La tensione residua nei tubi LSAW è causata principalmente dal raffreddamento non uniforme. La tensione residua è la tensione interna di autoequilibrio di fase in assenza di forze esterne. Questa tensione residua è presente nelle sezioni laminate a caldo di vario spessore. Maggiore è la dimensione della sezione dell'acciaio, maggiore è la tensione residua.
Sebbene le tensioni residue si bilancino naturalmente, hanno comunque un certo impatto sulle prestazioni degli elementi in acciaio sottoposti a forze esterne. Ad esempio, possono avere effetti negativi su deformazione, stabilità e resistenza alla fatica. Dopo la saldatura, le inclusioni non metalliche nel tubo LSAW vengono compresse in sottili lamine, con conseguente delaminazione. La delaminazione, a sua volta, deteriora notevolmente le prestazioni di trazione del tubo LSAW lungo la direzione dello spessore e può causare lacerazioni tra gli strati durante il ritiro della saldatura. La deformazione locale indotta dal ritiro della saldatura è spesso diverse volte superiore alla deformazione di snervamento, risultando quindi molto maggiore di quella causata dal carico. Inoltre, il tubo LSAW presenta inevitabilmente numerose saldature a T, il che aumenta notevolmente la probabilità di difetti di saldatura. Infine, le tensioni residue di saldatura in corrispondenza delle saldature a T sono elevate e il metallo di saldatura si trova spesso in uno stato di sollecitazione tridimensionale, il che aumenta la possibilità di cricche.
Le saldature dei tubi realizzati con saldatura ad arco sommerso a spirale (SSAW) presentano una disposizione a spirale e sono di lunghezza considerevole. In particolare, quando si salda in condizioni dinamiche, il materiale di saldatura si stacca dal punto di formatura prima del raffreddamento, il che può facilmente causare cricche a caldo. La direzione della cricca è parallela alla saldatura e forma un angolo con l'asse del tubo in acciaio, generalmente compreso tra 30° e 70°. Questo angolo coincide con l'angolo di rottura per taglio, pertanto le proprietà di flessione, trazione, compressione e resistenza alla torsione non sono ottimali come quelle dei tubi LSAW. Allo stesso tempo, a causa della limitazione del punto di saldatura, la presenza di cordoni di saldatura a sella e a cresta di pesce ne compromette l'aspetto. Pertanto, i controlli non distruttivi (CND) delle saldature dei tubi SSAW dovrebbero essere intensificati per garantire la qualità della saldatura; in caso contrario, i tubi SSAW non dovrebbero essere utilizzati in importanti strutture in acciaio.
Data di pubblicazione: 13 luglio 2022