Tubulação de aço mecânica ASTM A519

Introdução

ASTM A519 é uma especificação padrão para tubos mecânicos de aço carbono e liga sem costura. Esses tubos são usados ​​em diversas aplicações mecânicas e estruturais onde alta resistência, resistência, e dimensões precisas são necessárias. A especificação inclui vários graus, cada um projetado para atender propriedades mecânicas e composições químicas específicas.

Faixa de tamanho(milímetros):

• Diâmetro externo:10-324milímetros
• Espessura da parede:1-30milímetros
• Comprimento:14000mm máx.

Principais notas e composição química

ASTM A519 abrange uma variedade de classes de aço carbono e ligas, incluindo:

• 1010
• 1020
• 1026
• 4130
• 4140
• 8620

Composição Química

Aqui estão as composições químicas para alguns graus ASTM A519 comuns:

Nota 1010

• Carbono (C): 0.08 – 0.13%
• Manganês (Mn): 0.30 – 0.60%
• Fósforo (P): ≤ 0.04%
• Enxofre (S): ≤ 0.05%

Nota 1020

• Carbono (C): 0.18 – 0.23%
• Manganês (Mn): 0.30 – 0.60%
• Fósforo (P): ≤ 0.04%
• Enxofre (S): ≤ 0.05%

Nota 4130

• Carbono (C): 0.28 – 0.33%
• Manganês (Mn): 0.40 – 0.60%
• Fósforo (P): ≤ 0.035%
• Enxofre (S): ≤ 0.04%
• Silício (E): 0.15 – 0.35%
• Cromo (Cr): 0.80 – 1.10%
• Molibdênio (Mo): 0.15 – 0.25%

Nota 4140

• Carbono (C): 0.38 – 0.43%
• Manganês (Mn): 0.75 – 1.00%
• Fósforo (P): ≤ 0.035%
• Enxofre (S): ≤ 0.04%
• Silício (E): 0.15 – 0.35%
• Cromo (Cr): 0.80 – 1.10%
• Molibdênio (Mo): 0.15 – 0.25%

Nota 8620

• Carbono (C): 0.18 – 0.23%
• Manganês (Mn): 0.70 – 0.90%
• Fósforo (P): ≤ 0.035%
• Enxofre (S): ≤ 0.04%
• Silício (E): 0.15 – 0.35%
• Cromo (Cr): 0.40 – 0.60%
• Níquel (Em): 0.40 – 0.70%
• Molibdênio (Mo): 0.15 – 0.25%

Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas dos tubos ASTM A519 variam dependendo do tipo e do tratamento térmico aplicado. Aqui estão algumas propriedades típicas para notas comuns:

Nota 1010

• Resistência à tracção: 365 MPa (53,000 psi)
• Força de rendimento: 205 MPa (30,000 psi)
• Alongamento: ≥ 20%

Nota 1020

• Resistência à tracção: 415 MPa (60,000 psi)
• Força de rendimento: 245 MPa (35,000 psi)
• Alongamento: ≥ 15%

Nota 4130

• Resistência à tracção: 560 MPa (81,000 psi)
• Força de rendimento: 460 MPa (67,000 psi)
• Alongamento: ≥ 20%

Nota 4140

• Resistência à tracção: 655 MPa (95,000 psi)
• Força de rendimento: 415 MPa (60,000 psi)
• Alongamento: ≥ 18%

Nota 8620

• Resistência à tracção: 620 MPa (90,000 psi)
• Força de rendimento: 415 MPa (60,000 psi)
• Alongamento: ≥ 15%

Número JIS e padrões estrangeiros correspondentes

Processo de fabricação

Fabricação de tubos sem costura

A tubulação mecânica sem costura sob ASTM A519 é produzida usando uma variedade de métodos:

1. Aquecimento de boleto: Os tarugos de aço são aquecidos a alta temperatura para torná-los maleáveis.
2. Perfuração: O tarugo aquecido é perfurado para criar um tubo oco.
3. Rolando: O tubo oco é enrolado para atingir o diâmetro e a espessura de parede desejados.
4. Dimensionamento: O tubo é posteriormente processado para atingir dimensões precisas.
5. Estiramento a frio (Opcional): O tubo pode ser estirado a frio para refinar as dimensões e melhorar as propriedades mecânicas.

Tratamento térmico

O tratamento térmico é frequentemente aplicado para alcançar as propriedades mecânicas desejadas:

• Recozimento: Aquecer o tubo a uma alta temperatura e depois resfriá-lo lentamente para amolecer o material e melhorar a ductilidade.
• Normalizando: Aquecer o tubo a uma temperatura específica e depois resfriá-lo ao ar para refinar a estrutura do grão.
• Têmpera e Revenimento: Aquecer o tubo a uma alta temperatura e depois resfriá-lo rapidamente (têmpera), seguido de reaquecimento a uma temperatura mais baixa (têmpera) para melhorar a tenacidade e reduzir a fragilidade.

Requisitos de teste

ASTM A519 especifica diversos testes para garantir a qualidade e desempenho dos tubos:

• 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.
• Testes Não Destrutivos (END): Métodos como testes ultrassônicos (EUA) ou teste de partículas magnéticas (MT) são usados ​​para detectar falhas internas e superficiais.
• Inspeção Dimensional: Garante que os tubos atendam às dimensões e tolerâncias especificadas.

Aplicativos

Tubos de aço mecânico ASTM A519 são usados ​​em diversas aplicações, incluindo:

• Indústria Automotiva: Eixos de transmissão, eixos, e outros componentes críticos.
• Construção: Componentes estruturais em edifícios, pontes, e outras infraestruturas.
• Máquinas: Componentes para máquinas e equipamentos pesados.
• Indústria de Petróleo e Gás: Tubos e tubulações para equipamentos de perfuração e extração.
• Engenharia Geral: Eixos, rolamentos, rolos, e outras peças mecânicas que exigem dimensões precisas e alta resistência.

Vantagens e Limitações

Vantagens

• Alta resistência: Adequado para aplicações de alto estresse.
• Durabilidade: Projetado para desempenho de longo prazo em ambientes exigentes.
• Dimensões precisas: A trefilação a frio e outros processos de fabricação garantem tolerâncias dimensionais rigorosas.
• Versatilidade: Aplicável a uma ampla gama de indústrias e usos.

Limitações

• Custo: Custo mais elevado em comparação com tubos soldados devido ao processo de fabricação contínuo.
• Fabricação Complexa: Requer controle preciso da composição química e dos processos de tratamento térmico.
• Disponibilidade: Classes e tamanhos específicos podem ter prazos de entrega mais longos.

Conclusão

Os tubos de aço mecânico ASTM A519 são essenciais para aplicações que exigem alta resistência, durabilidade, e dimensões precisas. 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 A519 ajudam engenheiros e projetistas a selecionar os materiais certos para seus projetos, garantindo segurança e eficiência em ambientes desafiadores.

Ao examinar a composição química, propriedades mecânicas, processos de fabricação, e aplicações, esta análise fornece uma visão geral abrangente dos tubos de aço mecânico ASTM A519, destacando sua importância em aplicações industriais de alto desempenho.

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