi senza saldatura come l'opzione standard, che gli installatori devono utilizzare per il trasporto di idrocarburi ad alta pressione, i tubi delle caldaie, le applicazioni nucleari e criogeniche. Il settore considera invece i moderni tubi saldati, sottoposti a controlli adeguati, sufficienti per la distribuzione dell'acqua, i supporti strutturali, gli impianti HVAC e le reti di tubazioni per servizi generali.

La costruzione di tubi senza saldatura consente la formazione di difetti durante la produzione. Il processo di foratura può produrre delaminazioni interne, inclusioni e aree di eccentricità. Un corretto processo di ispezione richiede l'esecuzione di prove idrostatiche, prove a ultrasuoni e ispezioni a correnti parassite su tutti i tipi di tubi.

Requisiti relativi a standard e prove

Sia i tubi senza saldatura che quelli saldati devono soddisfare rigorosi requisiti di collaudo secondo le normative applicabili. La maggior parte delle specifiche, tra cui ASTM A53, ASTM A106 e API 5L, richiede il collaudo idrostatico. La pressione di prova viene in genere calcolata tra il 60 e l'80 percento della resistenza allo snervamento minima specificata.

I requisiti per le prove non distruttive (NDT) variano a seconda del tipo di tubo e dello standard:

• Tubo senza saldatura: I controlli a ultrasuoni (UT) per difetti longitudinali, i controlli a correnti parassite per difetti superficiali e i controlli idrostatici sono standard. Alcune specifiche richiedono controlli a ultrasuoni su tutta la superficie.
• Tubo saldatoOltre alla prova idrostatica, la saldatura deve essere ispezionata mediante metodi a ultrasuoni o radiografici. La norma API 5L PSL2 richiede l'ispezione del 100% della saldatura per le tubazioni saldate.

Quando si valutano le differenze tra le tabelle di spessore delle tubazioni e le pressioni nominali, fare riferimento alla nostra guida sulle differenze tra le tabelle di spessore delle tubazioni per dati dettagliati sullo spessore delle pareti e sulla pressione.

Confronto dei costi: perché i tubi senza saldatura costano di più

I tubi senza saldatura costano in genere dal 20 al 50 percento in più rispetto ai tubi saldati di pari dimensioni nominali, grado e spessore. In alcune leghe speciali e per diametri maggiori, il sovrapprezzo può essere ancora più elevato.

Diversi fattori contribuiscono a questa differenza di costo:

• efficienza delle materie primeLa produzione senza saldatura trasforma solo il 65-75% del lingotto in tubo finito. La produzione saldata trasforma oltre il 90% della bobina o della piastra.
• Consumo di energiaRiscaldare una billetta solida fino alla temperatura di perforazione e mantenerla a temperature di laminazione richiede molta più energia rispetto alla formatura e alla saldatura di un nastro laminato a freddo o a caldo.
• Tasso di produzioneGli impianti di saldatura di tubi funzionano a velocità più elevate e producono un maggior numero di metri lineari all'ora.
• Disponibilità di alloggiPer realizzare tubi senza saldatura di alta qualità sono necessari lingotti puliti e a basso contenuto di inclusioni. La disponibilità di lingotti può essere limitata, soprattutto per le leghe speciali.
• Sovrapprezzi di tagliaI tubi senza saldatura di grande diametro sono rari e costosi perché poche acciaierie sono in grado di produrli.

Tuttavia, il prezzo unitario non è tutto.

Total Cost of Ownership

I costi totali di gestione delle applicazioni critiche determineranno quale opzione tra tubi senza saldatura e tubi saldati risulti più vantaggiosa. I costi di fermo impianto e di sostituzione dei tubi saldati che si rompono in corrispondenza delle saldature durante operazioni ad alta pressione supereranno qualsiasi risparmio iniziale sui materiali. I tubi senza saldatura offrono una migliore resistenza alla corrosione rispetto ai tubi saldati, il che consente periodi operativi più lunghi e minori esigenze di manutenzione sia in ambienti corrosivi che marini.

Una condotta di trasmissione del gas naturale opera a una pressione di 1200 psi. Il costo dei tubi senza saldatura raggiunge i 45 euro al metro, mentre i tubi saldati costano 30 euro al metro, il che rappresenta un sovrapprezzo del 50%. La differenza di costo iniziale ammonta a 150000 euro per una distanza di 10 chilometri. Un cedimento della saldatura interromperà le operazioni per tre giorni in un impianto di lavorazione che perde 150000 euro al giorno in produzione. Un singolo incidente annulla il risparmio di materiale e crea un rischio per la sicurezza, poiché un cedimento della saldatura interromperà le operazioni per tre giorni in un impianto di lavorazione che perde 80000 euro al giorno in produzione.

I vantaggi economici delle tubazioni saldate diventano evidenti per gli impieghi non critici. Un impianto di trattamento delle acque o un sistema HVAC commerciale non necessitano della capacità di pressione o del margine di resistenza alla corrosione delle tubazioni senza saldatura. La specifica di tubazioni senza saldatura per questi servizi rappresenta uno spreco di budget.

Nel 2024, l'Autorità Idrica Municipale dello Shandong necessitava di condotte di captazione da 48 pollici per un nuovo serbatoio. Un tubo senza saldatura di quel diametro semplicemente non esisteva. Il team di ingegneri ha optato per un tubo saldato con tecnologia LSAW (Laser-Self-Aided Welding) in acciaio ASTM A53 Grado B, che è stato consegnato dopo sei settimane a circa un quinto del prezzo di qualsiasi soluzione ipotetica senza saldatura. La condotta ha funzionato correttamente sin dall'inizio della sua messa in funzione.

Resistenza alla corrosione e fattore della saldatura

Il comportamento alla corrosione è un ambito in cui la presenza di una saldatura fa davvero la differenza.

Il processo di saldatura crea una zona termicamente alterata (ZTA) nel tubo saldato, che si estende a partire dal cordone di saldatura. La ZTA presenta una microstruttura diversa rispetto al metallo base. Nell'acciaio al carbonio, questa differenza determina modifiche minime che non creano problemi di corrosione significativi in ​​condizioni di pH neutro.

Considerazioni sulle saldature dell'acciaio inossidabile

La situazione si complica ulteriormente nel caso di tubi in acciaio inossidabile a causa della loro complessa struttura. Le alte temperature raggiunte durante la saldatura possono causare la precipitazione di carburi di cromo ai bordi dei grani nella zona termicamente alterata (ZTA). Questo processo porta all'impoverimento di cromo nelle aree circostanti i carburi, con conseguente riduzione della protezione contro la corrosione. Questo fenomeno è noto come sensibilizzazione.

In determinati ambienti, la sensibilizzazione può aumentare la suscettibilità alla corrosione intergranulare nelle saldature e nelle zone termicamente alterate (ZTA). La soluzione standard è il trattamento termico post-saldatura (PWHT), comunemente chiamato ricottura di solubilizzazione, poiché ridiscioglie i carburi di cromo ripristinando una resistenza uniforme alla corrosione. Il PWHT è specificato come metodo di trattamento per applicazioni critiche su acciaio inossidabile.

Le leghe a basso tenore di carbonio, come la 304L e la 316L, riducono il rischio di sensibilizzazione poiché il loro minore contenuto di carbonio limita la formazione di carburi di cromo. Le leghe stabilizzate, come la 321 e la 347, contengono titanio o niobio, che formano preferenzialmente carburi e proteggono il cromo nella matrice.

La zona termicamente alterata (HAZ) nelle tubazioni saldate diventa più vulnerabile alle cricche da tensocorrosione da solfuri quando gli ambienti di servizio acidi contengono acido solfidrico. Per questo motivo, molte normative del settore petrolifero e del gas richiedono tubazioni senza saldatura per le condotte destinate a servizi in ambienti acidi, oppure tubazioni saldate con limiti di durezza della HAZ rigorosi e controlli non distruttivi completi.

La differenza di corrosione tra tubi senza saldatura e tubi saldati diventa irrilevante per l'uso idrico generale, l'esposizione atmosferica e gli ambienti con sostanze chimiche non aggressive. Entrambi offrono buone prestazioni se specificati nella classe corretta per l'ambiente.

Tubo in acciaio inossidabile senza saldatura vs saldato

La maggior parte degli articoli sul confronto tra tubi senza saldatura e tubi saldati si concentra sull'acciaio al carbonio. Per le leghe di acciaio inossidabile , la saldatura introduce ulteriori considerazioni che influenzano la selezione e la specifica del materiale.

Classe	Applicazioni senza soluzione di continuità	Applicazioni saldate	Considerazione chiave
304	lavorazione di alimenti ad alta pressione, prodotti farmaceutici	Tubazioni generali per la ristorazione, strutturali e sanitarie	L'acciaio inossidabile 304 saldato è accettabile per la maggior parte delle applicazioni; per ambienti di saldatura corrosivi, utilizzare 304L o PWHT.
316	Ambiente marino, processi chimici, esposizione ai cloruri	Servizi chimici generali, applicazioni architettoniche, canalizzazioni di grande diametro	La saldatura senza giunture evita la zona termicamente alterata (HAZ) in applicazioni critiche con cloruri; l'acciaio inossidabile 316 saldato con trattamento termico post-saldatura (PWHT) è ampiamente utilizzato.
2205 duplex	lavorazione di petrolio e gas, desalinizzazione, alto contenuto di cloruro	Trattamento delle acque, cellulosa e carta, strutturale	L'elevata resistenza consente pareti più sottili; la struttura senza saldature è preferibile per applicazioni in fluidi corrosivi ad alta pressione.

Per un confronto dettagliato tra i due gradi più comuni, consultare il nostro confronto tra 304 e 316. Entrambi i gradi sono disponibili in versione senza saldatura e saldata, ma la scelta deve essere determinata dalle condizioni di esercizio.

In generale, i tubi in acciaio inossidabile saldati sono adatti alla maggior parte delle applicazioni nell'industria alimentare, architettonica e chimica a bassa e media pressione. I tubi in acciaio inossidabile senza saldatura sono preferibili per applicazioni ad alta pressione, alta temperatura o in ambienti corrosivi, dove la sensibilizzazione della zona termicamente alterata (ZTA) non può essere completamente eliminata. Per ambienti marini e a rischio di cloruri, i tubi senza saldatura in acciaio inossidabile 316 eliminano completamente la vulnerabilità della saldatura.

Applicazioni: dove ogni tipo di tubo eccelle

Migliori applicazioni per tubi senza saldatura

Le tubazioni senza saldatura rappresentano la scelta ideale quando l'affidabilità in condizioni estreme è imprescindibile:

• Trasmissione di gas e petrolio ad alta pressione: Tratti di condotta che operano a pressioni di distribuzione superiori a quelle standard, soprattutto in presenza di fluidi acidi.
• Tubi della caldaia e dello scambiatore di caloreLe alte temperature e pressioni richiedono uno spessore uniforme delle pareti e l'assenza di punti deboli nelle giunzioni.
• Processi chimici e petrolchimiciI fluidi corrosivi ad alte temperature richiedono proprietà dei materiali costanti.
• Applicazioni dell'energia nucleareLe normative ASME Sezione III spesso impongono l'utilizzo di tubazioni senza saldatura per i sistemi critici per la sicurezza.
• Servizi aerospaziali e criogeniciLe sollecitazioni dovute a cicli termici estremi e alla fragilità da basse temperature favoriscono la costruzione senza giunture.
• Tubazioni idrauliche e per strumentazione: Condotte di piccolo diametro e alta pressione in cui l'uniformità dello spessore della parete è fondamentale.

Per le applicazioni in acciaio inossidabile, i tubi senza saldatura sono spesso preferiti negli ambienti marini, nei processi chimici ad alto contenuto di cloruri e nelle applicazioni nucleari, dove i tubi in acciaio inossidabile devono garantire prestazioni ottimali senza rischi di saldatura.

Migliori applicazioni per tubi saldati

I tubi saldati rappresentano la scelta pratica ed economica per la maggior parte delle applicazioni industriali:

• Struttura e costruzione: Strutture portanti, palificazioni e supporti per edifici, laddove la capacità portante rientri ampiamente nei limiti dei tubi saldati.
• Impianti idrici e fognariDistribuzione dell'acqua potabile, trasporto delle acque reflue e drenaggio a pressioni basse o moderate.
• Trasporto di fluidi a bassa e media pressione: Servizi di processo, acqua di raffreddamento e linee di processo non critiche.
• Condotte di grande diametro: Condotte di raccolta di petrolio e gas, condotte idriche principali e condotte per fanghi dove i diametri superano la capacità di saldatura.
• Sistemi HVAC: Tubazioni per acqua refrigerata, acqua calda sanitaria e condensa.
• Fabbricazione architettonica e generale: Corrimano, recinzioni e supporti meccanici.

Per le applicazioni in acciaio inossidabile, i tubi saldati sono comunemente utilizzati nell'industria alimentare, casearia, chimica in generale e in ambito architettonico, dove le esigenze di pressione e corrosione sono moderate.

Norme e specifiche da conoscere

Gli standard per le tubazioni definiscono i requisiti di produzione, la composizione chimica, le proprietà meccaniche e i protocolli di prova. Sapere quale standard si applica a quale tipo di tubo è essenziale per una corretta specifica. Questi standard sono gestiti da organizzazioni come ASTM International e l'American Society of Mechanical Engineers.

Standard	Tipo di tubo	Materiale	Applicazione principale	Requisiti fondamentali
ASTM A106	Seamless	Acciaio al carbonio	Servizio ad alta temperatura	Test idrostatico obbligatorio; solo senza saldature
ASTM A53	Saldato e senza giunture	Acciaio al carbonio	Servizio generale e pressione	Gradi A e B; neri o zincati
ASTM A312	Senza cuciture e saldato	Acciaio inossidabile austenitico	Corrosione ad alta temperatura e generale	Copre 304, 304L, 316, 316L, ecc.
ASTM A790	Senza cuciture e saldato	Duplex in acciaio inossidabile	Servizio corrosivo	Copre i numeri 2205, 2507, ecc.
API5L	Senza cuciture e saldato	Acciaio al carbonio	Trasmissione di petrolio e gas	PSL1 e PSL2; la saldatura richiede un controllo non distruttivo del 100% della giunzione per PSL2
EN 10216	Seamless	Vari tipi di acciaio	Scopi di pressione	Norma europea; equivalente alla norma ASTM A106
EN 10217	Saldato	Vari tipi di acciaio	Scopi di pressione	Norma europea per tubi a pressione saldati
JIS G3454	Senza cuciture e saldato	Acciaio al carbonio	Servizio di pressione	Standard giapponese
JIS G3459	Senza cuciture e saldato	Acciaio inossidabile	Servizio di pressione	Norma giapponese per tubi in acciaio inossidabile

Si noti che alcune norme, come ASTM A53 e API 5L, riguardano sia i tubi senza saldatura che quelli saldati. La norma specifica criteri di produzione, collaudo e accettazione differenti per ciascun tipo. Verificare sempre se per la propria applicazione è richiesta la versione senza saldatura o quella saldata di una specifica a doppia norma.

Come scegliere: un quadro decisionale pratico

La maggior parte degli articoli sui tubi senza saldatura rispetto a quelli saldati descrive le differenze tecniche senza fornire un metodo per prendere una decisione. Ecco un quadro pratico che puoi utilizzare.

Inizia con queste cinque domande:

1. Quali sono i requisiti del tuo codice di progettazione delle tubature?
   Consulta la norma ASME B31.3, API 5L o le specifiche tecniche del tuo cliente. Se la norma impone l'utilizzo di tubazioni senza saldatura per la classe di servizio, questa è la risposta. Ad esempio, la norma ASME B31.3 Categoria M (fluidi tossici) e molte specifiche per idrocarburi ad alta pressione richiedono tubazioni senza saldatura o impongono limiti rigorosi per le tubazioni saldate.
2. Quali sono la pressione e la temperatura di esercizio?
   • Al di sopra di 1,000 psi (69 bar) o al di sopra di 750 gradi Fahrenheit (400 gradi Celsius): si consiglia vivamente l'utilizzo di componenti senza giunture.
   • Al di sotto di 300 psi (21 bar) e al di sotto di 400 gradi Fahrenheit (200 gradi Celsius): di solito è sufficiente una tubazione saldata con un'ispezione adeguata.
   • Nel mezzo: valutare in base ai fattori di sicurezza, alle conseguenze del guasto e ai requisiti normativi.
3. Qual è il livello di esposizione alla corrosione?
   • Servizio in ambienti corrosivi (acido solfidrico), ambienti ricchi di cloruri o esposizione ciclica a cicli di bagnatura e asciugatura: senza giunture o saldati con trattamento termico post-saldatura e controlli non distruttivi completi.
   • Acqua neutra, esposizione atmosferica o sostanze chimiche innocue: i tubi saldati sono adeguati.
4. Di che diametro hai bisogno?
   • Oltre i 24 pollici (610 mm): il tubo saldato è l'unica opzione pratica.
   • Al di sotto dei 2 pollici (50 mm): i tubi senza saldatura sono facilmente reperibili e spesso a prezzi competitivi.
   • Nel mezzo: entrambe sono opzioni valide; lasciate che siano la pressione e la corrosione a guidare la decisione.
5. Qual è il tuo budget?
   • Se la tecnologia senza giunture costa il 40% in più, ma il margine di sicurezza lo richiede, il costo è giustificato.
   • Se una tubazione saldata con controlli non distruttivi completi soddisfa tutti i requisiti tecnici, il risparmio è destinato al vostro budget.

Il responsabile degli acquisti di un impianto petrolchimico nello Zhejiang ha utilizzato questa checklist per un recente progetto di espansione. La specifica originale prevedeva tubazioni in acciaio inox 316L senza saldatura per l'intero impianto. Il team ha valutato le condizioni operative giungendo alla conclusione che le linee di alimentazione del reattore e le linee del vapore ad alta pressione necessitavano di una costruzione senza saldature. Il team ha quindi sostituito le linee dell'acqua di raffreddamento, dell'azoto e dei servizi ausiliari con tubazioni in acciaio inox 316L saldate, sottoposte a un'ispezione completa ai raggi X. La modifica ha permesso di risparmiare circa 185000 unità di tubature su un totale di 2.1 milioni di unità, senza compromettere l'affidabilità del sistema.

Considerazioni relative a fornitura, tempi di consegna e approvvigionamento.

Oltre alle prestazioni tecniche, fattori pratici legati all'approvvigionamento influenzano la scelta tra tubi senza saldatura e tubi saldati.

I tempi di consegna mostrano notevoli differenze tra i due materiali. La produzione di tubi senza saldatura richiede alle aziende di procurarsi billette, che devono essere sottoposte a processi di riscaldamento e foratura che richiedono un'ampia lavorazione di finitura. I gradi standard richiedono da 8 a 16 settimane di tempo di consegna, mentre le leghe speciali necessitano di 20 settimane o più per la produzione. La produzione di tubi saldati inizia con l'utilizzo di materiale in bobina o in lamiera già disponibile. Le dimensioni standard dei prodotti sono reperibili a magazzino, mentre i clienti possono aspettarsi che i loro ordini personalizzati arrivino entro 4-8 settimane dalla richiesta.

Per i progetti di piccole dimensioni, i tubi saldati rappresentano la soluzione preferibile in quanto richiedono quantitativi minimi d'ordine inferiori. I produttori di tubi senza saldatura, infatti, spesso impongono quantitativi minimi per dimensione e qualità. L'unica opzione praticabile per il progetto, che richiede trecento metri di materiale per tubazioni, è l'acquisto di tubi saldati dal magazzino del distributore.

I tubi saldati offrono un accesso più semplice a dimensioni personalizzate. Il processo di produzione dei tubi saldati consente di realizzare prodotti con dimensioni non standard mediante specifiche regolazioni dei rulli, che dipendono dallo spessore della lamiera selezionata. La produzione di tubi senza saldatura di piccole dimensioni e personalizzati richiede un approvvigionamento dedicato di billette e cambi di stampo, il che rappresenta un notevole onere finanziario per le aziende.

Diverse regioni del mondo offrono diversi livelli di disponibilità. La regione Asia-Pacifico controlla la maggior parte della produzione di tubi senza saldatura, che avviene principalmente negli stabilimenti produttivi cinesi, giapponesi e indiani. I tubi senza saldatura provenienti da queste regioni possono fornire soluzioni economicamente vantaggiose per i progetti internazionali, ma le aziende devono verificare la qualità del prodotto e ottenere le certificazioni necessarie.

LIANYUNGANG DAPU METAL CO. LTD fornisce ai clienti prodotti in tubi d'acciaio sia senza saldatura che saldati, realizzati in acciaio al carbonio, acciaio inossidabile e leghe. Il nostro inventario comprende dimensioni standard pronte per la spedizione in tutto il mondo e supportiamo specifiche personalizzate per esigenze particolari di progetto.

Domande frequenti

Qual è la differenza tra la produzione di tubi senza saldatura e quella di tubi saldati?

La produzione di tubi senza saldatura inizia con il riscaldamento di una billetta d'acciaio, che gli operatori perforano successivamente al centro utilizzando una fresa rotativa. La lavorazione inizia con il taglio di una lamiera o di una striscia d'acciaio, che viene poi sagomata a cilindro, prima di unire i bordi mediante metodi di saldatura come ERW, LSAW o SSAW.

I tubi senza saldatura sono sempre più resistenti dei tubi saldati?

I tubi senza saldatura presentano una maggiore resistenza, che consente loro di sopportare una pressione superiore del 15-20% rispetto ai tubi saldati con le stesse specifiche di materiale e spessore della parete. Il moderno sistema di tubi saldati HFI-ERW garantisce prestazioni affidabili grazie al suo metodo di ispezione completo, che valuta tutte le saldature per applicazioni a media pressione. La differenza di resistenza tra i materiali assume un'importanza cruciale nelle applicazioni che presentano condizioni di alta pressione, ambienti ad alta temperatura e movimenti di carico ciclici.

La tecnologia di saldatura dei tubi elimina il punto debole della giunzione?

Le moderne tecnologie di saldatura e i controlli non distruttivi automatizzati hanno ridotto significativamente il rischio di difetti di saldatura, ma non hanno eliminato la differenza fondamentale. La saldatura e la zona termicamente alterata rappresentano ancora una discontinuità metallurgica. Questo problema non costituisce una sfida significativa per la maggior parte delle applicazioni che operano a livelli di pressione bassi o medi. Il processo di selezione delle tubazioni considera le saldature come un fattore cruciale nella scelta dei tubi per applicazioni ad alta pressione e in presenza di fluidi corrosivi.

Perché i tubi senza saldatura costano di più dei tubi saldati?

I costi di produzione più elevati dei tubi senza saldatura dimostrano che la loro realizzazione richiede maggiori risorse rispetto ai tubi saldati, poiché i tubi senza saldatura necessitano di un quantitativo di materiale superiore del 20-50%. Il sovrapprezzo dei tubi senza saldatura è giustificato quando l'applicazione richiede la massima affidabilità.

È possibile utilizzare indifferentemente tubi senza saldatura e tubi saldati?

I due materiali sono intercambiabili per i sistemi base a bassa pressione, che non presentano requisiti critici, ma non sono completamente compatibili. Per applicazioni ad alta pressione, alta temperatura, in ambienti corrosivi o soggetti a carichi ciclici, le tubazioni senza saldatura e quelle saldate offrono caratteristiche prestazionali differenti. La scelta finale deve sempre basarsi sulla normativa di riferimento per le tubazioni, sulle specifiche del cliente e sull'analisi ingegneristica.

Per le condotte di petrolio e gas, qual è la soluzione migliore: senza saldatura o saldate?

Dipende dal tipo di servizio. Le condotte di trasmissione ad alta pressione, i servizi con fluidi corrosivi e i sistemi critici per la sicurezza spesso richiedono tubi senza saldatura. Le condotte di raccolta di grande diametro, le linee di iniezione dell'acqua e le condotte di distribuzione a bassa pressione utilizzano comunemente tubi saldati. La norma API 5L copre entrambi i tipi e specifica requisiti di prova diversi per ciascuno.

Come si fa a capire se un tubo è senza saldatura o saldato?

Il metodo più semplice per determinare il tipo di tubo richiede un'ispezione visiva. I tubi saldati presentano solitamente un cordone di saldatura visibile sulla superficie interna o esterna, lungo la giunzione longitudinale. I tubi senza saldatura mostrano una superficie uniforme priva di saldature visibili. I metodi di controllo non distruttivo, come l'ispezione a correnti parassite, devono verificare la presenza di linee di saldatura, che diventano visibili dopo aver levigato il cordone di saldatura fino a ottenere una superficie piana.

Quali sono gli svantaggi dei tubi saldati?

I principali svantaggi sono la potenziale debolezza della saldatura, la ridotta capacità di resistenza alla pressione rispetto ai tubi senza saldatura delle stesse dimensioni, la suscettibilità della zona termicamente alterata (ZTA) alla corrosione in ambienti aggressivi e i minori fattori di efficienza della giunzione secondo alcune normative per le tubazioni. Gli svantaggi di questi sistemi rappresentano un problema importante per la maggior parte delle applicazioni, ma le moderne tecnologie di saldatura e le soluzioni di ispezione risolvono tale problema.

Quando è preferibile scegliere un tubo senza saldatura rispetto a un tubo saldato?

Scegliete tubi senza saldatura quando l'applicazione prevede alta pressione (superiore a 1000 psi), alta temperatura (superiore a 750 gradi Fahrenheit), ambienti corrosivi in ​​cui la zona pericolosa non può essere mitigata, carichi ciclici o quando il codice di tubazioni applicabile impone la costruzione senza saldatura. La saldatura senza saldatura è necessaria anche quando il diametro del tubo è piccolo e la saldatura senza saldatura è facilmente reperibile a prezzi competitivi.

Quali norme si applicano ai tubi senza saldatura rispetto a quelli saldati?

Gli standard comuni applicabili ai tubi senza saldatura includono ASTM A106, ASTM A312 (che comprende anche i tubi saldati), ASTM A335, EN 10216 e JIS G3454. Gli standard comuni per i tubi saldati includono ASTM A53, ASTM A671, API 5L (che comprende anche i tubi senza saldatura), EN 10217 e JIS G3457. Alcuni standard, come ASTM A53 e API 5L, coprono entrambi i tipi con requisiti diversi per ciascuno.

Conclusione

Il dibattito tra tubi senza saldatura e tubi saldati non trova una soluzione valida per tutte le situazioni. I tubi senza saldatura offrono maggiore resistenza e capacità di sopportare pressioni elevate, oltre a una migliore protezione dalla corrosione per applicazioni critiche. I tubi saldati, invece, presentano notevoli vantaggi in termini di costi, consentono una maggiore scelta di dimensioni e sono reperibili più rapidamente per la maggior parte degli usi industriali.

La scelta corretta richiede attrezzature che soddisfino i requisiti operativi, siano conformi agli standard idraulici e rientrino nei limiti di budget. Il prezzo elevato dei tubi senza saldatura giustifica il costo per applicazioni critiche ad alta pressione e alta temperatura. Le infrastrutture, i progetti strutturali e il trasporto di fluidi richiedono moderni tubi saldati, che, previa un'adeguata ispezione, rappresentano la soluzione più conveniente.

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