Processo de produção da linha de laminação de OCTG: da secção de entrada à máquina de embalagem de tubos

Uma linha de produção de OCTG é uma linha de produção completa utilizada para fabricar tubos para a indústria do petróleo e do gás. OCTG significa Oil Country Tubular Goods (produtos tubulares para a indústria petrolífera). Estes tubos são utilizados em poços de petróleo, poços de gás, projetos de perfuração e sistemas de transporte de energia.

Em comparação com os tubos de aço comuns, os tubos OCTG exigem normalmente maior resistência, maior precisão e um controlo de qualidade mais rigoroso. Isto deve-se ao facto de, frequentemente, serem utilizados em ambientes adversos. Podem estar sujeitos a alta pressão, cargas pesadas, corrosão e longos períodos de utilização.

Uma linha de produção de OCTG inclui várias máquinas. Cada máquina tem a sua função específica. Desde a secção de entrada até à máquina de embalagem final dos tubos, toda a linha deve funcionar de forma harmoniosa para produzir tubos estáveis e fiáveis.

Neste artigo, iremos explicar o processo de produção da linha de laminagem de OCTG em termos simples.

O que é uma linha de produção de OCTG?

Uma linha de produção de OCTG é um conjunto de máquinas utilizadas para fabricar tubos para a indústria petrolífera e do gás. O processo começa com bobinas ou tiras de aço e termina com tubos acabados, prontos para expedição.

A linha pode incluir operações de conformação, soldadura, expansão, tratamento térmico, corte, endireitamento, chanfragem, ensaio hidrostático, deteção de falhas por ultrassons, roscagem, encaixe e embalagem.

Cada cliente pode necessitar de configurações de máquina diferentes. Mas o objetivo principal é o mesmo: produzir tubos resistentes, precisos e seguros para aplicações no setor do petróleo e do gás.

O que significa OCTG?

OCTG é a sigla para «Oil Country Tubular Goods». Trata-se de uma designação genérica para os tubos utilizados em poços de petróleo e gás.

Os produtos OCTG mais comuns incluem:

• Tubos de revestimento
• Tubos
• Tubos de perfuração
• Tubos de conduta para projetos de petróleo e gás

Estes produtos têm de cumprir requisitos rigorosos do setor. É por isso que a linha de produção requer mais etapas de teste e processamento do que uma linha comum de produção de tubos ERW.

Por que é que o processo de produção de OCTG é importante?

Os tubos OCTG são utilizados em importantes projetos no setor energético. Um pequeno defeito num tubo pode causar graves problemas durante a perfuração ou a produção. Por esse motivo, cada etapa do processo de produção deve ser cuidadosamente controlada.

O processo de produção tem impacto em vários aspetos, tais como a resistência dos tubos, a qualidade das soldaduras, a precisão das dimensões, a retidão, o acabamento da superfície e o desempenho das ligações.

Uma boa linha de produção de OCTG ajuda os fabricantes a melhorar a qualidade e a reduzir os riscos de produção.

Processo principal de uma linha de produção de OCTG

O processo de produção na linha de laminação de OCTG segue normalmente uma sequência bem definida. A banda de aço entra na linha, é transformada num tubo, é submetida a um processamento adicional, passa por testes e, por fim, é embalada.

Segue-se um fluxo de processo simples:

• Secção de entrada
• Conformação e dimensionamento
• Soldadura por alta frequência de estado sólido
• Expandindo
• Tratamento térmico
• Serra voadora a frio ou cortador voador do tipo fresadora
• Alisamento
• Chanfradura
• Ensaio hidrostático
• Detecção de falhas por ultrassons
• Enroscamento
• Resistência
• Gaxeta para tubos

Passo 1: Secção de Inscrição

A secção de entrada é a primeira parte da linha de produção de OCTG. Esta secção prepara a banda de aço antes de esta entrar na secção de conformação.

Esta secção inclui normalmente o desenrolador, o alisador, a máquina de corte e soldadura de extremidades e o acumulador. Estas máquinas ajudam a alimentar a tira de aço na linha de forma suave e contínua.

Desbobinador

O desbobinador segura a bobina de aço e liberta a tira de aço. A bobina de aço é pesada, pelo que o desenrolador deve ser resistente e estável.

Um bom desenrolador ajuda a controlar a tensão da banda. Se a alimentação da banda não for estável, o processo subsequente pode ser afetado.

Alisador

A tira de aço é enrolada numa bobina antes da produção. Por esse motivo, pode não ficar suficientemente plana quando é desenrolada.

O alisador utiliza rolos para pressionar a tira e alisá-la. Uma tira plana é mais fácil de moldar e soldar. Isso também ajuda a melhorar a qualidade final do tubo.

Soldador de extremidades por cisalhamento

Quando uma bobina estiver quase pronta, a bobina seguinte deve ser ligada. A soldador de extremidades por cisalhamento corta a extremidade da tira antiga e o início da tira nova e, em seguida, solda-as.

Isto permite uma produção contínua. A linha de laminação não precisa de parar por muito tempo durante a troca das bobinas.

Acumulador

O acumulador armazena tiras de aço adicionais. Quando os trabalhadores ligam uma nova bobina, o acumulador continua a poder alimentar a secção de conformação com tiras.

Isto ajuda a manter a linha em funcionamento e melhora a eficiência da produção.

Passo 2: Conformação e dimensionamento

Após a secção de entrada, a tira de aço plana entra na secção de conformação e dimensionamento.

Nesta fase, a banda passa por vários conjuntos de rolos. Estes rolos vão moldando lentamente a banda plana, conferindo-lhe a forma de um tubo redondo. As duas bordas da banda são aproximadas, para que possam ser soldadas.

Esta etapa deve ser realizada com grande precisão. Se a conformação não for adequada, a qualidade da soldadura e a forma do tubo podem ser afetadas.

Por que é importante a precisão do moldagem

Uma boa conformação ajuda o tubo a manter uma forma redonda estável. Além disso, mantém as bordas da banda na posição correta antes da soldadura.

Se as bordas não estiverem bem alinhadas, o cordão de soldadura pode ficar frágil ou irregular.

Passo 3: Soldadura por alta frequência de estado sólido

Após a conformação, as extremidades do tubo são soldadas entre si. Em muitas linhas de produção de OCTG, um máquina de soldadura de alta frequência de estado sólido é utilizado.

A máquina de soldadura de alta frequência aquece as duas bordas da tira de aço. Em seguida, os rolos de compressão unem as bordas aquecidas. As duas bordas formam uma costura de soldadura resistente.

Este método de soldadura é rápido e eficiente. É adequado para a produção contínua de tubos.

O que influencia a qualidade da soldadura?

A qualidade da soldadura depende de vários fatores:

• Qualidade do aço
• Condição da borda da tira
• Temperatura de soldadura
• Velocidade de soldadura
• Pressão de compressão
• Ajuste da máquina

No caso dos tubos OCTG, a costura de soldadura deve ser resistente e estável. Este é um dos pontos mais importantes de toda a linha de produção.

Passo 4: Expansor

Após a soldadura, o tubo pode passar por um expansor. O expansor ajuda a melhorar o diâmetro, a circularidade e o estado de tensão interna do tubo.

Em termos simples, ajusta a forma do tubo e torna-o mais preciso.

Esta etapa é especialmente útil para tubos que exigem um controlo dimensional rigoroso. Uma maior precisão dimensional pode contribuir para um melhor desempenho do tubo nas etapas de processamento posteriores e na utilização final.

Passo 5: Tratamento térmico

Tratamento térmico é uma etapa importante para muitos tubos OCTG. Altera as propriedades mecânicas do tubo de aço.

Através do aquecimento e do arrefecimento, o tubo pode adquirir maior resistência, dureza, tenacidade e estabilidade. Produtos diferentes podem requerer métodos de tratamento térmico distintos.

Por que é necessário o tratamento térmico

Os tubos para petróleo e gás podem funcionar sob alta pressão e em condições adversas. O tratamento térmico ajuda a melhorar a resistência do tubo a essas condições.

Também pode reduzir o stress interno e melhorar o desempenho a longo prazo.

Passo 6: Corte em movimento com serra a frio ou fresadora

Após a soldadura e o processamento, o tubo deve ser cortado no comprimento necessário. A serra circular de corte a frio ou Corte em voo do tipo fresagem Para este trabalho, utiliza-se uma máquina.

A expressão “em movimento” significa que a máquina de corte se desloca juntamente com o tubo durante o corte. A linha de produção não precisa de parar durante o corte.

Isto melhora a velocidade de produção e mantém o processo contínuo.

Por que é importante a precisão do corte

Um corte preciso ajuda a controlar o comprimento do tubo. Além disso, facilita os processos posteriores, como o chanframento, a rosca e a vedação.

Se o comprimento do tubo não for constante, isso poderá causar problemas na inspeção final e no envio.

Passo 7: Máquina de alisamento

Após o corte, o tubo pode não ficar perfeitamente reto. O máquina de endireitar corrige a curvatura dos tubos e melhora a retidão.

No caso dos tubos OCTG, a retidão é muito importante. Os tubos retos são mais fáceis de processar, inspecionar, roscar e instalar.

A máquina de endireitar utiliza rolos para pressionar e ajustar o tubo. Após esta etapa, o tubo fica mais uniforme e estável.

Passo 8: Máquina de biselamento

O máquina de biselamento trabalha as extremidades dos tubos. Corta ou molda as extremidades dos tubos para as preparar para soldadura, roscagem ou ligação.

É importante que as extremidades dos tubos tenham boa qualidade, uma vez que são pontos de ligação. Se a forma das extremidades for inadequada, o tubo poderá não encaixar bem noutros tubos ou acessórios.

Benefícios comuns do chanfrado

• Melhora a precisão das extremidades dos tubos
• Prepara o tubo para a rosca
• Facilita o trabalho de ligação posterior
• Melhora o aspeto do produto final

Passo 9: Máquina de ensaio hidrostático

Ensaio hidrostático é utilizado para verificar a resistência à pressão da tubagem. Neste ensaio, a tubagem é enchida com água e é aplicada pressão.

Se o tubo conseguir suportar a pressão exigida sem fugas nem avarias, considera-se que passou no teste.

Esta etapa é muito importante para as tubagens de petróleo e gás. As tubagens OCTG devem ser seguras e fiáveis sob pressão.

Por que razão os ensaios hidrostáticos são importantes

Em projetos reais de petróleo e gás, as tubagens podem estar sujeitas a elevadas pressões internas. Os ensaios hidrostáticos ajudam a identificar tubagens com falhas antes de estas serem enviadas aos clientes.

Isto reduz o risco e melhora a segurança do produto.

Passo 10: Máquina de deteção de falhas por ultrassons

Detecção de falhas por ultrassons é um método de ensaio não destrutivo. Utiliza ondas sonoras para inspecionar o interior do tubo e a costura de soldadura.

Esta máquina pode ajudar a detetar defeitos ocultos, tais como fissuras, soldaduras incompletas ou problemas internos.

O tubo não precisa de ser cortado nem danificado durante o ensaio. É por isso que se denomina ensaio não destrutivo.

O que é que os ensaios por ultrassons permitem verificar?

• Qualidade do cordão de soldadura
• Defeitos internos
• Fissuras
• Problemas materiais
• Defeitos na parede dos tubos

Na produção de tubos OCTG, esta etapa é muito útil para o controlo de qualidade.

Passo 11: Máquina de enfiar fios

Muitos tubos OCTG necessitam de extremidades roscadas. O máquina de roscar faz roscas nas extremidades dos tubos para que estes possam ser ligados entre si.

A qualidade da rosca é muito importante. Se a rosca não for precisa, a ligação do tubo pode apresentar fugas ou falhar.

Uma boa máquina de roscar ajuda a produzir roscas limpas, precisas e estáveis.

Por que é que a precisão da rosca é importante

Os tubos OCTG são frequentemente ligados secção a secção em poços de petróleo e gás. A ligação roscada deve ser resistente e bem apertada.

Roscas de má qualidade podem causar problemas de ligação, problemas de vedação e riscos de segurança.

Passo 12: Máquina de corte

O máquina de montagem é utilizado para apertar ou desapertar os acoplamentos dos tubos. Na produção de OCTG, os acoplamentos são frequentemente utilizados para ligar os tubos.

A máquina de aperto controla o binário durante o processo de acoplamento. Isto ajuda a garantir que a ligação fica suficientemente apertada, mas sem ser danificada por uma força excessiva.

Esta etapa melhora a qualidade da ligação e a fiabilidade do produto final.

Passo 13: Máquina de embalagem de tubos

O passo final é vedação de tubos. Depois de concluídas todas as etapas de processamento e teste, os tubos são recolhidos, agrupados e embalados para transporte.

Uma boa embalagem protege os tubos durante o armazenamento e o transporte. Além disso, facilita o carregamento e o descarregamento.

No caso das encomendas para exportação, a embalagem reveste-se de especial importância. Os tubos podem ter de percorrer longas distâncias por camião, comboio ou navio.

Um bom vedante de tubagem deve proteger contra

• Danos superficiais
• Danos nas extremidades
• Ferrugem durante o transporte
• Movimentação durante o transporte
• Danos causados pela carga e descarga

Principais vantagens de uma linha completa de produção de OCTG

Uma linha completa de laminação de OCTG proporciona aos fabricantes de tubos um melhor controlo sobre todo o processo de produção.

Em vez de se limitar a produzir tubos soldados simples, a fábrica consegue realizar etapas de maior valor acrescentado num único sistema de produção.

Principais vantagens

• Maior eficiência na produção
• Melhor controlo de qualidade dos tubos
• Dimensões dos tubos mais estáveis
• Melhoria da qualidade do cordão de soldadura
• Melhor desempenho do tubo final
• Maior capacidade de teste e inspeção
• Produtos acabados mais profissionais para aplicações no setor do petróleo e do gás

Como escolher a linha de laminação de OCTG adequada

A escolha da linha de laminação de OCTG adequada depende do plano de produção da fábrica e dos requisitos do cliente.

Antes de adquirir a linha de produção, os compradores devem informar-se sobre a gama de diâmetros dos tubos, o tipo de aço, a espessura da parede, a capacidade de produção, as normas de ensaio e as necessidades de automatização.

Perguntas importantes a fazer

• Que gama de diâmetros de tubos precisa?
• Que espessura de parede vai produzir?
• Que tipo de aço vai utilizar?
• Precisa de tratamento térmico?
• Precisa de realizar ensaios hidrostáticos?
• Precisa de detecção de falhas por ultrassons?
• Precisa de equipamento para rosqueamento e acoplamento?
• Que velocidade de produção espera?

Quanto melhor compreender as suas necessidades de produção, mais fácil será escolher o equipamento certo.

Conclusão

Uma linha de produção de OCTG é um sistema de produção completo para o fabrico de tubos para o setor do petróleo e do gás. É mais do que uma simples linha de conformação de tubos. Inclui várias máquinas importantes para as operações de conformação, soldadura, expansão, tratamento térmico, corte, endireitamento, chanfragem, ensaio, roscagem, corte de extremidades e embalagem.

Desde a secção de entrada até à máquina de embalagem de tubos, cada etapa tem um objetivo claro. A secção de entrada prepara a tira de aço. A secção de conformação e soldadura fabrica o tubo. As máquinas de expansão, tratamento térmico e endireitamento melhoram o estado do tubo. As máquinas de ensaio verificam a segurança e a qualidade. As máquinas de rosqueamento e corte preparam o tubo para a ligação em campos petrolíferos. Por fim, a máquina de embalagem protege os tubos acabados para o transporte.

Para os fabricantes de tubos para o setor do petróleo e do gás, uma linha de produção de OCTG fiável pode melhorar a eficiência da produção, a qualidade do produto e a competitividade no mercado. Ao escolher uma linha, é importante selecionar a configuração adequada com base no diâmetro do tubo, no material, na norma de produção e na aplicação final.

Uma linha de laminação de OCTG bem concebida ajuda os fabricantes a produzir tubos mais seguros, resistentes e fiáveis para projetos exigentes no setor do petróleo e do gás.