Processo de tubo de aço sem costura expandido a quente – História do Desenvolvimento e Situação Atual
Histórico de desenvolvimento e situação atual do processo de tubos de aço sem costura expandidos termicamente de média e alta frequência
O desenvolvimento da tecnologia de tubos de aço sem costura de expansão térmica de média-alta frequência Guanzhong pode ser dividido em três estágios: a fase inicial de formação, o estágio de rápido desenvolvimento, e a fase de atualização e otimização. Depois de anos de desenvolvimento, a tecnologia amadureceu gradualmente e formou um sistema industrial relativamente completo na região de Guanzhong, na província de Shaanxi, tornando-se uma parte importante da indústria de tubos de aço sem costura do meu país. Com base na pesquisa e materiais consultados durante meu estágio, o histórico de desenvolvimento e o status atual desta tecnologia são detalhados abaixo.
2.1 Estágio de Formação Inicial (1980é – 1990é)
Na década de 1980, com a aceleração do processo de industrialização da China, a demanda por tubos de aço sem costura de grande diâmetro na indústria química de petróleo e na construção municipal começou a aparecer. Naquela hora, A produção de tubos de aço sem costura na China dependia principalmente do processo laminado a quente, que era limitado por equipamentos e tecnologia, e era difícil produzir tubos de aço sem costura de grande diâmetro. Sob este pano de fundo, algumas empresas na região de Guanzhong, na província de Shaanxi, começaram a tentar usar a tecnologia de aquecimento por indução de média frequência para realizar o processamento secundário de tubos de aço sem costura, e inicialmente formou o processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong.
Durante este período, o processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong ainda estava em estágio inicial de exploração, com equipamentos de produção relativamente simples e tecnologia atrasada. A maioria das empresas usava fornos simples de aquecimento de média frequência e equipamentos de expansão manual, sem controle sistemático de parâmetros de processo e meios de inspeção de qualidade. O processo de produção contou principalmente com a experiência dos operadores. As principais matérias-primas eram tubos de aço carbono sem costura comuns, e os produtos foram utilizados principalmente em áreas de baixo custo, como abastecimento e drenagem de água rural e redes de tubulação municipais de pequena escala. As especificações do produto eram relativamente únicas, o diâmetro estava geralmente abaixo de DN500, o desvio da espessura da parede era grande, a qualidade da superfície era ruim, e a taxa de qualificação do produto foi de apenas cerca de 70% – 80%.
Aprendi com os antigos engenheiros da empresa de estágio que durante esse período, as condições de produção da empresa eram muito simples. O forno de aquecimento de média frequência era uma estrutura simples construída pela própria empresa, que não conseguiu realizar o controle preciso da temperatura. A velocidade e pressão de expansão foram completamente controladas pela experiência do operador. Às vezes, devido ao controle inadequado de parâmetros, o tubo mãe quebraria durante o processo de expansão, resultando no desperdício de matéria-prima. Ao mesmo tempo, o conhecimento da indústria sobre o processo era relativamente baixo, e muitas empresas e usuários não reconheceram o processo, acreditar que o desempenho do tubo de aço sem costura expandido termicamente não era tão bom quanto o do tubo de aço sem costura laminado a quente, o que restringiu o desenvolvimento inicial do processo.
Apesar das muitas deficiências, a formação inicial do processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong preencheu a lacuna da tecnologia de processamento secundário de tubos de aço sem costura de grande diâmetro da China, e lançou as bases para o desenvolvimento subsequente do processo. Durante este período, algumas empresas começaram a acumular experiência de produção, otimizar o processo de produção, e melhorar gradualmente a qualidade do produto e a eficiência da produção.
2.2 Estágio de Desenvolvimento Rápido (2000é – 2015)
Entrando no século 21, com o rápido desenvolvimento da economia da China, a demanda por tubos de aço sem costura de grande diâmetro na indústria química de petróleo, rede de tubulação municipal, energia, energia e outros campos aumentaram acentuadamente. Ao mesmo tempo, o estado aumentou o apoio à indústria de fabricação de equipamentos, e a tecnologia de equipamentos de expansão e aquecimento por indução de média e alta frequência também fez grandes progressos, que proporcionou uma boa oportunidade para o rápido desenvolvimento do processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong.
Durante este período, o processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong alcançou um rápido desenvolvimento em termos de escala de produção, nível técnico e qualidade do produto. Em primeiro lugar, o número de empresas que adotam esse processo aumentou significativamente. Uma série de empresas de tubos de aço sem costura expandidos termicamente de média e alta frequência surgiram na região de Guanzhong, na província de Shaanxi., formando um efeito de aglomeração industrial. A escala de produção tem sido continuamente ampliada, e a produção anual de tubos de aço sem costura expandidos termicamente aumentou de dezenas de milhares de toneladas na fase inicial para milhões de toneladas. Em segundo lugar, o equipamento de produção foi continuamente atualizado. As empresas eliminaram gradualmente equipamentos manuais simples e introduziram fornos de aquecimento semiautomáticos de média e alta frequência, equipamento de expansão hidráulica e equipamento simples de detecção on-line, que melhorou o nível de automação da produção e a precisão do controle dos parâmetros do processo. Em terceiro lugar, a qualidade do produto foi significativamente melhorada. Através da otimização dos parâmetros do processo e da melhoria dos meios de controle de qualidade, a taxa de qualificação do produto aumentou de 70% – 80% na fase inicial para 90% – 95%, as especificações do produto tornaram-se mais diversificadas, o diâmetro pode chegar a DN1500, e a faixa de espessura da parede é 3 – 30milímetros, que pode atender às necessidades de diferentes campos.
Durante o estágio, Vi os antigos equipamentos de produção retidos pela empresa, incluindo o forno de aquecimento semiautomático de média frequência e o equipamento de expansão hidráulica introduzido em 2010. O velho engenheiro me disse que após a introdução desses equipamentos, a eficiência da produção da empresa foi aumentada em 50% em comparação com a fase inicial, e a taxa de qualificação do produto também aumentou em quase 20%. Ao mesmo tempo, o campo de aplicação do produto também foi continuamente expandido, desde o abastecimento inicial de água rural e drenagem, rede de tubulação municipal de pequena escala para a indústria química de petróleo, poder energético, máquinas de engenharia e outros campos. Por exemplo, os tubos de aço sem costura termoexpandidos produzidos pela empresa têm sido amplamente utilizados nos oleodutos de transmissão de petróleo e gás no norte de Shaanxi e nos oleodutos de aquecimento municipal na região de Guanzhong, e foram reconhecidos pelos usuários.
Além disso, durante este período, a compreensão da indústria sobre o processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong também tem sido continuamente melhorada. Empresas e instituições de pesquisa relevantes realizaram pesquisas sobre o princípio do processo e as características técnicas, e inicialmente formou um conjunto de especificações de processo de produção relativamente completas. Algumas empresas locais em Shaanxi também estabeleceram associações industriais para fortalecer a comunicação e a cooperação., promover a troca de tecnologia e experiência, e promover o desenvolvimento saudável da indústria. No entanto, durante este período, o processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong ainda apresenta alguns problemas, como a grande lacuna no nível técnico entre empresas, a séria homogeneização de produtos, o alto consumo de energia do processo, e a falta de tecnologia central, que criaram perigos ocultos para o desenvolvimento subsequente da indústria.
2.3 Estágio de atualização e otimização (2016 – Presente)
Desde 2016, com o avanço contínuo da transformação e atualização da indústria manufatureira da China, a implementação do “carbono duplo” objectivo e as políticas de protecção ambiental cada vez mais rigorosas, o processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong entrou em um estágio crítico de atualização e otimização. As empresas aumentaram o investimento em pesquisa e desenvolvimento tecnológico, atualização de equipamentos e transformação de proteção ambiental, e o processo avançou gradualmente em direção à inteligência, esverdeamento e high-endization, e o nível de desenvolvimento da indústria foi significativamente melhorado.
A atualização inteligente é uma direção importante desta fase. Um grande número de empresas introduziu equipamentos de produção inteligentes e sistemas de controle, como sistemas de controle PLC, termômetros infravermelhos, medidores de espessura ultrassônicos on-line e outros equipamentos, para realizar o ajuste automático e monitoramento em tempo real de parâmetros centrais, como temperatura de aquecimento, velocidade de expansão e pressão do plugue.
Deixe-me dar um exemplo que vi com meus próprios olhos durante o estágio: na linha de produção inteligente, a equipe só precisa inserir o modelo de especificação do produto (como DN800, espessura da parede 10mm) no sistema de controle, e o sistema chamará automaticamente os parâmetros de processo predefinidos. O forno de aquecimento de frequência intermediária ajustará automaticamente a potência de aquecimento de acordo com os dados fornecidos pelo termômetro infravermelho para garantir que a temperatura de aquecimento do tubo de aço seja uniforme e estável; o equipamento de expansão ajustará automaticamente a velocidade de avanço do plugue e a pressão de expansão de acordo com os dados de espessura da parede alimentados pelo medidor de espessura ultrassônico on-line para garantir que o desvio da espessura da parede do tubo de aço seja controlado dentro da faixa permitida; todos os dados durante o processo de produção serão carregados no sistema de gestão de produção da empresa em tempo real. A equipe pode verificar o andamento da produção e a qualidade do produto a qualquer momento através de computadores ou celulares. Uma vez que ocorrem anormalidades nos parâmetros, o sistema irá alarmar automaticamente e ajustar a tempo, o que efetivamente reduz o erro da operação manual e melhora a taxa de qualificação do produto e a eficiência da produção. De acordo com as estatísticas da empresa, após a atualização inteligente, a taxa de qualificação do produto aumentou de 92% para mais de 98%, a eficiência da produção aumentou em 30%, e o custo do trabalho diminuiu em 25%.
A produção verde é outra importante direção de desenvolvimento desta etapa. Com as políticas de proteção ambiental cada vez mais rigorosas, processos de produção com alto consumo de energia e alta poluição foram gradualmente eliminados, e o processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong também tem otimizado continuamente a estrutura de consumo de energia e reduzido as emissões de poluentes. Por um lado, as empresas atualizaram e transformaram os fornos de aquecimento, adotou novos fornos de aquecimento com economia de energia, maior eficiência de utilização de energia e redução do consumo de energia elétrica. Por exemplo, o consumo de energia do forno de aquecimento de frequência intermediária original era de 800 kWh/ton de tubo de aço, e o consumo de energia do forno de aquecimento economizador de energia atualizado foi reduzido para 650 kWh/tonelada de tubo de aço. Cada tonelada de tubo de aço pode economizar 150 kWh de energia elétrica. Em um ano, apenas o custo do consumo de energia pode ser economizado em vários milhões de yuans. Por outro lado, as empresas estabeleceram um sistema completo de tratamento de gases residuais e resíduos, que purifica o gás residual gerado durante o processo de produção antes da emissão, e recicla os resíduos para realizar “transformando lixo em tesouro”. Por exemplo, os resíduos de incrustações de óxido gerados durante o processo de produção podem ser utilizados como matéria-prima para materiais de construção após trituração e peneiramento, que não só reduz a poluição ambiental, mas também cria certos benefícios económicos.
A atualização de ponta também é uma tendência importante nesta fase. Com a atualização contínua da demanda do mercado, tubos de aço sem costura expandidos termicamente de aço carbono comuns não podem mais atender às necessidades da indústria química de petróleo, petróleo e gás em águas profundas, equipamentos de última geração e outros campos. As empresas começaram a aumentar o investimento em pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de produção de alta resistência, tubos de aço sem costura expandidos por calor de liga resistente à corrosão, quebrado através de uma série de tecnologias essenciais, e percebeu a localização de produtos de alta qualidade. Por exemplo, otimizando os parâmetros do processo e melhorando os métodos de aquecimento, as empresas produziram com sucesso tubos de aço sem costura expandidos termicamente de alta resistência, como Q355 e Q460, bem como tubos de aço sem costura expandidos termicamente em aço inoxidável, como 304 e 316L. O desempenho destes produtos atingiu o nível avançado internacional, quebrou o monopólio das empresas estrangeiras, e tem sido amplamente utilizado na transmissão de petróleo e gás em alto mar, equipamentos químicos de ponta e outros campos. Em 2017, A Associação da Indústria de Ferro e Aço da China emitiu o padrão do grupo T/CISA 002-2017 “Tubos de aço sem costura expandidos por calor de frequência intermediária para caldeiras de alta pressão”. Em 2023, o GB 5310 padrão incluiu oficialmente tubos de aço expandidos por calor de frequência intermediária, marcando que o desenvolvimento do processo de expansão térmica de frequência intermediária entrou em uma nova etapa.
Além disso, durante esta fase, o escopo de aplicação do processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong também foi continuamente expandido, estendendo-se gradualmente de campos tradicionais, como a indústria química de petróleo e redes municipais de tubulações, para campos emergentes, como petróleo e gás em águas profundas, novas energias e equipamentos de última geração. De acordo com os dados mais recentes da China Steel Structure Association Steel Pipe Branch em 2025, a produção de tubos de aço sem costura expandidos termicamente de alta qualidade da China atingiu 3.2 milhões de toneladas em 2024, um aumento anual de 15.4%, contabilidade para 17.2% da produção total de tubos de aço sem costura expandidos termicamente. Entre eles, a proporção de produtos sofisticados da expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong atingiu mais de 90%, mostrando uma boa perspectiva de desenvolvimento. Ao mesmo tempo, a compreensão técnica do processo de expansão térmica de frequência intermediária tem sido continuamente melhorada. A indústria percebeu gradualmente que, embora o processo de expansão de calor do tipo push de aquecimento por indução de frequência intermediária seja aquecimento local, em comparação com o processo geral de expansão de aquecimento, não tem impacto óbvio na deformação de expansão. Desde que o controle de qualidade seja fortalecido, a qualidade do produto pode ser garantida.
No entanto, Também notei que embora o processo de expansão térmica de média e alta frequência de Guanzhong tenha feito grandes progressos durante esta fase, a diferença no nível técnico entre diferentes empresas ainda é grande. Grandes empresas, contando com seu capital e vantagens tecnológicas, realizaram uma produção inteligente e verde, com forte qualidade de produto e competitividade; enquanto algumas pequenas e médias empresas, devido à insuficiência de capital e tecnologia atrasada, ainda usam equipamentos e processos de produção tradicionais, com qualidade de produto irregular, consumo excessivo de energia e emissões poluentes, enfrentando o risco de ser eliminado pelo mercado. Esta situação polarizada também restringe o nível geral de desenvolvimento do processo chinês de tubos de aço sem costura expandidos termicamente de média e alta frequência Guanzhong..
Tubo de aço sem costura expandido termicamente – Princípio Básico do Processo e Análise Técnica
Tubo sem costura expandido a quente – Resumo dos links do processo principal
Tubos ERW PRETOS. Resistência Elétrica Soldada (ERW) Os tubos são fabricados a partir de bobinas laminadas a quente / Fendas. Todas as bobinas recebidas são verificadas com base no certificado de teste recebido da siderúrgica quanto às suas propriedades químicas e mecânicas. O tubo ERW é formado a frio em formato cilíndrico, não formado a quente.
O tubo sem costura é fabricado extrusando o metal no comprimento desejado; portanto, o tubo ERW tem uma junta soldada em sua seção transversal, enquanto o tubo sem costura não possui nenhuma junta em sua seção transversal em todo o seu comprimento. Em tubo sem costura, não há soldagem ou juntas e é fabricado a partir de tarugos redondos sólidos.
O 3 elementos de dimensão do tubo Dimensão Padrões de tubo de carbono e aço inoxidável (ASME B36.10M & B36.19M) Cronograma de tamanho de tubo (Agendar 40 & 80 tubo de aço significa) Meios de tamanho nominal do tubo (NPS) e diâmetro nominal (DN) Tabela de dimensões de tubos de aço (Tabela de tamanhos) Cronograma de Classe de Peso do Tubo (WGT)
Tubos sem costura são fabricados usando um processo de perfuração, onde um tarugo sólido é aquecido e perfurado para formar um tubo oco. Tubos soldados, por outro lado, são formados pela união de duas bordas de placas ou bobinas de aço usando várias técnicas de soldagem.
O tubo de aço carbono é altamente resistente a choques e vibrações, o que o torna ideal para transportar água, óleo & gás e outros fluidos sob estradas. Dimensões Tamanho: 1/8″a 48″ / Espessura DN6 a DN1200: Sch 20, DST, 40, XS, 80, 120, 160, Tipo XXS: Superfície da tubulação sem emenda ou soldada: Cartilha, Óleo antiferrugem, FBE, 2Educação Física, 3Material revestido LPE: ASTM A106B, A53, API 5L B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, Serviço X70: Corte, Chanfrar, Rosqueamento, Ranhura, Revestimento, Galvanização
Tipo A- Usado onde há amplo espaço para a cabeça disponível. Elevação específica é desejável. Tipo B- Usado onde o headroom é limitado. O acessório da cabeça é um único terminal. Tipo C- Usado onde o headroom é limitado. O acessório da cabeça é com alças lado a lado
