Qual è il vantaggio economico del tubo ERW rispetto al tubo senza saldatura?

Efficienza produttiva: come la produzione di tubi ERW riduce CAPEX e OPEX

I saldatori per tubi ERW e la saldatura ad alta frequenza richiedono meno energia e manodopera e generano minori scarti durante la produzione.

I vantaggi economici legati alla produzione di tubi mediante processi ERW sono attribuibili alla saldatura ad alta frequenza e alle tecniche di formatura a freddo. L’eliminazione delle operazioni di foratura con mandrino e del riscaldo a caldo dei billette riduce il consumo energetico di circa il 40%. Grazie all’automazione, è possibile ridurre le esigenze di manodopera in fabbrica fino al 60%. Inoltre, l’utilizzo di nastri avvolti (coil) consente di minimizzare gli scarti fino a soltanto il 3%. I produttori di tubi senza saldatura presentano normalmente tassi di scarto compresi tra il 12% e il 15%. L’assenza di processi ad alta temperatura comporta ulteriori risparmi dovuti a costi inferiori per il riscaldamento, minori emissioni, minore manutenzione termica e costi operativi complessivi più bassi per il riscaldamento.

La produzione di tubi senza saldatura comporta costi operativi e di capitale più elevati a causa dei processi necessari e delle attrezzature costose, come la foratura rotativa e la laminazione con mandrino, che generano ulteriori costi legati alla necessità di riscaldare costantemente i materiali a temperature comprese tra 1.200 e 1.300 gradi Celsius.

I materiali utilizzati per la produzione di tubi senza saldatura devono subire numerosi cicli di riscaldamento e raffreddamento. Questo processo operativo comporta un aumento significativo dei costi, poiché le attrezzature per la produzione di tubi senza saldatura costano da due a tre volte di più rispetto a quelle impiegate per la produzione di tubi saldati a resistenza elettrica (ERW). Tra i costi aggiuntivi legati alla produzione di tubi senza saldatura figurano quelli per la manutenzione, che aumentano del 35–50% a causa dell’usura accelerata delle attrezzature e della continua sostituzione dei materiali. Nel complesso, i costi di produzione dei tubi senza saldatura aumentano a causa di cicli produttivi più lunghi, dell’esigenza di operatori di macchine altamente specializzati e della scarsa affidabilità delle macchine.

Differenza di velocità: >30 m/min per le linee ERW rispetto a <5 m/min per i laminatoi per tubi senza saldatura.

L'attuale laminatoio ERW opera a una velocità superiore ai 30 metri al minuto. Ciò corrisponde a circa 6 volte la velocità massima dei tradizionali laminatoi senza saldatura, che raggiungono al massimo 5 metri al minuto. I laminatoi ERW operano a ritmo più sostenuto, il che significa che producono acciaio più rapidamente e richiedono circa il 40% in meno di linee di produzione rispetto ai laminatoi senza saldatura. Inoltre, i laminatoi ERW presentano un vantaggio temporale superiore nel passaggio da un prodotto all’altro: mentre il riattrezzaggio di un laminatoio senza saldatura richiede generalmente 4 ore o più, per un laminatoio ERW è sufficiente meno di 30 minuti. Questi risparmi di tempo si traducono in una produzione nettamente migliore in un dato periodo. Una minore durata dei fermi migliora la programmazione delle lavorazioni nei laminatoi e consente agli operatori di ottenere la produzione necessaria per raggiungere gli obiettivi prefissati.

Confronto diretto dei costi: prezzo del tubo ERW rispetto al tubo senza saldatura, suddiviso per grado di materiale

Tubo ERW in acciaio al carbonio (ASTM A53, Q345) costa dal 25% al 35% in meno per tonnellata rispetto alle alternative senza saldatura

Nella valutazione dei risparmi di costo per un progetto in acciaio al carbonio, i tubi ERW (a saldatura a resistenza elettrica) devono essere in cima alla lista. La maggior parte dei tubi ERW delle norme ASTM A53 e della classe Q345 costa il 25–35% in meno per tonnellata rispetto ai tubi senza saldatura. Qual è il motivo? Principalmente l’efficienza del processo produttivo: nastri di acciaio vengono tagliati e formati in forma cilindrica mediante deformazione a freddo. Il passo successivo è la saldatura ad alta frequenza, che elimina una gran parte delle fasi operative associate ad altri processi, quali riscaldamento, perforazione ed estrusione. Per i costruttori con budget limitati per il progetto, i risparmi ottenuti con i tubi ERW sono significativi e il risultato finale rimane comunque affidabile. Per applicazioni di supporto strutturale e per sistemi di trasporto di fluidi a bassa pressione, i tubi ERW sono ideali e idonei all’impiego secondo le norme ASME B31.4/B31.8 Classe 600.

Per le applicazioni in acciaio inossidabile 316L, i tubi saldati a resistenza ad alta frequenza (ERW) sono molto più convenienti dal punto di vista dei costi rispetto ai tubi senza saldatura (risparmi superiori al 42%). Ciò è dovuto al processo utilizzato nella produzione dei tubi: invece di impiegare billette solide, si utilizzano nastri piani laminati, con un conseguente minor spreco dei preziosi elementi di lega quali nichel e cromo. Inoltre, la saldatura a resistenza ad alta frequenza genera una quantità minima di ossido superficiale, eliminando praticamente la necessità di decapaggio (un processo di pickling) e, di conseguenza, i costi associati all’impiego di acidi pericolosi ed economicamente onerosi. Questo vale in particolare nei settori chimico e marino, dove i tubi devono essere economicamente vantaggiosi, nonché nelle applicazioni che richiedono prestazioni critiche sotto il profilo economico. I tubi ERW garantiscono sia prestazioni elevate sia risparmi sui costi, rendendoli una scelta privilegiata per ingegneri e responsabili di impianto.

Tipo di materiale — Vantaggio economico del tubo ERW — Principali fattori di efficienza

Acciaio al carbonio: riduzione del 25–35% per tonnellata dei rifiuti di materiale (12–18%)

Acciaio inossidabile: evitato un sovrapprezzo di circa il 42%; minore perdita di lega, decapaggio semplificato

Costo totale installato: come i tubi ERW riducono le spese di fabbricazione e di installazione in cantiere

Riduzione delle spese per manodopera e noleggio attrezzature

Le pareti uniformi e le proprietà metalliche costanti dei tubi ERW consentono di velocizzare la preparazione degli estremi dei tubi per le connessioni. La realizzazione di smussi, filettature e scanalature risulta più semplice e rapida rispetto a quanto avviene con le alternative senza saldatura. Quando i giunti si assemblano in modo coerente, l’assemblaggio richiede meno interventi manuali di regolazione. Inoltre, le squadre impiegano meno tempo nel noleggio di attrezzature per la saldatura, chiavi dinamometriche e strumenti per l’allineamento. Per grandi progetti edilizi con più cantieri, tutti questi piccoli vantaggi si sommano. Ciò consente di ottimizzare i tempi di pianificazione, mantenendo inalterati i requisiti di qualità della saldatura e la conformità a tutte le normative.

Le tolleranze dimensionali eliminano gli interstizi negli assemblaggi e la necessità di interventi correttivi nei sistemi tubieristici e strutturali.

I tubi ERW di oggi sono esemplari nel raggiungere un controllo dimensionale preciso e uniforme grazie alle avanzate tecnologie di formatura a rulli e al controllo qualità nel processo di saldatura ad alta frequenza (HF). I costruttori riscontrano che i tubi si adattano perfettamente sia in officina sia sul campo durante le operazioni di spooling. Ciò riduce al minimo i problemi di allineamento e le regolazioni delle guarnizioni, diminuendo i tempi post-installazione. In applicazioni strutturali e per condotte, studi indicano che la necessità di ritocchi è fino al 30% inferiore rispetto alle alternative di tubazioni senza saldatura. L’evitare tali ritocchi si traduce in una significativa riduzione della manodopera, degli sprechi di materiale e delle perdite di tempo, migliorando così i tempi di realizzazione del progetto.

Selezione strategica: quando i tubi ERW offrono benefici economici ottimali senza compromessi prestazionali

Condizioni di pressione e servizio: certificazione ASME B31.4/B31.8 Classe 600 per il trasporto non critico di idrocarburi e relative infrastrutture

I tubi ERW sono certificati secondo le norme ASME B31.4 e B31.8 per il trasporto di idrocarburi a basse e medie pressioni, nonché per la distribuzione dell’acqua, la costruzione di linee di servizio e la realizzazione di strutture di supporto. Queste applicazioni prevedono generalmente temperature operative inferiori a 450 °F e pressioni inferiori a 300 psi. In caso contrario, il possesso di tale certificazione significa che il tubo può essere utilizzato in servizi non critici. Nel complesso, i tubi ERW sono scelti dagli ingegneri importatori, rispetto ai tubi senza saldatura, che possono risultare dal 25% al 40% più costosi, garantendo comunque il rispetto di tutte le normative vigenti in materia di sicurezza e di esercizio. Naturalmente, si ottengono effettivi vantaggi in termini di efficienza lungo l’intero processo produttivo: viene sprecato meno materiale legato, non si ha dispersione di energia dovuta al riscaldamento ripetuto e la sostituzione dei refrattari è meno frequente rispetto ad altri metodi di produzione.

Allineamento di materiale e specifiche: gli standard ASTM A500, A53, A135 e EN 10219 rendono il tubo ERW ideale per applicazioni strutturali, di pubblica utilità e a bassa-media pressione.

La combinazione di tutti questi standard, come l'ASTM A500, che si applica ai tubi strutturali formati a freddo, lo standard A53 per tubazioni destinate ad applicazioni generali, l'A135 per canaline saldate a resistenza elettrica e la norma EN 10219 per sezioni cave strutturali saldate formate a freddo, evidenzia chiaramente perché i tubi ERW sono così adatti a lavori strutturali, progetti di pubblica utilità e tubazioni industriali a basso rischio. Quando i produttori realizzano tubi ERW con dimensioni costanti, ciò contribuisce effettivamente a ridurre i problemi di assemblaggio e a migliorare l’efficienza della fabbricazione, con conseguenti tempi di montaggio più rapidi e un rendimento complessivo superiore. Per i progetti che rientrano nei limiti degli standard e nei parametri ASME Classe 600, i tubi ERW offrono le stesse prestazioni meccaniche delle soluzioni senza saldatura, ma con una riduzione dei costi dei materiali pari a circa il 25–35%, consentendo di aggiungere un valore significativo al sistema installato, pur garantendo il rispetto di tutti gli standard in materia di sicurezza, qualità e regolamentazione.

Domande frequenti

Quali sono i principali vantaggi dell'utilizzo di tubi ERW rispetto ai tubi senza saldatura?

I vantaggi dei tubi ERW consistono nella produzione rapida, nei tempi di installazione ridotti e nelle prestazioni affidabili, che soddisfano gli standard di sicurezza e qualità. Tutto ciò viene ottenuto a un costo inferiore, con notevoli risparmi sui materiali.

Quali fattori contribuiscono a ridurre i costi di produzione dei tubi ERW?

Nei tubi ERW i costi sono inferiori grazie ai metodi di formatura a freddo e di saldatura ad alta frequenza, che non richiedono riscaldamento ulteriore né perforazione, consentendo risparmi energetici e sui costi del lavoro.

Qual è il vantaggio economico dei tubi ERW in acciaio al carbonio e in acciaio inossidabile rispetto ai tubi senza saldatura?

I tubi ERW in acciaio al carbonio sono generalmente dal 25% al 35% più economici per tonnellata rispetto alle alternative senza saldatura, mentre i tubi ERW in acciaio inossidabile offrono un risparmio pari a circa il 42%, dovuto a minori perdite di lega e a un processo produttivo più semplice.