La resistencia a la presión de los tubos de acero soldados en espiral

Los tubos de acero soldados en espiral se fabrican doblando tiras o placas de acero en formas como círculos o cuadrados y luego soldándolas entre sí, lo que da como resultado tubos con una costura en la superficie. Dependiendo del método de soldadura, estas tuberías se pueden clasificar en varios tipos, como tuberías soldadas por arco, tuberías HFW, tuberías soldadas con gas y tuberías soldadas con horno. Según la forma de la costura, se pueden clasificar como tubos soldados con costura recta o tubos soldados en espiral.
Los tubos soldados con costura recta se utilizan normalmente para el transporte de petróleo y gas a alta presión.
Los tubos soldados en espiral encuentran su aplicación en el transporte de petróleo y gas, pilotes de tuberías y pilares de puentes.
En comparación con los tubos de acero sin costura, los tubos de acero soldados son rentables y tienen una mayor eficiencia de producción.

Características de resistencia de los tubos de acero

Cuando una tubería de acero se somete a presión interna, experimenta dos tipos principales de tensión en su pared: tensión radial (δY) y tensión axial (δX). La tensión compuesta en la costura de soldadura (δ) se puede expresar como: δ=δY(l/4sin2α+cos2α)1/2
donde α es el ángulo espiral de la costura de soldadura.
Para tubos soldados en espiral, el ángulo en espiral de la costura de soldadura generalmente oscila entre 50 y 75 grados. Como resultado, la tensión compuesta en la costura de soldadura en espiral es aproximadamente del 60 al 85% de la tensión principal en una soldadura de costura recta. Esto permite reducir el espesor de la pared de un tubo soldado en espiral en comparación con un tubo soldado con costura recta del mismo diámetro y presión de trabajo.

Ventajas de los tubos soldados en espiral

A partir de las características descritas, se pueden identificar varias ventajas de los tubos soldados en espiral sobre los tubos soldados con costura recta:
Mayor seguridad: en caso de ruptura, la fractura generalmente no se origina en la costura de soldadura en espiral debido a las tensiones normales y compuestas más bajas en este punto, lo que hace que las tuberías soldadas en espiral sean más seguras que las tuberías soldadas con costura recta.
Menor riesgo de propagación de defectos: si existen defectos paralelos a la costura de soldadura en espiral cerca, la menor tensión en la costura de soldadura en espiral reduce el riesgo de propagación de defectos en comparación con las soldaduras de costura recta.
Distribución de carga: la tensión radial es la tensión máxima presente en la tubería de acero. Cuando la costura de soldadura se alinea con la dirección de esta tensión radial, soporta la mayor carga. De este modo:
1. Las costuras rectas soportan la carga más alta.
2. Las costuras circunferenciales son las que menos aguantan.
3. Las costuras en espiral tienen capacidad de carga entre las dos.

Estos atributos subrayan la robustez y confiabilidad de los tubos soldados en espiral en diversas aplicaciones industriales.