Diferența între țeava trasă, cea sudată longitudinal și cea sudată elicoidal

Acest articol tratează cele trei tipuri de țeavă sau tub rotund, după metoda de fabricație. Practic dacă vă hotărâți să cumpărați oțel pentru diferite proiecte de construcții sau instalații, este bine să știți ce fel de țeavă sau tub să cumpărați. Discutăm despre țeava potrivită, pentru un proiect anume. Nu vom discuta despre grosimi sau tipuri de oțel, ci despre ceva chiar mai important. Vom discuta despre eficiența țevii în diferite aplicații, dar și despre situațiile unde nu avem voie să folosim un anumit tip de profil. După metoda de fabricație sunt țevi sudate longitudinal, elicoidal și țevi trase. Țevile trase nu au deloc sudură, sunt mai scumpe ca celelalte două tipuri și au diametre limitate. Pentru a face diferența între țeavă și tub am scris articolul Care este diferența între o țeavă și un tub?

La ce putem să folosim profilele rotunde?

În linii mari, țevile sunt întotdeauna rotunde, iar tuburile pot fi pătrate, dreptunghiulare sau cu alte forme. Profilul rotund este cel mai bun privind raportul dintre cantitatea de material și rigiditatea lui. Tuburile pătrate sau dreptunghiulare au o cantitate mai mare de metal, pentru a putea atinge același grad de rigiditate. În concluzie, dacă doriți să construiți o structură, o hală, o locuință sau un utilaj, iar bugetul este o noțiune foarte sensibilă, atunci profilul rotund este răspunsul. Pentru construcțiile mici diferența de costuri ar putea fi neglijabilă, însă pentru produse de serie sau construcții mari, se simte diferența. Vom mai vorbi despre asta pentru că vreau să facem și o comparație bazată pe cifre pentru a vă arăta exact această diferență.

Țevile sunt preferate pentru transportul fluidelor sub presiune. Tuburile pătrate sau dreptunghiulare nu pot fi folosite pentru a atinge acest obiectiv. Sub presiune, un tub pătrat va avea tendința să se rotunjească, fie și puțin. Iar după un anumit număr de cicluri între presiune mare și presiune mică, metalul va obosi. Astfel, tubul colțos va ceda. Și totuși, ce fel de profil rotund vom folosi pentru construcții și ce tip pentru transportul de fluide? Poate o întrebare mai importantă decât atât ar fi: De ce? Se face foarte des confuzia între țeavă și tub. Eu vreau să vă vorbesc despre țevi și despre transportul de fluide. Țeava este mai scumpă ca tubul. Țeava se poate utiliza unde este nevoie de tub rotund, dar tubul nu se poate utiliza unde este nevoie de țeavă.

Unde se folosește țeava trasă?

Acestor țevi li se mai spun țevi fără cusătură. Se referă la lipsa de cusătură sudată. Sunt trei mari avantaje pentru a utiliza o țeavă trasă. Acestea sunt rezistență crescută la presiune, forma uniformă precisă și rezistență la sarcini fie că sunt axiale sau radiale. Sunt și unele dezavantaje ale acestui tip de țeavă. Țeava trasă este scumpă și are tensiune în masa metalului. Această tensiune este rămasă în urma procesului de tragere la rece prin formă. Tragerea se poate face la rece, dar și la cald. Țeava trasă se folosește de regulă în instalații cu presiune mari și foarte mari.

Spre deosebire de țevile sudate, țevile trase pot avea grosimi foarte mari ale peretelui, comparativ cu diametru ei interior. Adică peretele țevii poate fi mai mare decât diametrul intern. Acest lucru nu este posibil cu țeava sudată, indiferent de modalitatea de sudură. Armele de foc sunt întotdeauna confecționate din țevi trase. O altă aplicabilitate foarte întâlnită a țevilor trase este cea a barelor de foraj. Acestea sunt foarte groase, au o rezistență mare la torsiune și nu au nici un pic de sudură. Nu am mai menționat nimic de tub aici. Tuburile sunt mai rar produse prin tragere, dar pot fi produse și așa. A nu se confunda profilele trase cu cele extrudate, așa cum sunt cele din aluminiu.

Din ce se face țeava sau tubul sudat?

Țeava sudată este compusă din tablă. Uneori tabla este mai groasă, iar alteori mai subțire. Ea este împachetată sub formă de rulou sau sub formă de placă întinsă, altfel spus, tablă. Aceste table vor deveni țevi sau tuburi prin sudarea marginilor după cum vom vedea în continuare. Există o limită a grosimii pentru aceste plăci. Nu se pot face țevi sudate din tablă cu grosimea de 500 de mm. Există însă vase de reactor nuclear de 250 – 300 de mm grosime sau submarine cu grosimi similare, deși nu prea pot fi considerate țevi, ci mai mult recipiente sub presiune rotunde. Le vom considera țevi pentru că spre deosebire de tuburi ele sunt supuse presiunii.

Metoda de fabricație poate fi reprodusă și în atelier prin sudarea plăcilor din oțel. De fapt, așa sunt construite vasele sub presiune, precum rezervorul unui compresor. Se cumpără tablă, se verifică metalul, se taie la dimensiunea corectă, se face șanfren și apoi se trece la sudat. În fabrică însă, procesul este automat și arată un pic diferit, mai ales la țevile sudate elicoidal. Este important să știm cum să recunoaștem o țeavă sudată și felul în care s-a făcut sudura. Dacă cunoaștem modalitatea de sudură, longitudinal sau elicoidal, atunci știm la ce putem să folosim acel tip de țeavă.

Unde se folosește tubul sau țeava cu sudură longitudinală?

Tubul rotund, numit impropriu țeavă pentru construcții, este confecționat din tablă laminată. Această tablă laminată în formă de fâșii, trece succesiv prin niște role metalice care deformează tabla până la o formă rotundă. Aceste role metalice se numesc caje. Marginile longitudinale sunt unite printr-o cusătură sudată în mod continuu. Apoi țeava este supusă unor tratamente chimice și termice și este polizată pe exterior pentru a nu se observa sudura. Pe interior sudura rămâne așa cum e, vezi mai jos, la săgețica roșie. Ea este vizibilă și mai puțin îngrijită comparativ cu cea de la o țeavă utilizată pentru instalații. Tuburile pătrate, dreptunghiulare, hexagonale sunt toate sudate longitudinal după ce trec printr-un proces care le oferă formă. La fel ca sudura de la tubul rotund, ele au o rădăcină care pătrunde în interior.

Comparativ cu țeava trasă, țeava sudată longitudinal este ceva mai ieftină. Se face foarte ușor confuzia între țevile sudate longitudinal și tuburile rotunde cu același tip de sudură. Și eu fac foarte des confuzia între cele două când le am în față. Cred că cel mai ușor le deosebești măsurând diametrul interior și cel exterior și uitându-te la tipul de sudură. Dacă este o sudură frumoasă în plan, atunci este țeavă, dacă este sudură care de deranjează la deget, atunci este tub. Tubul se utilizează în construcții și are destinații cu solicitare axială, iar țeava este utilizată în instalații și are solicitări radiale, de regulă din interior spre exterior.

Unde se folosește țeava sudată elicoidal?

Țevile sudate elicoidal, sunt foarte avantajoase pentru transportul fluidelor sub presiune. În continuare am să vă explic de ce. Unghiul de îmbinare al tablei de oțel, îmbinare făcută sub sudură, este între 50 și 70 de grade. Țeava sub presiune este ca un fel de vas sub presiune foarte lung. Stresul longidudinal, adică axial la capetele țevii este jumătate din stresul axial. Dacă adunăm stresul axial de la ambele capete, avem acelați stres ca și cel radial. Problema este că stresul radial este în același loc. În concluzie, ne vom uita la stresul radial pentru că țeava este dimensionată în funcție de stresul radial, adică stresul care acționează pe circumferința secțiunii de țeavă.

Stresul este aplicat constant pe circumferița secțiuni de țeavă, exact ca la sudura longitudinală. Dar dacă am transporta fluide pe țevi sudate longitudinal, stresul ar fi fost aplicat perpendicular pe sudură, pe când la cea sudată elicoidal, din cauza unghiului, forța de tensiune este descompusă. Astfel sudura elicoidală suportă doar 60 până la 85 % din forța pe care o sudură longitudinală ar fi trebuit să o suporte. Asta înseamnă că o țeavă de același diametru și operând la aceeași presiune, poate avea un perete mai subțire dacă este sudată elicoidal și nu longitudinal. Țevile sudate longitudinal pot fi fabricate în lungimi foarte mari, făcând uz de lungimea ruloului de oțel.