Tubos de aço de liga ASTM A335
Análise profunda de tubos de liga de aço ASTM A335
Introdução
ASTM A335 é uma especificação para tubos de liga de aço ferrítico sem costura usados principalmente em serviços de alta temperatura. Esses tubos são cruciais em indústrias que operam sob condições extremas, como geração de energia, processamento petroquímico, e extração de petróleo e gás. Os elementos de liga nesses tubos proporcionam propriedades mecânicas aprimoradas, resistência à corrosão, e a capacidade de suportar altas temperaturas e pressões.
Composição detalhada e notas
Composição Química
A composição química dos tubos ASTM A335 é adaptada para fornecer propriedades específicas, como resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, e durabilidade. Aqui estão composições detalhadas para algumas das notas mais significativas:
| Especificações | Faixa |
| Diâmetro externo | 1/4″- 48″ |
| Espessura da Parede | Horários 40 através 160, DST, XS, XXS. |
Padrão: ASME SA 335 Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos; ASTM A335M Sociedade Americana de Testes e Materiais
Usos: Para fabricação painel de parede, economizador, reaquecedor, superaquecedor e tubulação de vapor de caldeiras.
Composição Química(%) ASTM A335
O tubo de especificação ASTM que confirma a ASTM A335 deve ter as seguintes propriedades químicas. Requisitos de tração e dureza As propriedades de tração do tubo ASTM A335 devem estar em conformidade com os requisitos prescritos. Tubo de Graus P91, P92, e P122 devem ter uma dureza não superior 250 HB/265 HV [25 CDH]. Para tubos de Graus P91, P92, P122, e P911, Brinell, Vickers, ou testes de dureza Rockwell devem ser feitos em uma amostra de cada lote (veja nota 7). Estes tubos apresentam alta resistência à ruptura em altas temperaturas e pressões. Com resistência à trinca de hidrogênio e corrosão sob tensão por sulfeto, o tubo de cromo-molibdênio é altamente preferido em relação ao tubo de carbono.
| Nota | E | C≤ | Mn | P≤ | S≤ | Si≤ | Cr | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| P1 | K11522 | 0.10~0,20 | 0.30~0,80 | 0.025 | 0.025 | 0.10~0,50 | – | 0.44~0,65 |
| P2 | K11547 | 0.10~0,20 | 0.30~0,61 | 0.025 | 0.025 | 0.10~0,30 | 0.50~0,81 | 0.44~0,65 |
| P5 | K41545 | 0.15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 4.00~6h00 | 0.44~0,65 |
| P5b | K51545 | 0.15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 1.00~2,00 | 4.00~6h00 | 0.44~0,65 |
| P5c | K41245 | 0.12 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 4.00~6h00 | 0.44~0,65 |
| P9 | S50400 | 0.15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.50~1,00 | 8.00~10h00 | 0.44~0,65 |
| P11 | K11597 | 0.05~0,15 | 0.30~0,61 | 0.025 | 0.025 | 0.50~1,00 | 1.00~1,50 | 0.44~0,65 |
| P12 | K11562 | 0.05~0,15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 0.80~1,25 | 0.44~0,65 |
| P15 | K11578 | 0.05~0,15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 1.15~1,65 | – | 0.44~0,65 |
| P21 | K31545 | 0.05~0,15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 2.65~3,35 | 0.80~1,60 |
| P22 | K21590 | 0.05~0,15 | 0.30~0,60 | 0.025 | 0.025 | 0.5 | 1.90~2,60 | 0.87~1,13 |
| P91 | K91560 | 0.08~0,12 | 0.30~0,60 | 0.02 | 0.01 | 0.20~0,50 | 8.00~9,50 | 0.85~1,05 |
| P92 | K92460 | 0.07~0,13 | 0.30~0,60 | 0.02 | 0.01 | 0.5 | 8.50~9,50 | 0.30~0,60 |
Tubos de cromo molibdênio: Material vs EN vs ASTM
O tubo ASTM A335 pode ser acabado a quente ou trefilado a frio com o tratamento de acabamento exigido nos Graus P2 e P12 - O aço deve ser feito de espessura grossa- prática de fusão de grãos. Limites específicos, se houver, sobre tamanho de grão ou prática de desoxidação será uma questão de acordo entre o fabricante e o comprador.
| Materiais/DIN | EN | ASTM |
|---|---|---|
| 1.5415 | 16Mo3 | A335 Grau P1 |
| 1.7335 | 13CrMo4-5 | A335 Grau P11, P12 |
| 1.738 | 10CrMo9-10 | A335 Grau P22 |
| 1.7362 | X11CrMo5 | A335 Grau P5 |
| A335 Grau P9 | ||
| 1.4903 | X10CrMoVNb9-1 | A335 Grau P91 |
Requisitos de tração
| Resistência à tracção, min., psi | P-5 | P-9 | P-11 | P-22 | P-91 |
|---|---|---|---|---|---|
| ksi | 60 | 60 | 60 | 60 | 85 |
| MPa | 415 | 415 | 415 | 415 | 585 |
| Força de rendimento, min., psi | |||||
| ksi | 30 | 30 | 30 | 30 | 60 |
| MPa | 205 | 205 | 205 | 205 | 415 |
Análise do Produto A pedido do comprador, uma análise de dois tubos de cada lote deverá ser feita pelo fabricante. Um lote de tubo ASTM A335 deve consistir no seguinte: Designador NPS abaixo 2 400 ou fração dela 2 para 5 200 ou fração dela 6 e mais 100 ou fração dela.
Observação: ASTM A335 P91 não deve ter uma dureza não superior 250 HB/265 HV [25CDH].
Propriedades mecânicas da ASTM A335
| Nota | Resistência à tracção | Força de rendimento |
|---|---|---|
| P1, P2 | 380 | 205 |
| P12 | 415 | 220 |
| P23 | 510 | 400 |
| P91 | 585 | 415 |
| P92, P11 | 620 | 440 |
| P122 | 620 | 400 |
Elementos de liga e suas funções
- Carbono (C): Fornece resistência e dureza, mas pode reduzir a ductilidade.
- Manganês (Mn): Melhora a tenacidade e temperabilidade.
- Fósforo (P): Aumenta a resistência, mas pode tornar o aço quebradiço.
- Enxofre (S): Geralmente considerado uma impureza, pode causar fragilidade.
- Silício (E): Melhora a força e a dureza.
- Cromo (Cr): Aumenta a dureza, resistência à tracção, e resistência à corrosão.
- Molibdênio (Mo): Melhora a força, temperabilidade, e estabilidade de alta temperatura.
- Vanádio (V): Melhora a força e a resistência.
- Nióbio (N.º): Aumenta a resistência e melhora a soldabilidade.
- Azoto (N): Aumenta a resistência e a dureza.
Propriedades Mecânicas
As propriedades mecânicas dos tubos ASTM A335 são projetadas para atender às demandas de aplicações de alta temperatura e alta pressão.
Grau P5
- Resistência à tracção: ≥ 415 MPa (60,000 psi)
- Força de rendimento: ≥ 205 MPa (30,000 psi)
- Alongamento: ≥ 30%
Série P11
- Resistência à tracção: ≥ 415 MPa (60,000 psi)
- Força de rendimento: ≥ 205 MPa (30,000 psi)
- Alongamento: ≥ 30%
Grau P91
- Resistência à tracção: ≥ 585 MPa (85,000 psi)
- Força de rendimento: ≥ 415 MPa (60,000 psi)
- Alongamento: ≥ 20%
Processo de fabricação
Fabricação de tubos sem costura
Os tubos sem costura são produzidos através de várias etapas:
- Aquecimento de boleto: Os tarugos de aço são aquecidos a alta temperatura para torná-los maleáveis.
- Perfuração: O tarugo aquecido é perfurado para criar um tubo oco.
- Rolando: O tubo oco é enrolado para atingir o diâmetro e a espessura de parede desejados.
- Dimensionamento: O tubo é posteriormente processado para atingir dimensões precisas.
Tratamento térmico
O tratamento térmico é fundamental para alcançar as propriedades mecânicas e microestrutura desejadas.
- Normalizando: Aquecer o tubo a uma temperatura específica e depois resfriá-lo ao ar para refinar a estrutura do grão.
- Temperamento: Reaquecer o tubo a uma temperatura mais baixa após a têmpera para melhorar a tenacidade e reduzir a fragilidade.
- Recozimento: Aquecer o tubo a uma alta temperatura e depois resfriá-lo lentamente para amolecer o material e melhorar a ductilidade.
Requisitos de teste
Para garantir que os tubos ASTM A335 atendam aos rigorosos requisitos para aplicações de alta temperatura e alta pressão, vários testes são realizados:
- Teste de tração: Mede a resistência à tração, força de rendimento, e alongamento.
- Teste de dureza: Garante que o material atenda aos requisitos de dureza especificados.
- Teste Hidrostático: Verifica a capacidade do tubo de suportar a pressão interna sem vazar.
- Testes Não Destrutivos (END): Técnicas como testes ultrassônicos (EUA) ou exames radiográficos (TR) são usados para detectar falhas internas.
- Teste de Impacto: Avalia a tenacidade do material, especialmente para classes que exigem alta resistência ao impacto.
Aplicativos
Os tubos ASTM A335 são usados em uma variedade de aplicações de alta temperatura e alta pressão, incluindo:
- Geração de energia: Caldeiras, superaquecedores, e reaquecedores em usinas de energia.
- Indústria Petroquímica: Unidades de processamento e refinarias de alta temperatura.
- Indústria de Petróleo e Gás: Tubulações e instalações de processamento para fluidos de alta pressão e alta temperatura.
- Caldeiras Industriais: Sistemas de tubulação em caldeiras industriais e trocadores de calor.
- Engenharia Mecânica: Componentes sujeitos a altas tensões e temperaturas.
Vantagens e Limitações
Vantagens
- Resistência a altas temperaturas: Capaz de suportar altas temperaturas sem perder resistência.
- Resistência à corrosão: Os elementos de liga proporcionam excelente resistência à oxidação e corrosão.
- Durabilidade: Projetado para desempenho de longo prazo em ambientes agressivos.
- Versatilidade: Adequado para uma ampla gama de aplicações industriais.
Limitações
- Custo: Custo mais elevado em comparação com tubos de aço carbono devido aos elementos de liga.
- Fabricação Complexa: Requer controle preciso da composição química e dos processos de tratamento térmico.
- Fragilidade: Certas classes podem se tornar quebradiças se não forem tratadas termicamente adequadamente.
Conclusão
Tubos de liga de aço ASTM A335 são essenciais para aplicações que exigem alta resistência, durabilidade, e resistência a altas temperaturas e pressões. Suas propriedades mecânicas superiores, combinado com rigorosos processos de fabricação e testes, garantir que atendam aos exigentes requisitos de vários setores. Compreendendo as especificações detalhadas, notas, e aplicações de tubos ASTM A335 ajudam engenheiros e projetistas a selecionar os materiais certos para seus projetos, garantindo segurança e eficiência em ambientes desafiadores.
Investigando a composição química, propriedades mecânicas, processos de fabricação, e aplicações, esta análise profunda fornece uma visão geral abrangente dos tubos de aço-liga ASTM A335, destacando sua importância em aplicações industriais de alto desempenho.
ASTM A333 Gr 10 tubo de liga de aço para uso industrial, sem costura e soldado. Apresenta dimensões externas: 19.05mm – 114,3 mm de espessura da parede: 2.0milímetros – 14 mm Tratamento de superfície: Imersão em óleo, Verniz, Passivação, Fosfatização, Tiro. Aplicativo: Tubo de aço sem costura e soldado para serviço em baixa temperatura.
A especificação ASTM A519 abrange vários tipos de tubos mecânicos de aço carbono e liga, disponível em condições de acabamento a quente ou a frio. O aço utilizado nesta tubulação pode ser fundido em lingotes ou fundido em fios. Quando diferentes tipos de aço são fundidos sequencialmente, o material de transição deve ser identificado.
Tubulação ASTM A213 T11 (Tubulação ASME SA213 T11) é composto de material de liga de cromo molibdênio e é amplamente utilizado em aplicações de alta temperatura, especialmente em caldeiras e superaquecedores. Dadas as suas aplicações críticas, este tipo de tubo normalmente tem um preço significativamente mais alto do que os tubos de carbono padrão. Classes comuns no padrão ASTM A213 As classes comuns incluem T9, T11, T12, T21, T22, T91, bem como tipos de aço inoxidável como TP304/L ou TP316/L. Escopo padrão ASTM A213 de acordo com especificações ASTM, esta especificação específica refere-se a tubos de aço ferrítico e austenítico sem costura para uso em caldeiras, superaquecedores, e trocadores de calor. As classes específicas cobertas por esta especificação incluem T5, TP304, e outros listados em Tabelas 1 e 2. O tamanho da tubulação varia de um diâmetro interno de 1/8 polegada até um diâmetro externo de 5 polegadas, com espessuras que variam de 0.015 para 0.500 polegadas (0.4 mm para 12.7 milímetros). Se outros tamanhos forem necessários, eles podem ser especificados como parte do pedido, juntamente com espessuras mínimas e médias.
Ao examinar a composição química, propriedades mecânicas, processos de fabricação, e aplicações, esta análise fornece uma visão geral abrangente dos tubos de aço ASTM A369, destacando sua importância em aplicações industriais de alto desempenho.
Ao examinar a composição química, propriedades mecânicas, processos de fabricação, e aplicações, esta análise fornece uma visão geral abrangente dos tubos de aço ASTM A250, destacando sua importância em aplicações industriais de alto desempenho.
Ao examinar a composição química, propriedades mecânicas, processos de fabricação, e aplicações, esta análise fornece uma visão geral abrangente dos tubos de aço ASTM A556, destacando sua importância em aplicações industriais de alto desempenho.
