¿Cuál es la diferencia entre las tuberías HFW y LSAW?

En la industria moderna de tuberías de acero, dos de los tipos de tubos soldados más utilizados son los tubos HFW (soldados por alta frecuencia) y los tubos de acero LSAW. Ambos desempeñan un papel fundamental en los sectores del petróleo y el gas, la construcción y las infraestructuras, pero sus procesos de fabricación, características de rendimiento y aplicaciones difieren significativamente.

Este artículo explora las diferencias clave entre los tubos HFW y LSAW en cuanto a métodos de producción, materias primas, características técnicas y escenarios de uso. Comprender estas diferencias puede ayudar a ingenieros, gerentes de compras y usuarios finales a tomar decisiones informadas al seleccionar el tubo adecuado para proyectos específicos.

¿Qué son los tubos de acero LSAW?
Los tubos de acero LSAW tienen una sola costura de soldadura longitudinal en el cuerpo del tubo. Para diámetros superiores a 914 mm, se permiten dos costuras de soldadura. Se sueldan mediante soldadura por arco sumergido con un alambre de relleno. El acero de costura recta por arco sumergido, abreviado como ASWL, utiliza soldaduras con protección de fundente. La característica más distintiva de las tuberías de acero con costura recta por arco sumergido es el uso de un alambre de soldadura externo para la fusión por arco y un fundente para soldadura por arco sumergido.

Tubería HFW (Tubería Soldada por Alta Frecuencia)
La tubería HFW es un tipo de tubería de acero soldada por resistencia eléctrica (ERW) que utiliza corriente de alta frecuencia para calentar los bordes de la banda de acero antes de unirlos mediante presión. El proceso no requiere materiales de aporte ni fundente. Gracias a su alta velocidad de producción, acabado superficial liso y precisión dimensional, la tubería HFW se utiliza ampliamente para la transmisión de fluidos a media presión, como petróleo, gas, agua y aplicaciones estructurales en edificios y puentes.

Características de las tuberías HFW:
Fabricadas a partir de bobinas de acero laminadas en caliente o en frío
Soldadura mediante inducción de alta frecuencia o soldadura por contacto
Generalmente se producen en diámetros más pequeños (≤ 24 pulgadas)
Normas comunes: API 5L, ASTM A53, EN 10217

¿Cuál es la diferencia entre las tuberías HFW y LSAW?

1. Diferencias en las materias primas
Las tuberías HFW se fabrican utilizando flejes de acero laminados en caliente o en frío (bobinas) con un ancho máximo de hasta 1500 mm, lo que las hace más rentables. Materia prima para las tuberías HFW: bobina de acero (≤ 1500 mm de ancho, menor coste).
Las tuberías LSAW, por otro lado, utilizan bobinas laminadas estrechas (ancho mínimo de 1250 mm), placas medianas o placas gruesas como materia prima. Estas placas se cortan y conforman individualmente, lo que resulta en mayores costos de material, pero también en una mayor resistencia y confiabilidad de las tuberías. Materia prima para tubos LSAW: placa de acero (≤1250 mm de ancho, mayor costo y resistencia).

2. Diferencias en el Proceso de Conformado

Conformado de Tubos LSAW – Proceso JCOE. Los tubos LSAW se conforman mediante el método de prensado en frío JCOE, que moldea gradualmente la placa de acero en etapas: J → C → O → E. Cada etapa de prensado dobla aproximadamente 50 mm de placa a la vez hasta lograr la forma cilíndrica deseada. Este proceso garantiza un conformado preciso, un espesor de pared uniforme y una alineación de soldadura firme.

Conformado de Tubos HFW – Conformado Continuo. Los tubos HFW se conforman mediante un proceso de laminado de múltiples pasadas. La tira de acero pasa por una serie de rodillos que la doblan gradualmente hasta obtener una forma redonda. Los bordes del tubo se alinean y se prensan antes de soldarlos. Este método se caracteriza por su producción continua y alta eficiencia, ideal para la producción en masa de tubos más delgados.

3. Proceso de soldadura HFW: El proceso HFW utiliza el efecto pelicular de alta frecuencia para calentar rápidamente los bordes de la tira. Los bordes alcanzan un estado plastificado en milisegundos y se fusionan bajo presión mecánica, formando una unión resistente sin material de aporte ni fundente.

Proceso de soldadura LSAW: Las tuberías LSAW se sueldan mediante el método de soldadura por arco sumergido (SAW), donde se utiliza alambre de aporte y fundente para generar una soldadura profunda y resistente. La soldadura se realiza en ambos lados, interior y exterior, para garantizar una penetración completa y una excelente resistencia.

4. Diferencias en la línea de producción y eficiencia

La línea de producción de tuberías HFW es un proceso continuo y automatizado, con un flujo de trabajo ininterrumpido desde el desenrollado hasta la soldadura y el corte. Esto permite una alta velocidad de producción y una baja intensidad de mano de obra, lo que hace que la producción de tuberías HFW sea altamente eficiente. En cambio, las líneas de producción de tuberías LSAW son sistemas por lotes que constan de más de 15 procesos independientes, como fresado de bordes, conformado, soldadura interna/externa, tratamiento térmico y pruebas. Esto reduce la velocidad del proceso, pero garantiza una alta calidad y resistencia.

5. Diferencias en el rango de tamaños y especificaciones
Las tuberías HFW se utilizan normalmente para diámetros más pequeños y paredes más delgadas, generalmente de hasta 610 mm (24 pulgadas) de diámetro.
Las tuberías LSAW se pueden producir en un amplio rango de diámetros, desde 325 mm hasta 1600 mm, con espesores de pared de hasta 80 mm.

Por lo tanto, las tuberías HFW son más comunes en aplicaciones de trabajo ligero y presión media, mientras que las tuberías LSAW están diseñadas para uso intensivo y de alta presión.

¿Cómo distinguir entre tubos de acero de costura recta de alta frecuencia y de arco sumergido?
En la industria, los tubos de acero de costura recta de alta frecuencia y los de arco sumergido presentan diferencias estéticas distintivas, principalmente en su aspecto y soldaduras. Los tubos de acero de alta frecuencia son lisos y planos, sin incrustaciones. El desprendimiento de la soldadura en los tubos de acero de costura recta de alta frecuencia se caracteriza por una costura de soldadura blanda, irregular y dentada. Esta costura se raspa antes del envío, dejando una marca de desprendimiento relativamente lisa. Los tubos de acero de costura recta de arco sumergido presentan ligeras hendiduras en forma de franja, principalmente ubicadas en el interior del tubo. Los tubos de acero de costura recta de arco sumergido presentan un desprendimiento limpio, de 1 a 3 mm más alto que el material base. La costura de soldadura se puede rectificar a petición del cliente antes del envío, dejando marcas de rectificado claras.

¿Cuáles son las diferencias en las normas de implementación para tubos de acero soldados de alta frecuencia y de arco sumergido? En cuanto a las normas de implementación, ambos tipos de tubos de acero pueden implementar las mismas normas: GB/T3091-2208, GB/T9711.1-2011, GB/T9711.1-2001, API 5L PSL1 y API 5L PSL2. Sin embargo, sus certificados de certificación son completamente diferentes. Los certificados correspondientes a los tubos de acero de alta frecuencia están designados para "ERW", mientras que los certificados correspondientes a los tubos de acero soldados por arco sumergido están designados para "ASWL".