Pesquisa sobre fabricação de tubos

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Pesquisa de processo de fabricação de tubos
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE TUBOS
São divididas em duas categorias as tubulações industriais, sendo: Com costura e sem costura. Os tubos de aço com costura são usados com maior frequência pelo baixo custo, onde são feitos a partir de uma chapa de metal. Enquanto tubos sem costura os cilindros são aquecidos e ficam ocos para serem perfurados, não podendo assim ser qualquer tipo de soldagem e em razão disso são indicados como bons para condução de fluidos através da pressão.
Há quatro grupos de processos industriais de fabricação de tubos:
Tubos sem costura
Laminação
Extrusão
Fundição
Tubos com costura
Fabricação por solda. 
FABRICAÇÃO DE TUBOS POR LAMINAÇÃO
O processo Manesmann é um dos processos especiais de laminação de tubos sem costura. O processo consiste na passagem de uma barra redonda maciça entre dois rolos de dupla conicidade. Os eixos dos rolos se cruzam sob certo ângulo porque estão inclinados em relação ao sentido de passagem da barra. A orientação dos rolos, inclinada em relação ao eixo da barra, da origem a um momento torsor em sentido tangencial, e a um avanço em sentido axial, de tal forma que ele passa helicoidalmente por entre os rolos. Assim os rolos fazem com que a barra gire e submeta-se a uma compressão progressiva e cilíndrica no mandril, resultando em tensões de ruptura elevadas em seu centro. O estado de tensão dessa área provoca a fratura do material na linha central, fazendo com que a barra se abra e contorne o mandril formando um tubo sem costura.
Após essa operação que é feita a quente, com o tarugo do aço aquecido a temperatura na faixa de 1200 a 1300 °C, diversas operações são realizadas para ajustar os diâmetros externo e interno, acabamento superficial, precisão dimensional e microestrutura especificados para o produto. 
Por esse processo é possível a fabricação de tubos com diâmetros externos na faixa de 60 a 660 mm, com espessura de parede compreendida entre 3 a 125 mm e com comprimentos de até 28m. São fabricados tubos nas diversas especificações de aços, com aplicações principalmente em altas pressões. (Claudio Shyinti Kiminami, 1ª(2019))
PROCESSO DE EXTRUSÃO E FUNDIÇÃO
Na fabricação por extrusão, um tarugo maciço do material em estado pastoso, e colocado em um recipiente de aço debaixo de uma poderosa prensa. Em uma única operação, que dura no total poucos segundos. O embolo da prensa, cujo diâmetro é o mesmo do tarugo, encosta-se no tarugo. O mandril, acionado pela prensa, fura completamente o centro do tarugo. Em seguida, o embolo empurra o tarugo obrigando o material a passar pelo furo de uma matriz calibrada e por fora do mandril, formando o tubo.
Para tubos de aço a temperatura de aquecimento e da ordem de 1.200 °C, as prensas são sempre verticais e o esforço da prensa pode chegar a 1.500 t. Os tubos de aço saem dessa primeira operação curtos e grossos e são levados então, ainda quentes, a um laminador de rolos para redução do diâmetro. Vão finalmente para outros laminadores que desempenam e ajustam as medidas do diâmetro e da espessura das paredes. Fabricam-se por extrusão tubos de aço de pequenos diâmetros (abaixo de 8 cm) e tubos de alumínio, cobre, latão, chumbo e outros metais não ferrosos, bem como de materiais plásticos.
Fundição 
Nesses processos o material do tubo, em estado líquido, e é despejado em moldes especais, onde solidifica-se adquirindo a forma final.
Fabricam-se por esse processo, tubos de ferro fundido, de alguns aços especiais não-forjáveis, e da maioria dos materiais não-metálicos, tais como, barro vidrado, concreto, cimento-amianto, borrachas etc. Para os tubos de ferro fundido e de boa qualidade, usa-se a fundição por centrifugação, em que o material líquido é lançado em um molde com movimento rápido de rotação, sendo então centrifugado contra as paredes do molde. O tubo resultante da fundição centrifugada tem uma textura mais homogênea, compacta e também paredes de espessura mais uniforme. Os tubos de concreto armado são também vibrados durante a fabricação para o adensamento do concreto. (SENAI; CST Arcelor Brasil)
FABRICAÇÃO DE TUBOS COM COSTURA (SOLDAGEM)
Fabricam-se pelos diversos processos com costura, descritos a seguir, tubos de aços-carbono, aços-liga, aços inoxidáveis e ferro forjado, em toda faixa de diâmetros usuais na indústria. Existem duas disposições da costura soldada: longitudinal (ao longo de uma geratriz do tubo) e espiral, sendo a longitudinal a empregada na maioria dos casos
Para os tubos com solda longitudinal a matéria-prima pode ser uma bobina de chapa fina enrolada, ou chapas planas avulsas. As bobinas são usadas para a fabricação contínua de tubos de pequeno diâmetro empregando-se as chapas planas para os tubos de diâmetros médios e grandes.
A bobina ou a chapa é calandrada no sentido do comprimento até formar o cilindro, sendo então as bordas entre si, a circunferência do tubo formado é a largura da bobina ou da chapa. No caso da solda em espiral, a matéria-prima é sempre uma bobina (para a fabricação continua), para todos os diâmetros, permitindo esse processo à fabricação de tubos de qualquer diâmetro, inclusive muito grandes.
A bobina é enrolada sobre si mesma, sendo a largura da bobina igual a distância entre duas espiras da solda. Empregam-se também dois tipos de solda: de topo e sobreposta, cujos detalhes estão mostrados. A solda de topo e usada em todos os tubos soldados por qualquer dos processos com adição de metal, e nos tubos de pequeno diâmetro soldados por resistência elétrica. A solda sobreposta é empregada nos tubos de grande diâmetro soldados por resistência elétrica. 
São os seguintes os processos industriais mais importantes de execução da solda, sendo a solda elétrica por arco protegido com adição de metal do eletrodo e a solda par resistência elétrica sem adição de metal. 
Nos processos de solda com adição de metal, a bobina ou a chapa e sempre dobrada a frio até o diâmetro final e a conformação pode ser conseguida pela dobragem contínua da bobina, por meio de rolos, em máquinas automáticas, ou pela calandragem ou prensagem de cada chapa. Qualquer que seja o processo de soldagem, a solda e feita sempre a topo e com o mínimo de dois passes, um dos quais, nos tubos de boa qualidade, e dado pelo lado interno do tubo. Em qualquer caso, exige-se sempre que os bordos da bobina ou da chapa sejam previamente aparados e chanfrados para a solda, A solda por arco submerso e a solda com proteção de gás inerte são feitas automática ou semi-automaticamente. O processo de solda manual é raramente empregado por ser antieconômico. Todos os processos de solda por arco protegido são usados principalmente para a fabricação de tubos de aço de grandes diâmetros (25 cm em diante), embora seja possível a fabricação de tubos desde 10cm. A costura de solda pode ser longitudinal ou em espiral. Os tubos com costura são quase sempre de qualidade inferior aos sem costura, mas o seu uso e bastante generalizado por serem geralmente mais baratos. No passado foram muito usados, para diâmetros grandes, tubos de chapa de aço rebitada. Esses tubos, já há bastante tempo, estão completamente em desuso. (SENAI; CST Arcelor Brasil)
Referencias:
SHYINTI KIMINAMI, Claudio; DE CASTRO, Benício; FALCÃO DE OLIVEIRA, Marcelo; Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos, Blucher, 2019.
Tubonasa Aços Ltda. O que são tubulações industriais e suas aplicações. 2019. Disponível em: https://tubonasa.com.br/noticias/o-que-sao-tubulacoes-industriais
SENAI, CST Arcelor Brasil. Programa de Certificação Operacional CST. Tubulação Industrial e Estrutura Metálica. Disponível em: http://www.abraman.org.br/arquivos/51/51.pdf