Como os suportes de rolos para tubos e as ferramentas de alinhamento reduzem a pressão de arrasto e melhoram a fusão de topo.
Suportes de roletes para tubos e ferramentas de alinhamento reduzem a pressão de arrasto na soldagem de topo, transportando o tubo sobre roletes de baixo atrito a uma altura constante. Dessa forma, o carro de fusão move o tubo livremente, em vez de arrastá-lo pelo chão. Uma pressão de arrasto menor e mais estável mantém as extremidades do tubo concêntricas e produz um cordão de solda uniforme. Este artigo explica como a pressão de arrasto surge e como o suporte e o alinhamento adequados melhoram a qualidade da solda. A pressão de arrasto é a força hidráulica necessária para vencer a resistência ao movimento do tubo e do carro da máquina ao longo do eixo do tubo. Em um ciclo de fusão de topo, a máquina primeiro empurra as extremidades do tubo contra a placa de aquecimento para formar um cordão, mantém-nas em contato durante o aquecimento e, em seguida, pressiona as extremidades fundidas para formar a junta. Cada uma dessas etapas depende do movimento suave e previsível do carro. A pressão de arrasto não é um valor fixo. Ela varia com o peso total do tubo, o atrito entre o tubo e o solo ou suportes, o comprimento da coluna de tubos e a condição do carro e dos roletes. Em cálculos de pressão de fusão, como os baseados na norma ISO 21307:2017, a pressão de arrasto é medida separadamente e adicionada à pressão manométrica que fornece a pressão interfacial necessária. Se a pressão de arrasto for lida muito alta, a junta recebe força excessiva; se for lida muito baixa, a junta recebe força insuficiente. Ambos os erros comprometem a qualidade da solda, portanto, os operadores a medem cuidadosamente em vez de fazer estimativas. O guia de Riyang sobre como calcular a pressão e o tempo de fusão em máquinas de soldagem de topo explica a fórmula da pressão manométrica e como a pressão de arrasto se encaixa nela. O tubo de PEAD é pesado por metro, e o peso aumenta rapidamente com o aumento do diâmetro e da espessura da parede. Uma longa sequência de varetas unidas multiplica tanto a massa em movimento quanto a área de contato com a superfície que o suporta. Quando um tubo repousa diretamente sobre areia, cascalho, solo ou asfalto, essa grande área de contato gera um alto atrito de deslizamento, e o carro de fusão precisa puxar toda a sequência através dela. O resultado é uma leitura de pressão de arrasto alta e frequentemente instável. Um operador que compensa com uma grande margem de pressão de arrasto pode sobrecarregar a junta, enquanto uma leitura instável pode oscilar entre os estágios de aquecimento e fusão, perturbando a interface fundida. Elevar o tubo sobre suportes de rolos elimina a maior parte desse atrito de deslizamento e o substitui pela baixa resistência ao rolamento de um rolo, que é a maneira mais eficaz de reduzir a pressão de arrasto a um valor previsível. Os suportes de roletes só funcionam bem quando são espaçados e dimensionados corretamente. Se os roletes estiverem muito afastados, o tubo cede entre eles, o que reintroduz um desalinhamento vertical e dificulta a movimentação da coluna de tubos. Se os roletes forem subdimensionados, eles flexionam ou travam sob carga e o atrito retorna. O espaçamento deve ser suficientemente pequeno para minimizar a curvatura, com intervalos menores para tubos maiores, de paredes mais finas ou mais flexíveis que sofrem maior deflexão entre os suportes. Cada suporte de roletes também deve ser dimensionado para suportar sua parte do peso do tubo. Em uma longa sequência, a carga é distribuída por vários suportes, portanto, o vão individual mais pesado, e não a sequência inteira, geralmente determina a capacidade necessária. Suportes de roletes que utilizam um rolete de giro livre em vez de uma sela fixa reduzem o atrito e facilitam o ajuste de altura. Os suportes de roletes para tubos DOLPHIN 355 e MAMBA 630 da Riyang são projetados especificamente para suportar tubos durante a fusão de topo e para reduzir a pressão de arrasto no local da obra. Dica para o meio do projeto: primeiro, posicione os roletes e, em seguida, aproxime o carro da máquina deles. Ajustar a máquina com uma sequência de roletes desalinhada é mais difícil do que nivelar alguns pontos de apoio em uma linha de referência, e isso transfere o erro para a solda. Antes que a ferramenta de faceamento corte as extremidades dos tubos, ambos os tubos devem compartilhar a mesma linha central. As braçadeiras da máquina de fusão seguram e centralizam o tubo na junta, mas os suportes de rolos externos estabelecem a altura inicial e a posição lateral da coluna antes que ela entre nas braçadeiras. Se os rolos deixarem uma extremidade mais alta ou deslocada para um lado, as braçadeiras precisam forçar o tubo de volta ao alinhamento, o que tensiona o tubo e pode resultar em desalinhamento das extremidades na junta. Suportes de rolos com altura ajustável permitem que o operador ajuste a altura dos rolos à altura da pinça da máquina. Uma linha de prumo ou um laser traçado ao longo da parte superior do tubo é uma maneira prática de confirmar se a linha está reta e nivelada antes do início do faceamento. O alinhamento correto da linha central é o que permite que a ferramenta de faceamento produza extremidades de tubo planas e paralelas e o que mantém o cordão final uniforme em toda a circunferência. Cada bar de pressão de arrasto que o carro precisa vencer representa um bar de demanda extra para o sistema hidráulico. Quando uma máquina opera próxima ao seu limite de pressão apenas para movimentar o tubo, ela apresenta menor estabilidade de controle durante as etapas de precisão do ciclo, e o carro pode apresentar solavancos ou oscilações ao vencer o atrito de deslizamento intermitente. Essa instabilidade pode perturbar o cordão de metal fundido e produzir uma junta assimétrica ou irregular. Em tubulações bem apoiadas, o carro desliza com o mínimo esforço, o sistema hidráulico opera dentro de uma faixa confortável e as leituras de pressão permanecem estáveis durante o aquecimento e a fusão. O operador obtém um traçado de pressão mais preciso, o que também facilita a interpretação do registro de dados para fins de controle de qualidade. Uma longa corda sem suporte faz mais do que arrastar; ela pode ceder o suficiente para ovalizar a extremidade do tubo. A ovalização torna o corte de faceamento irregular e impede que as duas extremidades do tubo se encaixem, o que é uma causa comum de juntas fracas ou rejeitadas. Isso também pode acontecer quando os tubos são armazenados ou empilhados de forma inadequada antes da soldagem, mas durante a própria soldagem, os suportes são a principal linha de defesa. Os suportes de roletes mantêm o tubo redondo e nivelado à medida que se aproxima da máquina, o que ajuda as braçadeiras a fixarem um círculo perfeito em vez de um distorcido. Antes de cada soldagem, os operadores devem verificar se as extremidades do tubo estão ovalizadas e arredondá-las ou cortá-las conforme necessário, pois nenhum suporte de roletes pode corrigir um tubo que já esteja permanentemente deformado. Trabalhos com tubos de grande diâmetro, aproximadamente 630 mm ou mais, e longas seções de tubulação impõem maior estresse tanto aos suportes quanto à máquina. Tubos mais pesados exigem mais suportes com maior capacidade de carga, posicionados em uma linha de referência comum para que toda a seção permaneça nivelada. O espaçamento pode precisar ser reduzido próximo à junta de fusão para que a máquina visualize um vão curto e estável exatamente onde a precisão é mais importante. Em obras com caminhões e esteiras, a linha de suporte é frequentemente montada e desmontada conforme a equipe se desloca ao longo da vala. O uso de suportes com roletes, que permitem nivelamento e travamento rápidos, minimiza o tempo de desmontagem e reduz a tentação de pular um suporte. Uma linha de suporte consistente é uma das maneiras mais econômicas de proteger a uniformidade da solda em longas distâncias, pois elimina uma variável que, de outra forma, mudaria de junta para junta. Utilize a lista de verificação abaixo ao especificar ou configurar suportes de rolos e ferramentas de alinhamento para uma soldagem de topo. A pressão de arrasto é a força hidráulica necessária para mover o tubo e o carro ao longo do eixo do tubo, vencendo o atrito. Ela é medida separadamente e adicionada à pressão manométrica calculada para que a junta receba a pressão interfacial correta. Para tubos curtos e leves em uma superfície limpa, um único suporte próximo a cada extremidade pode ser suficiente, mas qualquer trabalho com tubos pesados, trechos longos ou terreno irregular se beneficia de suportes de roletes adequados. Quanto mais pesado e comprido o tubo, mais importantes se tornam os suportes. Não existe um número único; o espaçamento depende do diâmetro do tubo, da espessura da parede e da rigidez. A regra prática é usar suportes suficientes, espaçados de forma que o tubo não ceda visivelmente entre eles e que cada suporte permaneça dentro de sua capacidade de carga. Não. Os suportes de roletes mantêm um tubo em bom estado, redondo e nivelado, mas não conseguem corrigir um tubo que já esteja permanentemente deformado. Verifique a ovalização antes de soldar e, se necessário, arredonde ou corte a extremidade. Um suporte de rolos utiliza um rolo de rotação livre que reduz o atrito e permite que o tubo se mova durante o ciclo de fusão. Um suporte fixo mantém o tubo no lugar, mas oferece mais resistência ao movimento, o que pode aumentar a pressão de arrasto. Escolher os suportes de roletes para tubos e as ferramentas de alinhamento corretas é uma maneira econômica de eliminar uma das principais fontes de variabilidade na soldagem. Analise os suportes de roletes para tubos DOLPHIN 355 e MAMBA 630 da Riyang e selecione-os de acordo com a sua gama de tubos antes do seu próximo trabalho de fusão com tubos longos ou de grande diâmetro.
O que é pressão de arrasto e por que ela muda?
Peso da tubulação, atrito com o solo e longas fileiras de tubos
Espaçamento entre rolos e capacidade de carga
Alinhamento das linhas centrais dos tubos antes do faceamento
Redução da demanda hidráulica e da instabilidade do carro
Prevenção de desalinhamento e ovalização das extremidades dos tubos
Preparação para projetos de dutos de grande diâmetro e comprimento
Lista de verificação para seleção de roletes e ferramentas de alinhamento
Doença Tubo sem suporte Tubo sobre suportes de roletes pressão de arrasto Alto e instável devido ao atrito de deslizamento Baixo e constante devido ao contato rolante Simetria de contas Risco de contas irregulares ou assimétricas Cordão mais uniforme ao redor da junta alinhamento da linha central Mais difícil de manter reto e nivelado Mais fácil de alinhar com as braçadeiras da máquina. demanda hidráulica Mais alto, com movimento de deslizamento intermitente Mais baixo, com um deslocamento mais suave do carro. Risco de ovalização na extremidade do tubo Mais alto que Sagitário Abaixar com suporte Perguntas frequentes
O que é pressão de arrasto na fusão de topo?
Preciso de suportes com roletes para todos os procedimentos de artrodese glútea?
Quantos suportes com rodinhas devo usar?
Os suportes de roletes podem fixar a extremidade oval de um tubo?
Qual a diferença entre um selim com roletes e um selim fixo?
Principais conclusões
Referências
