Introducción

A la hora de especificar tubos de acero soldados, los ingenieros se enfrentan a una abrumadora variedad de siglas: EFW, ERW, SAW y HFW. Estos términos no son sinónimos. Se trata de procesos de fabricación y principios metalúrgicos completamente distintos, y si se especifica uno incorrecto, podría dar lugar a fallos de ingeniería catastróficos. Esta guía pretende aclarar lo anterior dividiéndolo en dos categorías: soldadura por resistencia (ERW) frente a soldadura por fusión (EFW). A continuación, entramos en materia con una comparación técnica detallada sobre cómo la soldadura por arco sumergido (SAW) —el proceso en el que se basa la tecnología LSAW principal de Allland y SSAW productos: es el proceso más sofisticado y fiable que puede ofrecer la familia EFW.

ERW (soldadura por resistencia eléctrica)

El primer grupo, ERW, es un proceso rápido y eficiente que se rige por un principio fundamental: Se trata de una soldadura por forja, no de una soldadura por fusión.

Principio fundamental: Presión + Resistencia (sin relleno)

La diferencia fundamental entre la soldadura EFW y la ERW es que el proceso ERW no utiliza ningún metal de aportación externo (como el alambre de soldadura).

El proceso de conformado moderno suele ser la soldadura por alta frecuencia (HFW). Se desenrolla una bobina de acero y se le da forma gradualmente hasta convertirla en un tubo redondo mediante una serie de rodillos. Se alinean los dos bordes abiertos y se aplica una potente corriente de alta frecuencia (200-800 kHz). Gracias al “efecto piel”, esta corriente calienta únicamente los dos bordes enfrentados hasta una temperatura plástica y forjable (aprox. 1200-1400 °C). Justo en el momento de máxima temperatura, un conjunto de “rodillos de compresión” presiona los bordes entre sí con una fuerza tremenda. Este proceso de fabricación suelda los tres bordes en una única unión sólida.

Metalurgia y limitaciones

La “soldadura” resultante es una junta forjada de metal base, de anchura reducida. El proceso es muy rápido y económico, lo que hace que Tubo ERW la opción más habitual para aplicaciones de diámetro pequeño a mediano (como ASTM A53 tubo o SHS).

No obstante, este método no podía llevarse demasiado lejos. El calor y la presión dan lugar a un patrón de grano único en la zona afectada por el calor (HAZ), que puede diferir del del cuerpo de la tubería. Las tuberías ERW de calidad deben someterse a un tratamiento térmico posterior a la soldadura, denominado “normalización”, con el fin de refinar esta estructura de grano y mejorar así la ductilidad y la tenacidad de la soldadura. Dicho esto, las tuberías ERW tradicionales suelen estar sujetas a limitaciones cuando se trata de aplicaciones de alta presión, paredes muy gruesas o servicio a temperaturas muy bajas, en los que la tenacidad es fundamental.

EFW (Soldadura por fusión eléctrica)

El segundo método, el EFW, es un proceso metalúrgico totalmente distinto. Su principio fundamental es “Arc + Melting”,” realizar una soldadura por fusión.

Principio fundamental: Fusión y solidificación

En Soldadura por fusión eléctrica (EFW) Se crea utilizando un arco eléctrico para generar un calor intenso, que funde el metal base de los bordes del tubo (y, a menudo, un metal de aportación) formando un baño de fusión. Este baño, o “baño de soldadura”, se enfría y se solidifica a continuación, fusionando las dos partes en una única pieza sólida de metal que es, en esencia, una pequeña pieza de fundición refinada.

Es importante saber que “EFW” es un término muy general que se refiere a la soldadura, y no a un tipo concreto de proceso. De hecho, abarca procesos habituales como la soldadura por arco con gas y metal (GMAW o «MIG») y la soldadura por arco con gas y tungsteno (TIG). Sin embargo, en el sector de las tuberías de gran diámetro, estos procesos resultan demasiado lentos.

Cuando una norma de ingeniería (como, por ejemplo, ASTM A671 o A672) requiere tubos EFW, esto suele significar que se trata del método más sofisticado y de mayor producción dentro de este grupo: en casi todos los casos se hace referencia a la soldadura por arco sumergido (SAW).

Un análisis en profundidad de la soldadura por arco sumergido (SAW)

Aquí es donde destaca la tecnología principal de los productos de Allland. ¿Qué es la tubería SAW? Se trata de la técnica de soldadura por fusión más robusta, fiable y de mayor rendimiento jamás creada para la industria del petróleo y el gas y para trabajos de industria pesada.

Los dos productos estrella de Allland, LSAW (SAW longitudinal) y SSAW (sierra de hilo en espiral) tubo, se fabrican mediante este proceso de alta calidad.

El proceso SAW: el poder del fundente

Lo que diferencia al proceso SAW es que el arco eléctrico queda “sumergido” bajo una capa de fundente granular. No se trata simplemente de una cubierta pasiva, sino de un agente químico activo que ofrece dos ventajas inigualables: actúa como escudo protector y como agente limpiador.

Ventaja técnica n.º 1: Máxima pureza de la soldadura

La capa de fundente de la superficie aísla esta atmósfera del baño de fusión. De este modo, se consigue una protección perfecta contra la contaminación por oxígeno y nitrógeno. Se trata de una protección mucho más eficaz que la de cualquier proceso de arco abierto, lo que da como resultado una soldadura ultrapura, limpia y densa, con niveles muy bajos de hidrógeno, alta ductilidad y máxima resistencia al agrietamiento.

Ventaja técnica n.º 2: Propiedades de soldadura controlables

Esta es la diferencia más importante con respecto al proceso ERW. El proceso SAW utiliza un material de aporte metal de aportación (un alambre) que se introduce en el arco y se funde para crear la soldadura.

Con una soldadura por forja ERW, uno está limitado a las características del metal base. En el caso de una soldadura por fusión SAW, el fabricante puede diseñar el cordón de soldadura. Al elegir determinadas mezclas de alambre y fundente, un fabricante avanzado como Allland puede adaptar la composición química y las propiedades metalúrgicas del depósito de soldadura resultante. Podemos formular un cordón de soldadura que iguale exactamente —o supere— la resistencia, la tenacidad y la resistencia a la corrosión de metales base de alta calidad como API 5L X70. Esto convierte a SAW en la única opción para la fabricación de tubos de alto rendimiento, de pared gruesa y destinados a aplicaciones críticas.

Proceso de fabricación de tubos mediante soldadura por arco sumergido.

 

ERW frente a SAW Enfrentamiento

Esta tabla comparativa técnica ofrece un resumen claro y cuantitativo dirigido a ingenieros y compradores.

Característica ERW (soldadura por resistencia eléctrica) EFW / SAW (soldadura por arco sumergido) Fundamentos y análisis técnicos
Principio de la soldadura Presión + Resistencia (Una soldadura de forja) Arco + Fusión (Una soldadura por fusión) Esta es la diferencia metalúrgica fundamental entre la soldadura EFW y la soldadura ERW.
¿Se utiliza metal de aportación? No Sí (Alambre y fundente consumibles) La diferencia fundamental. Las propiedades de las soldaduras SAW pueden controlarse mediante el diseño de la aleación. Las propiedades de las soldaduras ERW se limitan al metal base.
Estructura de soldadura Una “costura” estrecha y forjada del metal base. Un cordón de soldadura grueso, ancho y homogéneo (una estructura “fundida”). La soldadura SAW es una soldadura de gran espesor, a menudo más gruesa que la pared del tubo, lo que la hace excepcionalmente resistente.
Espesor de pared aplicable Pared fina a media. Pared de grosor medio a extremadamente grueso (p. ej., > 100 mm). El proceso SAW es el único método fiable y de alta velocidad para la fabricación de tubos de gran diámetro y pared gruesa.
Normas habituales ASTM A53, API 5L (diámetros más pequeños) API 5L (gran diámetro), ASTM A671, A672, A252 EFW/SAW es el estándar de referencia para aplicaciones críticas, de gran diámetro y de alta presión y baja temperatura.
Productos Allland (Material base para algunos perfiles huecos) Tubos de acero LSAW y SSAW Allland se especializa en los procesos de fabricación EFW/SAW más robustos y de alto rendimiento.

Conclusión

ERW y EFW son dos procesos completamente diferentes: el ERW es un proceso de soldadura por forja a alta velocidad, mientras que el EFW es un proceso de fusión que ofrece resultados de alta calidad. El método de soldadura por arco (EW) más probado para tuberías de gran diámetro es el SAW (soldadura por arco sumergido). Mediante el uso de un fundente protector y metal de aportación, el SAW produce una soldadura limpia y sólida con características específicas, por lo que es la mejor solución para aplicaciones de gran diámetro, alta presión y paredes gruesas. Como fabricantes profesionales de EFW, el punto fuerte de Allland es la producción avanzada mediante LSAW y SSAW. Contamos con la experiencia técnica necesaria para aprovechar la tecnología puntera de soldadura por fusión y cumplir así con las especificaciones más exigentes del sector, como API 5L, ASTM A671 y A672, porque su proyecto se merece lo mejor.