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Bruno Nagle Armendro

Felipe Martins Pereira Ribeiro

Marco Aurélio Pereira Fiori

Tubos com e sem costura: breve histórico e principais processos produtivos

Trabalho da disciplina PMT2404 –

Transformação Mecânica I

Escola Politécnica da Universidade

de São Paulo

Departamento de Engenharia

Metalúrgica e de Materiais

São Paulo

2011

2

LISTAS DE FIGURAS

Figura 1 - Processo Mannesmann; do lado esquerdo, destaque para a cavidade em

barra arredondada produzida por meio da aplicação de carga sobre o tubo. Do lado

direito, destaque para penetração do mandril na barra arredondada e conseqüente

aplicação do material. (3) .............................................................................................. 8

Figura 2 – Laminador Assel (4) ..................................................................................... 9

Figura 3 - Fluxograma do processo de laminação Assel (4) ........................................ 10

Figura 4 - Equipamento utilizado no processo Diescher (4) ........................................ 11

Figura 5 - Extrusão de tubos sem costura (3) ............................................................. 13

Figura 6 - Furador presente no laminador "Heavy Duty" (4) ........................................ 15

Figura 7 - Equipamento utilizado e seqüência de operações do processo de laminação

rotacional (4) ............................................................................................................... 16

Figura 8 - Representação esquemática do processo "Push Bench" (4) ...................... 17

Figura 9 – Esquema do processo Fretz - Moon (4) ..................................................... 19

Figura 10 - Processo de soldagem por corrente alternada de baixa freqüência (4) ..... 20

Figura 11 - Estágios da conversão gradual de chapa em tubo com costura ausente (4)

................................................................................................................................... 22

Figura 12 - Estágios do processo de geração de tubo com maior detalhe (4) ............. 23

Figura 13 - Diagrama contendo o processo por indução (4) ........................................ 24

Figura 14 – Processo de corrente aplicada de maneira convencional (4) ................... 24

Figura 15 - Processos de conformação realizados na produção de tubos com costura

por soldagem por fusão .............................................................................................. 26

Figura 16 - Atuação da prensa U no processo U-O-E (6) ............................................ 27

Figura 17 – Processo de soldagem a arco submerso (6) ............................................ 28

Figura 18 - Síntese do processo U-O-E (6) ................................................................. 29

Figura 19 - Processo de produção de tubo espiral e suas etapas (7) .......................... 30

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Intervalos de temperatura adequados para a extrusão a quente de

diferentes metais e ligas (3) ........................................................................................ 12

3

SUMÁRIO

LISTAS DE FIGURAS ................................................................................................... 2

LISTA DE TABELAS ..................................................................................................... 2

1) BREVE HISTÓRICO DOS TUBOS COM E SEM COSTURA ................................. 4

2) TUBOS SEM COSTURA ....................................................................................... 6

PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE TUBOS SEM COSTURA .................................. 7

1) Produção por tubo penetrante rotativo (processo Mannesmann) .................... 7

2) Processos de laminação cruzada (“Cross Rolling Processes”) ....................... 8

3) Produção por extrusão ................................................................................. 11

4) Processo de laminação rotacional (“Plug Rolling Process”) .......................... 13

5) Processo “Push Bench” ................................................................................ 16

3) TUBOS COM COSTURA ..................................................................................... 18

PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE TUBOS COM COSTURA ................................ 18

PROCESSOS DE PRODUÇÃO VIA SOLDAGEM POR APLICAÇÃO DE

PRESSÃO ........................................................................................................... 18

1) Processo Fretz-Moon ................................................................................... 18

2) Processos de soldagem por resistência elétrica ........................................... 19

PROCESSOS DE PRODUÇÃO VIA SOLDAGEM POR FUSÃO ......................... 25

1) Processo U-O-E ........................................................................................... 26

2) Produção de tubos espirais .......................................................................... 29

REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 31

4

1) BREVE HISTÓRICO DOS TUBOS COM E SEM COSTURA

Embora seja utilizado atualmente em aplicações de alta tecnologia e que

demandam alta performance, o emprego de tubos é realizado desde milhares de anos

atrás e, ao longo da história da humanidade, integrou equipamentos diversos que

contribuíram desde a fixação do nômade pelo domínio da agricultura até o

desenvolvimento das cidades, geração da energia a partir do vapor e os avanços

observados na atualidade.

Diversos são os exemplos de civilizações da antiguidade que usufruíam de

tubos em aplicações cotidianas; entre 3000 e 2000 a.C., os chineses confeccionavam

tubos a partir do caule de bambu para abastecer os vilarejos com água; o sistema de

abastecimento contava também com válvulas feitas de madeira para controlar o fluxo

fornecido. Além dessa, os tubos de bambu também eram usados no transporte de gás

natural – nesse caso, eles eram envolvidos com cera para prover certa vedação ao

sistema de condução. (1)

Há quase 5000 anos atrás, os egípcios irrigavam os campos e supriam suas

cidades com água para consumo humano também através de tubos; a diferença

reside no material que compunham os mesmos: no templo de Sahuri, há alguns anos,

descobriu-se cerca de 400 jardas (cerca de 365 metros) de tubos de cobre. Os tubos

eram construídos a partir da montagem de seções longas de 16 polegadas (40 cm

aproximadamente) geradas por marteladas sobre chapas de 1/16 polegadas (valor

próximo de 1,5 mm) dentro de cilindros. (1)

Na Grécia, o uso de tubos teve início mais recentemente (entre 1600 e 300

a.C.); a aplicação, assim como nas civilizações anteriormente mencionadas, era

sanear as populações das cidades. Os materiais empregados na fabricação dos tubos

eram variados – assim, haviam tubos feitos de barro, rochas, chumbo e bronze.

Interessante destacar que os tubos apresentavam extremidades com seções de

diferentes diâmetros ; essas seções eram construídas de modo a proporcionar encaixe

entre tubos adjacentes - assim, a seção menor de tubo anterior era envolvida pela

seção maior do tubo posterior o que possibilitava a fixação. Outra peculiaridade

inerente aos gregos no que concerne esse tema remete ao uso de uma técnica de

soldagem na junção de pedaços de ferro por meio, segundo autor da referência, de

um martelamento a quente (“hammering red-hot”). (1)

Quando trata-se de tubos e sua aplicação na antiguidade, a civilização que

merece maior destaque e atenção é a romana, uma vez que o princípio de algumas

5

das suas aplicações neste campo resistiram ao tempo sendo utilizadas até hoje. O

império romano data existiu entre 400 a.C. e 150 d.C.; dentre as diversas construções

relacionadas à temática estudada cita-se, por exemplo, 200 aquedutos projetados não

só para carregar como também para separar água para três tipos de uso: banho

público, fontes da cidade e casas de famílias abastadas e influentes. Além de prover a

população com água, as fontes eram uma espécie de tanque de compensação, que

evitava perdas de grandes volumes devido, por exemplo, à mudança repentina do

fluxo. (1)

De maneira análoga aos gregos, os romanos também utilizavam diversos

materiais na fabricação de tubos; dentre eles, cita-se chumbo, madeira com junções

reforçadas por colates metálicos, barro, bronze e até mesmo prata. Os tubos a Bse de

chumbo por exemplo, eram fabricados por meio do dobramento de chapas finas em

dutos de seções transversais circulares, oblíquas e triangulares. Em seguida, eram

soldados na longitudinal e selados através de cimentos ou argamassas. Por fim, é

válido destacar que as seções eram dimensionadas de acordo com a região em que o

tubo estava posicionado para proporcionar melhor fluxo possível da água. (1)

Na idade média, exceto pelos mouros, não se registra nenhum fato a ser

destacado e que relaciona-se com o desenvolvimento de tubos; aliás, em virtude da

queda de impérios como o romano e a ascensão do regime feudal, observou-se

retrocesso em certas regiões da Europa quando se compara com períodos históricos

anteriores; assim, os grandiosos aquedutos romanos, por exemplo, foram substituídos

por captação feita diretamente do leito do rio por quem fosse utilizar a água. A água

imprópria para consumo era depositada nas ruas sem nenhum cuidado ou tratamento

especial – daí a ocorrência de uma série epidemias e mortes na época. No

renascimento, pouco também foi produzido, uma vez que o tempo que poderia ser

utilizado no desenvolvimento de novas técnicas foi gasto no reparo dos antigos

aquedutos – com a queda do feudalismo, muitos retornaram às antigas cidades

mesmo estando elas em ruínas. Destaque nesse contexto, para o desenvolvimento

dos primeiros tubos constituídos por ferros fundidos.

Nos séculos XVIII e XIX, registrou-se uma revolução técnica no que concerne à

fabricação de tubos de ferro fundido iniciada na renascença; além disso, destaca-se

também nesse contexto o aprimoramento de técnicas de bombeamento de água.

Ambos os aspectos podem ser apreciados no Palácio de Versalhes; durante o projeto

do mesmo, Luís XIV exigiu que o palácio apresentasse cerca de 1400 fontes de água;

o problema por trás da implantação da mesma relacionava-se ao local em que o

6

palácio estava situado – a área era mais elevada que todas as outras que a

circundavam; assim, era necessário o bombeamento da água das áreas adjacentes ao

palácio para que as fontes pudessem ser alimentadas. A solução para o problema foi

desenvolvida pelo cientista Mariotte que, por contar com um orçamento sem limites de

valores, testou uma série de materiais e técnicas a fim de solucionar a questão. Um

dos componentes cruciais no desenvolvimento dela foi o emprego de tubos

constituídos por ferro fundido. (1)

Ainda no século XIX, uma nova mudança provoca a catálise do

desenvolvimento de tubos, gerando avanços em um ritmo não experimentado em

período anterior; além do abastecimento de água, as cidades passaram a contar com

o fornecimento de óleo e gás, insumos fundamentais para geração de energia

empregada na geração, a partir de água, de vapor utilizado na movimentação da

maioria dos equipamentos industriais do período. Para suprir as cidades com gás e

óleo fazia-se uso, assim como no abastecimento de água, de tubulações; graças a

demanda crescente de tais insumos pelas cidades da época, as indústrias de óleo e

gás investiram pesado em projeto e desenvolvimento de tubulações, o que alavancou

o ritmo em que os mesmos passaram a evoluir.

No século XX, deve-se destacar o surgimento de novas técnicas de soldagem,

o aprimoramento de algumas já existentes e a contribuição que esses dois aspectos

forneceram para a indústria de tubos, especialmente as de confecção de tubos com

costura. Outro aspecto que vale ser destacado relaciona-se à elaboração das

primeiras normas técnicas as quais contribuíram fortemente para a padronização e

melhoramento do processo produtivo de tubos e conseqüente evolução da qualidade

dos produtos fabricados.

2) TUBOS SEM COSTURA

Tubos sem costura são tubos isentos de cordão de solda na direção

longitudinal; em geral, são empregados na construção de dutos para transporte de

combustíveis líquidos e gasosos, em usinas nucleares, tubos para sistemas de

aquecimento ou arrefecimento entre outros. (2)

Quando constituídos de aço e obtidos por conformação mecânica, tem sua

matéria prima obtida através de fornos elétricos e tratadas quimicamente por meio do

emprego de escórias sintéticas. O tratamento químico assegura que o aço a ser

utilizada possua baixíssimos teores de enxofre e fósforo, o que permite ao material

atingir elevada ductilidade e resistência à corrosão; além de tratamento químico, faz-

7

se, já sobre o material acabado, tratamentos térmicos – estima-se, por exemplo, que

70% dos tubos utilizados em oleodutos sejam tratados termicamente. (2)

No que se refere ao processo de produção, verificar-se-á a seguir que existem

basicamente dois: o processo de produção por tubo penetrante rotativo e o processo

de extrusão; quaisquer outros além desses são resultantes de algumas modificações,

especialmente em relação ao processo Mannesmann.

PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE TUBOS SEM COSTURA

1) Produção por tubo penetrante rotativo (processo Mannesmann)

O processo de produção por tubo penetrante rotativo (“Rotary tube piercing”),

também conhecido como processo Mannesmann, consiste da fabricação de tubos sem

costura longos e de paredes espessas por meio da deformação a quente dos mesmos;

dentre os materiais constituintes desses tubos, menciona-se aços, alumínio, bronze,

cobre e outros. Ao ser submetido a tensões cíclicas de compressão, uma barra

arredondada começa a desenvolver, no centro da sua seção transversal, uma

cavidade – é justamente tal aspecto que é explorado na confecção dos tubos. Assim,

no processo, o tubo é submetido a tais tensões e aquecido a fim de diminuir o limite de

escoamento e facilitar a deformação; em seguida, com o auxílio de rolos posicionados

de forma oblíqua, é rotacionado e empurrado contra um mandril graças à componente

axial presente no movimento dos rolos.

O mandril apresenta, em sua extremidade, formato adequado para explorar da

melhor maneira a cavidade formada na barra devido à aplicação da tensão e, a partir

dela, retirar material para formar o tubo. Vale salientar que o mandril pode

permanecer fixo durante o processo de retirada de material do tubo ou pode se

movimentar conforme as necessidades surgidas durante o processo. Um aspecto de

destaque a cerca do processo é a velocidade com que se fabrica tubos: a produção de

tubos de até 150 mm de diâmetro e comprimento de 12 metros dura cerca de 30

segundos. A produção de tubos de diâmetros maiores (até 350 mm), faz-se necessário

empregar duas operações de perfuração. (3)

É importante que a matéria prima utilizada na produção de tubos a partir desse

processo apresente baixa quantidade de defeitos e seja de alta qualidade, já que

grandes deformações estão envolvidas em sua utilização para esse fim. Um resumo

do que foi antes apresentado sobre tal processo está presente na Figura 1.

8

Figura 1 - Processo Mannesmann; do lado esquerdo, de staque para a cavidade em barra arredondada produzida por meio da aplicação de carg a sobre o tubo. Do lado direito, destaque

para penetração do mandril na barra arredondada e c onseqüente aplicação do material. (3)

Após a realização da retirada de material da parte central da barra

arredondada, o tubo sem costura ainda não pode ser considerado um produto

acabado; em geral, após a realização de tal retirada, o tubo adquire formato

inadequado para utilização em campo, ou seja, apresenta diâmetros e espessuras

diferentes dos especificados. Dessa maneira, os tubos são submetidos a operações

de laminação que empregam cilindros especialmente desenvolvidos para conferir ao

tubo antes gerado a forma desejada com o auxílio, ou não, de mandris. (3)

2) Processos de laminação cruzada (“Cross Rolling Processes”)

Os processos de laminação cruzada são desdobramentos da idéia original do

processo Mannesmann; surgiram por volta de 1930, ganhando como alcunha o nome

dos seus respectivos desenvolvedores. Assim, os processos englobados por essa

categoria são o processo de laminação Assel, desenvolvido por W. J. Assel, e o

processo de laminação Diescher, desenvolvido por S. E. Diescher; (4) a grande

semelhança entre eles e o desenvolvimento e implantação deles no mesmo contexto

promoveram o estabelecimento de disputa por mercado comum. Nela, pode-se dizer

que o processo Assel apresentou maior sucesso, uma vez que foi implantado em

maior escala que o Diescher.

2.1)Processo de laminação Assel

O processo de laminação Assel, apesar de antigo, ainda é largamente

empregado atualmente; dentre os componentes fabricados através dele, cita-se

principalmente tubos de aço inoxidável com diâmetro variando entre 60 e 250 mm e

comprimento de até 12 m. O menor diâmetro interno capaz de ser conferido a tubo

fabricado por esse método é cerca de 40 mm. Estes tubos são caracterizados por

possuir excelente concentricidade; por essa razão, são utilizados na fabricação de

componentes forjados como, por exemplo, eixos e rolamentos. (4)

9

No processo, material semi-acabado na forma de blocos de seção transversal

circular é inicialmente aquecido até temperatura adequada para o processo de

conformação em forno rotativo. Em seguida, é confeccionada uma cavidade para

facilitar o processo de remoção da parte central da barra. Após a confecção da

cavidade, a barra é inserida no laminador Assel (Figura 2), em que o processo

propriamente dito será executado. (4)

Figura 2 – Laminador Assel (4)

O laminador Assel é composto por um trio de rolos de trabalho dispostos de

modo que o ângulo entre eles é 120 graus; (4) o bloco a ser processado passa por

entre os cilindros que são responsáveis por rotacionar o bloco e pressioná-lo contra o

mandril. Como resultado, tem-se o aprofundamento da cavidade e conseqüente

formação do tubo; vale salientar que o mandril utilizado no processo é flutuante, ou

seja, ao término ele é eliminado juntamente com o tubo. Assim, após o processo,

deve-se retirar o mandril do interior do tubo e reutilizá-lo na confecção de novos tubos.

Equipamentos auxiliares são utilizados para conferir ao tubo dimensões

intermediárias. Abaixo, na Figura 3, há um fluxograma que mostra o processo com

maior detalhe.

10

Figura 3 - Fluxograma do processo de laminação Asse l (4)

2.2) Processo de laminação Diescher

O processo de laminação Diescher apresenta grande semelhança com o

processo Mannesmann; nele, uma barra cilíndrica é submetida a um processo prévio

de furação da extremidade realizado por meio de um furador de rolo cruzado (“cross

roll piercer”). Esse pré-furo é alongado no equipamento (conhecido por moinho

Diescher – Diescher Mill) por meio de um mandril, e dessa forma gera-se o tubo com

as dimensões finais. (4)

No moinho Diescher, há dois elementos fundamentais: o par de rolos de

trabalho e um par de discos Diescher; o par de rolos de trabalho confere à barra

movimento rotacional – por meio do atrito gerado através desse movimento entre o

furador de rolo cruzado e a seção transversal da barra, executa-se o pré-furo. O par de

discos Diescher faz a barra transladar contra o furador e, associado ao movimento

conferido pelos rolos de trabalho, o pré-furo torna-se um furo passante por toda

extensão da barra – tem-se então um tubo. Maiores detalhes sobre as partes do

equipamento empregado no processo podem ser visualizadas na Figura 4. (4)

Atualmente, o processo Diescher está perdendo espaço para processos mais

modernos; dentre os países em que ainda se observa o seu emprego menciona-se

Estados Unidos, China e Grã-Bretanha. O produto gerado a partir desse processo são

tubos com diâmetro externo variando entre 60 e 168 mm e comprimento de até 12 m

11

aproximadamente. Apesar da perda espaço comentada anteriormente, os

equipamentos atuais ainda contam com alguns recursos do processo Diescher como,

por exemplo, o par de discos. (4)

Figura 4 - Equipamento utilizado no processo Diesche r (4)

3) Produção por extrusão

Na extrusão, submete-se um tarugo à passagem forçada através de uma

matriz com o objetivo de diminuir a seção transversal de barras, conferir formato

cilíndrico ou irregular às seções transversais das mesmas ou ainda gerar a partir de

tarugos de seção transversal circular tubos sem costura. Para que possa ser realizado

sem prejuízos ao produto final, é necessário o emprego de metais que apresentem

capacidade razoável de sofrer deformação; assim, a técnica é empregada usualmente

para o alumínio, cobre, aço, magnésio e chumbo por exemplo. (5)

Geralmente, a extrusão é realizada a temperaturas elevadas, uma vez que nessas

condições o material apresenta diminuição do limite de escoamento e, por

conseguinte, maior facilidade para sofrer deformação. É importante mencionar que,

para diferentes materiais, têm-se diferentes intervalos de temperatura adequados para

a realização do processo; isso pode ser observado com mais detalhes na Tabela 1,

extraída da bibliografia consultada. (3)

12

Tabela 1 - Intervalos de temperatura adequados para a extrusão a quente de diferentes metais e ligas (3)

Metal Temperatura de extrusão (◦C)

Alumínio e ligas de alumínio 375 – 475

Cobre e ligas de cobre 650 – 975

Chumbo 200 – 250

Aços 875 – 1300

O processo de extrusão apresenta, além dessa, outras exigências para gerar

produtos com desempenho e propriedades adequadas; assim, a diminuição da

temperatura do tarugo quando em contato com a matriz produz deformação não

uniforme dele o que exige, durante a realização do processo, o aquecimento da matriz.

A produção de filme de óxido sobre a superfície do tarugo quando o mesmo é pré-

aquecido antes da realização da extrusão é outro problema inerente ao processo, já

que origina inclusões e confere à superfície do produto extrudado acabamento de

qualidade inferior; para evitá-lo recomenda-se que o aquecimento seja realizado em

meio de atmosfera inerte. (3)

Dentre as características gerais do processo de extrusão a quente destaca-se

estrutura de elevada densidade conferida aos materiais submetidos ao mesmo; dentre

as causas disso, cita-se a elevada pressão envolvida e a natureza compressiva da

mesma. Produtos finais com tolerância dimensional e acabamento superficial bons

também caracterizam esse processo. Por fim, a rapidez e a capacidade de gerar

produtos apenas com seções transversais constantes correspondem a outros

aspectos inerentes ao processo. (3)

Conforme se mencionou antes, um dos produtos obtidos através do processo

de extrusão são tubos sem costura; em geral, para cada produto obtido, o processo de

extrusão é dotado de características específicas; como foge ao escopo do texto

apresentar os caracteres específicos de cada processo, será aqui apresentado, por

meio da Figura 5, apenas a variante do processo atrelada à produção de tubos sem

costura. (3)

13

Figura 5 - Extrusão de tubos sem costura (3)

Quando alguns procedimentos preventivos como os destacados anteriormente

neste item não são executados, os produtos extrudados podem desenvolver diversos

tipos de defeitos. A seguir, os principais defeitos relacionados à extrusão tanto a

quente quanto a frio: (3)

- trincas superficiais: freqüentes em ligas a base de zinco, alumínio e magnésio,

ocorrem de maneira concomitante com trincas intergranulares. Em geral, é causado

quando ou a temperatura de extrusão, ou atrito gerado no processo, ou a velocidade

de extrusão são elevados; dessa forma, a superfície do material extrudado sofre

aquecimento excessivo e, quando em contato com meio resfriado, tem trincas

originadas sobre elas. Na extrusão a frio, a presença de entalhe sobre a superfície é a

principal causa da nucleação desse defeito.

- defeito de tubo (“pipe defect”): esse defeito é motivado pelo carregamento de óxidos

ou impurezas presentes na superfície do material para o centro do tarugo devido ao

processo de extrusão do mesmo. A região do material extrudado afetada por esse tipo

de defeito deve ser descartada, o que torna o mesmo extremamente indesejável.

Dentre os procedimentos utilizados para evitar sua ocorrência do mesmo, cita-se o

aperfeiçoamento do formato da matriz utilizada no processo de modo que o fluxo por

ela passante não origine esse fenômeno.

- trincas internas: relaciona-se ao desenvolvimento de trincas no centro do produto

extrudado. A redução do ângulo existente entre o tarugo entrante e a matriz e da

quantidade de impurezas no tarugo diminuem a probabilidade de ocorrência desse

defeito.

4) Processo de laminação rotacional (“Plug Rolling Process”)

No processo de laminação rotacional (também conhecido por processo Stiefel),

blocos cilíndricos são aquecidos até temperatura de aproximadamente 1280 graus

Celsius; em seguida, são submetidos à operação de descarepamento por meio de

14

incidência sobre o bloco aquecido de jatos de água a alta pressão. Após a remoção de

carepa, os blocos são submetidos à perfuração de parte da seção transversal, ou seja,

são convertidos em tubos. (4)

Os tubos fabricados por meio desse processo apresentam entre 60 e 406 mm

de diâmetro, paredes com espessura que figuram entre 3 e 40 mm e de 12 a 16 m de

diâmetro. Interessante mencionar que o diâmetro é função do diâmetro externo,

podendo atingir valores 4 vezes maiores que o recomendado. (4)

Dentre os constituintes do equipamento responsável por desempenhar o

processo, o furador de rolo cruzado (também conhecido por furador de barril ou “barrel

piercer”) merece destaque; em resumo, é composto por um par de rolos bicônicos

cujos eixos são inclinados de 6 a 12 graus em relação à horizontal. Entre os rolos, há

um acessório denominado “guide shoe”; ele preenche o espaço existente entre os

rolos e que não é preenchido pela superfície dos mesmos e, desse modo, auxilia na

manutenção do bloco a ser laminado entre os rolos evitando que eles deixem a

trajetória que devem seguir; além disso, contribuem para a melhoria do alongamento

obtido através do processo por atuarem como rolos estacionários, o que permite a

fabricação de tubos com paredes mais finas. (4)

O processo de laminação rotacional gera produtos com maior rapidez que o

processo Mannesmann – daí o seu largo emprego nos dias atuais, conforme se

destacou anteriormente. Além disso, ele permite a obtenção de tubos sem costura

com diâmetros maiores; para isso, o laminador apresenta dois furadores de rolo

cruzado idênticos entre si. A atuação combinada deles permite a fabricação de tubos

com maiores diâmetros (tanto interno quanto externo) e com maior comprimento.

Da mesma forma que em processos de laminação convencional, a tendência

atual é minimizar o número de cadeiras de laminação, o emprego de dois furadores

nesse processo tem sido repensada; como resultado, em algumas indústrias, vêm-se

utilizando laminadores classificados como “heavy duty”, ou seja, laminadores capazes

de gerar tubos de grande diâmetro e comprimento através de um único furador. (4)

Nesse caso, o furador utilizado apresenta rolos bicônicos inclinados de 10 a 12

graus em relação a horizontal; o espaçamento entre os rolos é fechado por meio de

dois discos laterais que também se movimentam. Esse arranjo resulta em grandes

alongamentos, expansão de diâmetro e elevada velocidade de saída do tubo a partir

do equipamento (até 1,5 m/s). (4) O furador antes descrito é mostrado na Figura 6.

Figura 6 -

Consoante se explicou

equipamento responsável pelo processo;

completo é mostrada na Figura

cilindro de trabalho e a barra entre eles é o furador; nessa figura, nota

sobre o qual não se comentou

mandril responsável pela perfuração, a seção transversal apresenta formato diferente

do restante, constituindo o que se chama de “plug”

processo. Por meio dele, faz

por meio da penetração de todo o mandril.

solidário ao mandril – ele pode ser

O bloco a partir do qual o tubo será originado adentra o equipamento

transladado e rotacionado pelos cilindros de trabalho; através do atrito com o “plug” e

o mandril faz-se o furo central. Após a obtenção do

é retirada pela mesma região que entrou; para isso, o cilindro de trabalho superior é

erguido de modo que não mais estabelece contato com a barra furada e o os cilindros

“stripper” são colocados em movimento a fim de t

Removida a barra, caso seja necessário aumentar ainda mais o diâmetro da barra

furada para que ela apresente as propriedades do produto final, troca

utilizado antes por um de maior diâmetro e o processo é repetido.

Furador presente no laminador "Heavy Duty" (4)

se explicou antes, o furador é apenas um dos componentes do

equipamento responsável pelo processo; uma vista bidimensional d

Figura 7. Da esquerda para a direita, o conjunto formado pelo

a barra entre eles é o furador; nessa figura, nota

se comentou quando o furador foi abordado: na ponta da barra ou


o o que se chama de “plug”; esse aparato dá o nome ao

Por meio dele, faz-se a cavidade inicial a partir da qual se originará

por meio da penetração de todo o mandril. Cumpre salientar que o “plug” não é

ele pode ser removido, conforme será comentado em seguida.



se o furo central. Após a obtenção do furo central, a barra, agora furada,

região que entrou; para isso, o cilindro de trabalho superior é


“stripper” são colocados em movimento a fim de tirar a barra do equipamento.


furada para que ela apresente as propriedades do produto final, troca

utilizado antes por um de maior diâmetro e o processo é repetido.

15

es, o furador é apenas um dos componentes do

uma vista bidimensional do equipamento

Da esquerda para a direita, o conjunto formado pelo

a barra entre eles é o furador; nessa figura, nota-se um detalhe

quando o furador foi abordado: na ponta da barra ou


; esse aparato dá o nome ao

se originará o tubo

Cumpre salientar que o “plug” não é

removido, conforme será comentado em seguida.



furo central, a barra, agora furada,

região que entrou; para isso, o cilindro de trabalho superior é


irar a barra do equipamento.


furada para que ela apresente as propriedades do produto final, troca-se o “plug”

Figura 7 - Equipamento utilizado e seqüência de operações do pr ocesso de laminação rotacional

5) Processo “Push Bench”

Também conhecido por processo de forja rotativa ou, na Alemanha, por

processo Ehrhardt. Por meio dele, fabrica

variando entre 50 e 170 mm e espessura de parede entre 3 a 18 mm. O comprimento

atingido pode ser de até 18 m.

Assim como os outros processos apresentados, o t

bloco que, no caso do processo “Push Bench”, pode apresentar seção transversal

redonda, quadrada ou octogonal. Antes da conformação, o bloco é aquecido em forno

rotativo para diminuição do limite de escoamento, ou seja, para que

ocorra com maior facilidade.

Equipamento utilizado e seqüência de operações do pr ocesso de laminação rotacional(4)

Processo “Push Bench”


rhardt. Por meio dele, fabrica-se tubos sem costura com diâmetro


atingido pode ser de até 18 m. (4)

Assim como os outros processos apresentados, o tubo é gerado a partir de um



rotativo para diminuição do limite de escoamento, ou seja, para que

ocorra com maior facilidade.

16

Equipamento utilizado e seqüência de operações do pr ocesso de laminação rotacional


se tubos sem costura com diâmetro


ubo é gerado a partir de um



rotativo para diminuição do limite de escoamento, ou seja, para que a deformação

17

Após aquecimento, o bloco é inserido em um molde cilíndrico em que, por meio

de um furador, faz-se uma cavidade; o molde é aberto apenas em uma das suas

extremidades. Em seguida, o bloco contendo a cavidade é alongado em um alongador

constituído por três rolos e um mandril; esta etapa é realizada a frio e aumenta o

comprimento da barra original de 10 a 15 vezes. (4)

Posteriormente é executada a diminuição do diâmetro do tubo por meio de

rolos ranhurados estáticos; em geral, cada passe é composto por três ou quatro rolos

distribuídos circularmente. A redução que eles são capazes de conferir pode ser de

até 25% e a velocidade de operação é de até 6 metros por segundo. (4)

O mandril responsável por conferir à barra o furo que a converterá em tubo

permanece em seu interior até a etapa de redução; após ela, o mandril é removido por

equipamento especial; a remoção deve ser feita a partir da mesma região que entrou,

uma vez que o bloco não é atravessado pelo mandril.

Com o mandril retirado, corta-se a quente a extremidade do bloco furado que

não foi penetrada pelo mandril. A parte que originará o tubo é reaquecida e novamente

laminado de modo a adquirir acabamento e dimensões finais. Maiores detalhes podem

ser visualizados na Figura 8. (4)

Figura 8 - Representação esquemática do processo "Pu sh Bench" (4)

18

3) TUBOS COM COSTURA

Tubos com costura são provenientes de chapas conformadas cujas arestas são

soldadas de modo a originá-los. São largamente empregados nas indústrias

petrolíferas constituindo tanto tubos de prospecção de petróleo quanto “risers”.

Também são empregados no transporte de gás natural da área produtora até as áreas

consumidoras. A produção dos mesmos, como dito antes, é feita a partir de chapas

conformadas sendo que o principal processo de soldagem utilizado na geração da

solda ou costura é o arco submerso – graças à sua automatização, permite a

produção desses tubos em larga escala e com grande segurança e uniformidade

operacional.

PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE TUBOS COM COSTURA

Os processos de produção de tubos com costura dividem-se em duas

categorias: os que envolvem confecção de soldagem através de aplicação de pressão

e aqueles em que é realizada a soldagem por fusão.

PROCESSOS DE PRODUÇÃO VIA SOLDAGEM POR APLICAÇÃO DE PRESSÃO

1) Processo Fretz-Moon

O processo Fretz-Moon (Figura 9) fabrica tubos com costura a partir de chapas

desbobinadas. Dessa maneira, a primeira etapa do processo consiste do

desbobinamento de bobinas a elevadas velocidades e mantidas em acumuladores

“loop”. Os acumuladores são peças chave para conferir ao processo continuidade, já

que se utilizasse simplesmente bobinas sem o auxílio dos mesmos, o estabelecimento

dela seria impossível.

Dos acumuladores, as chapas são aquecidas por meio de um forno túnel a

temperaturas elevadas; interessante destacar que o aquecimento é realizado por meio

de aquecedores laterais e, desse modo, existe um gradiente de temperatura entre o

centro e as laterais da chapa – as diferenças estabelecidas variam de 100 a 150 graus

Celsius. (4)

As chapas aquecidas são continuamente deformadas por meio dos rolos de

conformação, adquirindo formato de tubo com costura aberta; na etapa de soldagem,

a circunferência desse tubo é levemente reduzida em virtude em virtude dos

procedimentos de preparação tal que sua execução seja possível. Esses

procedimentos geram vãos no tubo sem costura, o que torna obrigatória a aplicação

de pressão para posterior execução da soldagem. Após a soldagem, os tubos são

19

cortados por chama, mantidos em cama de resfriamento e submetidos a etapas de

acabamento.

A partir do processo Fretz – Moon, fabrica-se tubos com diâmetro entre 40 e

114 mm; a velocidade de produção de tubos expressa em metros oscila entre 100 e

200 metros de tubo produzido por minuto. (4)

Figura 9 – Esquema do processo Fretz - Moon (4)

2) Processos de soldagem por resistência elétrica

2.1) Processos de soldagem por corrente contínua

São processos em que são utilizadas correntes contínuas ou aproximadamente

contínuas no processo de soldagem. Normalmente, são empregados na soldagem

longitudinal de tubos pequenos com 20 mm podendo, em casos especiais, atingir 30

mm de diâmetro externo. As paredes apresentam espessura entre 0,5 e 2 mm

aproximadamente. (4)

Dentre as vantagens que o emprego de corrente contínua apresenta em

relação a técnicas em que se utiliza correntes de baixa e alta freqüência, cita-se

principalmente o acabamento suave conferido na região do cordão presente no interior

do tubo; tal aspecto é de suma importância em tubos onde o a execução de operações

complementares não podem ser realizadas em seu interior – verifica-se tal fato em

tubos de trocadores de calor por exemplo. (4)

A capacidade limitada de transferência de energia elétrica através dos

eletrodos de disco corresponde a uma das limitações do processo; as velocidades de

20

soldagem atingidas variam entre 50 e 100 metros de tubo soldado por minuto; A

matéria prima utilizada para produção desses tubos são chapas laminadas a frio. (4)

2.2) Processos de soldagem com corrente alternada de baixa freqüência

No processo de soldagem com corrente de baixa freqüência (Figura 10), faz-se

o costura de tubos através do emprego de correntes alternadas com freqüência que

varia entre 50 e 400 Hz. Dentre os componentes do equipamento responsável por

desenvolver a técnica, destaca-se os 2 discos de cobre isolados responsáveis pelo

fornecimento de energia, conformação e pela geração de pressão necessária para a

soldagem. (4)

Os eletrodos também apresentam importância manter o diâmetro do tubo a ser

produzido igualado em todas as posições e por monitorar a dimensão do raio do tubo

durante o processo. Nele, a confecção da soldagem é acompanhada pela formação,

tanto dentro quanto fora do tubo de resíduo que deve ser removido ao término do

processo por acessório adequado do equipamento.

Graças ao monitoramento característico desse processo, ele apresenta a

capacidade de produzir tubos com grande precisão; além disso, os produtos gerados

através dele apresentam de 10 a 114 mm de diâmetro, e a velocidade, que é função

da espessura do tubo a ser soldado, tem valor médio de 90 metros por minuto. (4)

Figura 10 - Processo de soldagem por corrente altern ada de baixa freqüência (4)

21

2.3) Processos de soldagem com corrente alternada de alta freqüência

Surgido em 1960 como uma dissidência do processo de soldagem com

corrente alternada de baixa freqüência, consiste do emprego de corrente alternada

com freqüência entre 200 e 500 kHz e processo de conformação e soldagem dos

tubos executados em unidades separadas. (4)

A exemplo dos apresentados antes, esse método também utiliza pressão e

aquecimento na construção da costura dos tubos. A fenda de espessura adequada

para a soldagem é conferida à chapa utilizada como matéria prima por meio de rolos

que exercem compressão da mesma.

O uso de correntes de elevada freqüência nos processos de soldagem possui

diversas vantagens; são elas: (4)

- geração de elevados valores de densidade de corrente no condutor

- produção de campo magnético no centro do condutor; ele incrementa a resistência

oferecida à passagem de elétron por essa região, fazendo com que eles trafeguem

preferencialmente pela superfície.

- penetração elevada quando o metal a ser soldado é aquecido acima da temperatura

Curie

Existem duas variações do processo: uma, em que se faz o emprego de

contatos móveis para transferência de corrente e outra em que a corrente é induzida

na região a ser soldada por meio de uma ou múltiplas bobinas. Assim, pode-se dividi-

lo em processo de soldagem por corrente de alta freqüência induzida e por corrente de

alta freqüência conduzida.

A construção do tubo por meio deles tem como etapa inicial a conversão da

chapa através de rolos de conformação ou rolos ajustáveis em um tubo que,

posteriormente, deverá ser costurado, ou seja, em um tubo contendo uma fenda. A

matéria prima encontra-se contida em bobinas e o processo é contínuo – assim, para

que seja possível para ele apresentar essa característica, faz-se o uso de

acumuladores em “loop” para manutenção da alimentação do processo. (4)

As bobinas são utilizadas a frio ou a quente, dependendo da aplicação do tubo

resultante, das dimensões e da precisão destas; no caso do emprego a quente,

realiza-se processo de decapagem da chapa antes da conformação e soldagem. Os

tubos fabricados apresentam de 20 a até 609 mm e parede com espessura entre 0,5 e

22

16 mm; a velocidade de produção é de 10 a 120 metros por minuto. Um detalhe

relevante que deve ser ressaltado relaciona-se a chapa que penetra por entre os rolos

de conformação – as chapas obtidas via desbobinamento são cortadas em pedaços

de dimensões correspondentes ao tubo que se deseja produzir, ou seja, não se

mantém o comprimento da chapa que inicialmente compunha a bobina. (4)

No processo, emprega-se de 8 a 10 rolos de conformação que realizam a

conversão de chapa em tubo com costura ausente de maneira gradual; os estágios

dessa transformação podem ser observados na Figura 11 e Figura 12.

Figura 11 - Estágios da conversão gradual de chapa e m tubo com costura ausente (4)

Figura 12 - Estági os do processo de geração de tubo com maior detalhe

Conforme se observa

internos que possibilitam a geração de tubos com diversos diâmetros. A r

espessura e diâmetro atingida varia entre 1/100 e 1/8.

De acordo com o que

condução ou por indução;

13), a chapa após ser conferido a ela o formato de tubo (indicada por 1) é

arranjo mostrado na figura na direção da seta; os rolos identificados pelo número 5

engrenam a chapa, conferindo movimento a ela.

os do processo de geração de tubo com maior detalhe

se observa na Figura 12, além dos rolos externos, há também rolos

internos que possibilitam a geração de tubos com diversos diâmetros. A r

espessura e diâmetro atingida varia entre 1/100 e 1/8. (4)

De acordo com o que se comentou antes, corrente pode ser aplicada por

condução ou por indução; no processo em que se aplica corrente por indução (

), a chapa após ser conferido a ela o formato de tubo (indicada por 1) é


engrenam a chapa, conferindo movimento a ela. (4)

23

os do processo de geração de tubo com maior detalhe (4)

, além dos rolos externos, há também rolos

internos que possibilitam a geração de tubos com diversos diâmetros. A razão entre

antes, corrente pode ser aplicada por

no processo em que se aplica corrente por indução (Figura

), a chapa após ser conferido a ela o formato de tubo (indicada por 1) é inserida no


24

Figura 13 - Diagrama contendo o processo por induçã o (4)

Além disso, os rolos auxiliam na aproximação das partes em separado do

futuro tubo, conferindo a ela o ângulo 2. A corrente é induzida na região a ser soldada

pelo arranjo identificado por 4 e 3; Em 4, gera-se campo magnético ao redor da bobina

de indução indicada por 3 que induz corrente que trafega ao redor da circunferência do

tubo, mais precisamente entre os pontos indicados por 6 e b. Vale salientar que o

arranjo é elaborado de modo que, na região aberta, a corrente se concentra

aquecendo-a; outra a função associada aos rolos identificados por 5 é aplicar pressão

nessa região já aquecida para o estabelecimento da junção. Solda de acabamento é

realizada em 7 a fim de retirar as cristas formadas na soldagem executada por

indução.

No processo em que a corrente é aplicada de maneira convencional, ou seja,

por condução, a corrente é aplicada, como já inferiu antes, por contatos de cobre

móveis localizados antes do ponto do tubo em que se construirá a solda; dependendo

da espessura da parede do tubo e do processo de conformação, pode-se atingir

velocidades de até 100 metros por minuto. Maiores detalhes são mostrados na Figura

14. (4)

Figura 14 – Processo de corrente aplicada de maneira convencional (4)

Conforme se vê na figura, os contatos 3 e 3’ estão posicionados muito

próximos das partes a serem soldadas. O fornecimento de corrente de elevada

freqüência é realizado pelo gerador identificado por 4; em 6, as arestas aquecidas são

pressionadas pelos rolos (5) e, em 7, elimina-se as cristas formadas pelo processo de

soldagem executado por 3 e 3’.

25

PROCESSOS DE PRODUÇÃO VIA SOLDAGEM POR FUSÃO

Os processos de produção de tubos através de soldagem por fusão são

utilizados principalmente na fabricação de tubos de diâmetros superiores a 457 mm

(aproximadamente 18 polegadas) utilizados na construção de dutos. Assim como nos

processos de produção via soldagem por aplicação de pressão, os processos

englobados por esse grupo dividem-se basicamente em duas etapas: a etapa de

conformação, em que chapas são convertidas em formato próximo do tubo acabado e

o processo de soldagem, em que se une as arestas laterais da placa consolidando a

conversão de chapa em tubo. (4)

Nos processos em que se emprega soldagem por fusão, a etapa e

conformação pode ocorrer de 4 maneiras principais: (4)

- através de máquina de dobramento de três rolos (utilizado em processos de

conformação a quente e a frio)

- através de prensa C (apenas para conformação a frio)

- por meio do processo U-O-E (apenas para conformação a frio)

- via processo de conformação de tubo espiral (apenas para conformação a frio de

chapas largas)

Os 4 processos de conformação apresentados anteriormente estão

representados na Figura 15. Dentre eles, nas discussões a seguir se dará ênfase

apenas aos dois últimos (processo U-O-E e processo de produção de tubos espirais),

uma vez que são os mais utilizados na maioria das fábricas pelo mundo que produzem

com costura em larga escala.

Figura 15 - P rocessos de conformação realizados na produção de t ubos com costura por

No que concerne a etapa de soldagem, o processo de soldagem ao arco

submerso é o mais utilizado por ser recomendado por normas técnicas para uso na

soldagem de tubos de grande diâmetro. Além desse, em alguns casos tem

de técnicas de soldagem TIG (“Tungsten Inert Gas”) e MIG (“Metal Inert Gas”) e

combinações delas.

1) Processo U-O-E

No processo U-O-E, ligas metálicas no formato de chapas são submetidas

primeiramente à usinagem seguida de leve deformação das arestas laterais que estão

dispostas na longitudinal. Com as arestas já levemente curvadas para cima, realiza

posteriormente a prensagem da chapa; na etapa de prensagem, a chapa é submetida

a duas operações: na primeira, um pulsão com o formato em U pressiona a chapa

conferindo a ela o formato que ele apresenta

na Figura 16. Na segunda etapa, um outro pulsão, agora com o formato de U invertido

pressiona a chapa impondo às arestas curvadas levemente após usinagem uma

curvatura ainda maior – assim, a seção transversal da chapa se assemelha, após

rocessos de conformação realizados na produção de t ubos com costura por soldagem por fusão



s de grande diâmetro. Além desse, em alguns casos tem


E, ligas metálicas no formato de chapas são submetidas

à usinagem seguida de leve deformação das arestas laterais que estão

dispostas na longitudinal. Com as arestas já levemente curvadas para cima, realiza


: na primeira, um pulsão com o formato em U pressiona a chapa

ela o formato que ele apresenta; maiores detalhes podem ser verificados

a segunda etapa, um outro pulsão, agora com o formato de U invertido

impondo às arestas curvadas levemente após usinagem uma

assim, a seção transversal da chapa se assemelha, após

26

rocessos de conformação realizados na produção de t ubos com costura por



s de grande diâmetro. Além desse, em alguns casos tem-se o uso


E, ligas metálicas no formato de chapas são submetidas

à usinagem seguida de leve deformação das arestas laterais que estão

dispostas na longitudinal. Com as arestas já levemente curvadas para cima, realiza-se


: na primeira, um pulsão com o formato em U pressiona a chapa

; maiores detalhes podem ser verificados

a segunda etapa, um outro pulsão, agora com o formato de U invertido

impondo às arestas curvadas levemente após usinagem uma

assim, a seção transversal da chapa se assemelha, após

27

submissão a essa segunda prensagem, à letra O; interessante mencionar que a etapa

de leve curvatura das arestas após a usinagem é realizada apenas para facilitar a

etapa de prensagem por meio do pulsão com o formato de U invertido. (6)

Figura 16 - Atuação da prensa U no processo U-O-E (6 )

Após a etapa de prensagem, a chapa conformada é submetida à soldagem; o

processo de soldagem utilizado é a soldagem ao arco submerso, também conhecido

pela sigla SAW (Submerged Arc Welding). Esse processo é caracterizado por um tipo

de operação semi-automática ou automática; o custo dos equipamentos utilizados em

sua realização é razoável, equivalendo a aproximadamente 10 vezes o custo de

equipamentos empregados no processo de soldagem com eletrodo revestido (o mais

barato dentre todos). Os consumíveis utilizados no processo são basicamente um

eletrodo ou uma fita, a partir dos quais se produzirá juntamente com metal de base

diluído a solda e o fluxo; o fluxo apresenta múltiplas funções no processo, dentre as

quais destaca-se o refino da poça de fusão, a geração de atmosfera protetora ao redor

da dela capaz de evitar contaminação com agentes presentes na atmosfera, a adição

de elementos de liga e a obstrução do contato visual com o arco elétrico.

O fluxo pode ser classificado com base em dois critérios: quanto à basicidade

ou quanto à capacidade de adição de elementos de liga; em termos de basicidade, o

fluxo pode ser ácido se apresentar índice de basicidade (BI) menor que 1 (nesse caso,

são constituídos normalmente por MnO, FeO ou SiO2), neutro se apresentar BI entre 1

e 1,5 e básico se apresentar BI maior que 1,5 (em geral, composto por CaO, MgO e

BaO). Quanto à adição de elementos de liga, o fluxo pode ser ativo (se, durante o

processo, adiciona elementos de liga à poça de fusão) ou neutro se não adicionar

quaisquer elementos de liga à poça de fusão.

28

Por ser granular, problemas de segregação granulométrica em seu emprego

são freqüentes, o que afeta o desempenho da junta formada; além disso, seu alto

custo tem estimulado a reciclagem de mesmo no processo. A reciclagem do fluxo é

um procedimento delicado, uma vez que não pode ser realizada de maneira indefinida

e o fluxo a ser reciclado não pode ser utilizado sem estar misturado a fluxo novo; em

geral, para geração da mistura, a proporção a ser utilizada é 3 partes de fluxo novo

para 1 parte de fluxo usado.

Dentre as características do processo menciona-se taxas de deposição de 6 a

20 kg/h quando faz-se o emprego de fita e 6 a 40 kg/h quando utiliza-se eletrodo. Por

meio do processo, faz-se a união de chapas com mais de 5 mm; as posições de

soldagem para realização do processo são limitadas – assim, a técnica só pode ser

aplicada nas posições plana ou horizontal; o mesmo vale para o tipo de junta – o uso

se restringe à junta tipo topo e aresta. A diluição é de 50 a 80% quando emprega-se

eletrodo e de 5 a 20% para a fita; as correntes possíveis de serem atingidas durante o

processo variam de 350 a 2000 A. Na Figura 17, tem-se um desenho representativo

do processo.

Figura 17 – Processo de soldagem a arco submerso (6)

Após o processo de soldagem, o tubo é sujeito a um processo de expansão, o

qual confere ao mesmo o formato final (formato da letra O) e a ensaios não destrutivos

que avaliam a sanidade dos mesmos no que concerne a existência de trincas,

porosidade, enfim, defeitos capazes de afetar o desempenho mediante as solicitações

suportadas por eles em serviço. Um resumo do que foi antes descrito está contido na

Figura 18.

29

Figura 18 - Síntese do processo U-O-E (6)

2) Produção de tubos espirais

No processo de produção de tubos espirais (ou helicoidais), chapas são

submetidas a processo de conformação contínuo por meio de um equipamento que as

conformam na espiral, conferindo a elas raio de curvatura constante; os vazios

presentes na chapa enrolada, resultante da união de duas arestas são unidos também

de maneira contínua por meio do processo de soldagem a arco submerso. (4)

Atualmente, o processo pode ser executado através de dois arranjos:

integrado, em que conformação e soldagem são feitos em um mesmo equipamento e

separado, em que são feitos em dois equipamentos distintos. Uma das vantagens em

relação ao processo de produção de tubos na longitudinal (tais como o processo U-O-

E, por exemplo) refere-se à possibilidade de confeccionar, a partir de uma mesma

chapa, tubos com diversos diâmetros. Assim, quando deseja-se realizar esse tipo de

procedimento, basta alterar o ângulo de entrada da chapa no equipamento de

conformação – quanto menor ele for, maior será o diâmetro do tubo produzido e, por

conseguinte, menor será o comprimento obtido considerando-se um comprimento fixo

de chapa. (4)

Quanto aos tubos fabricados por esse processo, apresentam diâmetro que

varia entre 500 e 2500 mm

da chapa utilizada na fabricação do tubo é próxima d

As etapas do processo estão expostas de maneira resumida na

primeiro, faz o desbobinamento, ou seja, converte

Em seguida, faz-se a retirada de apar

resultante do processo de laminação e bobinamento das mesmas. Após a remoção

das aparas, a chapa é conformada na forma de espiral e, tão logo é conformada, é

submetida a processo de soldagem ao arco submerso tanto

união das arestas laterais da chapa; importante mencionar que a soldagem é realizada

internamente e externamente.

Após a soldagem, o tubo formado é separado do restante da chapa, submetido

a operações de acabamento e de inspeção,

está apto para uso em aplicações no campo.

Figura 19 - Processo de produção de tubo espiral e suas etapas


varia entre 500 e 2500 mm; o comprimento varia conforme a aplicação. A espessura

da chapa utilizada na fabricação do tubo é próxima de 20 mm. (4)

As etapas do processo estão expostas de maneira resumida na

primeiro, faz o desbobinamento, ou seja, converte-se bobina novamente em chapa.

se a retirada de aparas das arestas laterais da chapa, em geral



submetida a processo de soldagem ao arco submerso tanto no chanfro formado pela


internamente e externamente.


a operações de acabamento e de inspeção, que visa verificar a sanidade do tubo e se

está apto para uso em aplicações no campo.

Processo de produção de tubo espiral e suas etapas (7)

30


; o comprimento varia conforme a aplicação. A espessura

As etapas do processo estão expostas de maneira resumida na Figura 19;

novamente em chapa.

as das arestas laterais da chapa, em geral



no chanfro formado pela



que visa verificar a sanidade do tubo e se

(7)

31

REFERÊNCIAS

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Maintenance, Integrity, and Repair. [Documento disponível em

http://books.google.com/books?id=_gYJj10iocEC&printsec=frontcover&dq=Piping+and

+Pipeline+Engineering:+Design+Construction,+Maintenance,+Integrity&hl=pt-

BR&ei=3621TqnsDIHZgQfXvuG_BA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved

=0CDYQ6AEwAA#v=onepage&q&f=false] s.l. : Marcel Dekker, 2003.

2. Metals International Limited. Seamless Pipe - Metals International Limited. Metals

International Limited. [Online] DIYTrade.com. [Citado em: 05 de Novembro de 2011.]

http://www.klsteel.com/sdp/229183/4/cp-1029276/0/Seamless_Pipe.html.

3. Kaushish, J. P. Manufacturing Processes. [Documento disponível na URL:

http://books.google.com/books?id=1ZOXXV9LdcwC&printsec=frontcover&dq=Manufac

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BR&ei=_su1TtrhCYargweiiqGYBA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0

CDEQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false] Nova Delhi : Prentice-Hall.

4. Heinz Brensing, Karl e Sommer, Baldur. Steel Tube and Pipe Manufacturing

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http://www.smrw.de/downloads/Steel_tube_and_pipe.pdf]

5. Portal Metálica. Tubulação Indústrial - Portal Metálica. Site do Portal Metálica.

[Online] EFX design. [Citado em: 17 de Outubro de 2011.]

http://www.metalica.com.br/tubulacao-industrial/.

6. Nagle Armendro, Bruno e Alonso-Falleiros, Neusa. Aços ARBL: Desempenho

quanto à corrosão na presença de sulfeto. [Documento no formato pdf.] São Paulo,

SP, Brasil : s.n., 2010. Relatório de pesquisa apresentado ao programa "Ensinar com

pesquisa", da pró-reitoria de Graduação da Universidade de São Paulo.

7. [Online] [Citado em: 05 de Novembro de 2011.]

http://www.tenaris.com/TenarisConfab/pt/files/processo_SAW.pdf.

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