Comparação da segurança entre tubos LSAW e tubos SSAW

A tensão residual em tubos LSAW é causada principalmente pelo resfriamento desigual. A tensão residual é a tensão interna de equilíbrio de fase na ausência de força externa. Essa tensão residual existe em seções laminadas a quente de diversas dimensões. Quanto maior a dimensão da seção transversal do aço, maior a tensão residual.

Embora a tensão residual seja autoequilibrada, ela ainda exerce certo impacto no desempenho de elementos de aço sob força externa. Por exemplo, pode afetar negativamente a deformação, a estabilidade e a resistência à fadiga. Após a soldagem, as inclusões não metálicas no tubo LSAW são comprimidas em lâminas finas, resultando em laminação. Essa laminação deteriora significativamente o desempenho à tração do tubo LSAW na direção da espessura, e pode ocorrer ruptura entre as camadas quando a solda se contrai. A deformação local induzida pela contração da solda é frequentemente várias vezes maior que a deformação no limite de escoamento, sendo muito maior do que a causada pela carga. Além disso, o tubo LSAW inevitavelmente apresenta muitas soldas em T, aumentando consideravelmente a probabilidade de defeitos de soldagem. Ademais, a tensão residual de soldagem na solda em T é elevada, e o metal de solda frequentemente se encontra em um estado de tensão tridimensional, o que aumenta a possibilidade de trincas.

A solda em tubos soldados por arco submerso em espiral apresenta um cordão espiralado, resultando em soldas longas. Especialmente em condições dinâmicas, a solda pode se desprender do ponto de conformação antes do resfriamento, facilitando a ocorrência de trincas a quente. A direção da trinca é paralela à solda e forma um ângulo com o eixo do tubo de aço, geralmente entre 30° e 70°. Esse ângulo coincide com o ângulo de ruptura por cisalhamento, o que resulta em propriedades de flexão, tração, compressão e torção inferiores às dos tubos soldados por arco submerso em lâminas (LSAW). Além disso, devido à limitação da posição de soldagem, a formação de cordões em sela e em forma de crista afeta a estética do tubo. Portanto, os ensaios não destrutivos (END) em soldas de tubos SSAW devem ser reforçados para garantir a qualidade da soldagem. Caso contrário, o uso de tubos SSAW em estruturas metálicas críticas é inviável.