Fórmula del ángulo de formación de tubos soldados en espiral

El ángulo de formación de un tubo soldado en espiral es un parámetro crucial. Se refiere al ángulo agudo entre la línea central de la tira de acero o placa enrollada y el eje del tubo soldado en espiral formado. La fórmula para calcular el ángulo de formación (α) es la siguiente:
cos⁡(α)=BπD\cos(\alpha) = \frac{B}{\pi D}cos(α)=πDB
donde BBB es el espesor de la tira o bobina y DDD es el diámetro medio de la tubería de acero (diámetro exterior menos diámetro interior).

La selección del ángulo de formación afecta directamente el uso de materia prima, la calidad del producto y la eficiencia de producción de la tubería soldada en espiral.

Comparación de características de resistencia: tubería soldada con costura en espiral y recta
Cuando una tubería se somete a presión interna, experimenta dos tensiones principales en la pared de la tubería: tensión radial (δY) y tensión axial (δX).
La tensión resultante en la soldadura viene dada por:
δ=δY(14sen⁡2α+cos⁡2α)1/2\delta = \delta_Y \left( \frac{1}{4 \sin^2 \alpha} + \cos^2 \alpha \right)^{1 /2}δ=δY(4sin2α1+cos2α)1/2
donde α es el ángulo de hélice de la soldadura en un tubo soldado en espiral. Normalmente, el ángulo de la hélice oscila entre 50 y 75 grados, lo que hace que la tensión compuesta en la soldadura en espiral sea del 60 al 85 % de la tensión principal en una tubería soldada con costura recta. Por lo tanto, bajo la misma presión de trabajo, el espesor de la pared de un tubo soldado en espiral puede ser más delgado que el de un tubo soldado con costura recta del mismo diámetro.

Ventajas de la tubería de acero con costura recta para soldadura por arco sumergido
- Propiedades mecánicas mejoradas:
La soldadura por arco sumergido puede refinar la estructura granular del acero y unificar la microestructura, lo que da como resultado una estructura de acero más densa con propiedades mecánicas mejoradas.
Este proceso mejora principalmente las propiedades en la dirección de laminación, reduciendo la anisotropía de la tubería de acero con costura recta.

- Eliminación de defectos:
El proceso puede soldar burbujas, grietas y holguras formadas durante la fundición de lingotes de acero a alta temperatura y presión, lo que genera una soldadura más robusta y confiable.

Al comprender y optimizar estos parámetros y procesos, los fabricantes pueden mejorar la eficiencia, la calidad y el rendimiento de las tuberías soldadas en espiral.