Normas de tubos sem costura: Visão geral da ASTM e ASME

Principais destaques

• Os tubos sem costura são forjados a partir de um único lingote de aço, o que lhes confere uma resistência superior e a ausência de costura de soldadura, ao contrário dos tubos soldados.
• A ASTM e a ASME são as principais organizações que fornecem especificações para a fabricação e o desempenho de tubos.
• A ASTM A106 é uma norma fundamental para tubos de aço carbono sem costura utilizados em serviços de alta temperatura e alta pressão. As especificações dos tubos, como a especificação 40 e a especificação 80, definem a espessura da parede, que está relacionada com a capacidade de suportar pressão.

  Se pretende comprar tubos de aço carbono sem costura cortados à medida, pode adquiri-los junto de fornecedores industriais, distribuidores especializados em aço ou fabricantes que oferecem serviços de fabricação personalizados. Muitos fornecedores de tubos de aço oferecem opções de corte para atender a requisitos específicos de espessura e comprimento da parede, respeitando os requisitos da ASTM e de costura.

• As especificações dos tubos, como a especificação 40 e a especificação 80, definem a espessura da parede, que está relacionada com a capacidade de suportar pressão.
• Os tubos sem costura são frequentemente necessários para aplicações críticas devido à sua maior resistência mínima ao escoamento e confiabilidade sob tensão.
• As especificações comuns incluem classes como a Classe B, que descreve propriedades químicas e mecânicas específicas.

Introdução

Quando precisa escolher materiais para sistemas de tubagem industrial, é muito importante decidir entre tubos soldados e tubos sem costura. Cada tipo de tubo obtém as suas principais características da forma como é fabricado. É importante saber isso para escolher o melhor. As normas de grupos como ASTM e ASME ajudam a garantir que a tubagem seja segura, funcione bem e economize dinheiro. Este guia fala sobre o que é um tubo sem costura. Ele também mostra como ele se compara ao tubo soldado. Poderá ver as principais especificações para ter as informações necessárias para escolher o tipo certo de tubo para o seu projeto.

Noções básicas sobre tubos sem costura e aplicações industriais

Um tubo de aço sem costura não tem costura soldada. Isso confere-lhe um suporte forte e torna-o mais adequado para utilização em trabalhos pesados. Muitas indústrias, como refinarias, centrais elétricas e instalações petroquímicas, optam por tubos de aço sem costura. Escolhem-nos porque suportam altas pressões e temperaturas sem problemas.

O tubo de aço sem costura não é como o tubo feito com soldagem por resistência elétrica (ERW). Ele tem a mesma estrutura e resistência em todo o seu diâmetro. Grupos como o American Petroleum Institute (API) costumam dizer que as pessoas devem usar tubos sem costura para transportar fluidos ou gases importantes. Você verá esse tipo de tubulação em caldeiras, navios e outros locais que enfrentam muito estresse.

O que define um tubo sem costura: principais características

O principal diferencial de um tubo de aço sem costura é a forma como ele é fabricado. O processo começa com uma peça redonda sólida de aço chamada tarugo. O tarugo é aquecido até ficar muito quente. Em seguida, uma ferramenta chamada mandril é inserida no centro para torná-lo oco, como um cilindro.

Depois disso, o lingote oco é laminado e esticado. Isso ajuda a obter o diâmetro e a espessura de parede corretos para o tubo. Como o tubo é feito de uma única peça de metal, não há costura de solda ao longo dele. A ausência de costura confere ao tubo mais resistência do que outros tubos.

Esta forma de fabricar tubos de aço sem costura significa que se trata de uma peça sólida. É possível dobrá-la, realizar operações de conformação semelhantes ou utilizar flangeamento sem pontos fracos onde haveria uma costura. Cada tubo de aço tem de cumprir regras rigorosas em termos de especificações, tamanho e resistência, para que se tenha a certeza de que será fiável.

Usos industriais comuns para tubos de aço carbono sem costura

Os tubos de aço carbono sem costura são uma parte fundamental de muitas indústrias que trabalham em condições adversas. Esses tubos têm uma estrutura resistente, tornando-os uma boa opção para transportar fluidos e gases em alta pressão e alta temperatura. A sua forma lisa e uniforme ajuda-os a resistir à corrosão, o que é importante em ambientes com produtos químicos que podem corroer outros metais.

Como os tubos de aço carbono sem costura têm alta resistência mínima ao escoamento, eles resistem bem a muita tensão. Esses tubos são resistentes e não dobram nem quebram facilmente. É por isso que as pessoas os utilizam para tubulações críticas em refinarias, centrais elétricas e locais onde se fabricam medicamentos. Sabe se a sua indústria utiliza tubos como esses?

As utilizações comuns para tubos de aço carbono sem costura incluem:

• Perfuração de petróleo e gás e procura de novos locais
• Movimentação de vapor e líquidos quentes em centrais elétricas
• Utilização em sistemas hidráulicos e peças de caldeiras
• Transporte de fluidos de alta pressão em instalações petroquímicas

Comparando tubos sem costura e soldados

A principal diferença entre tubos soldados e tubos sem costura está na forma como são fabricados. Os tubos soldados são fabricados a partir de uma fita de aço, também chamada de skelp. Essa skelp é enrolada para formar um tubo. Em seguida, as bordas do aço são unidas por meio de um processo de soldagem. Na maioria das vezes, essa soldagem é feita com resistência elétrica. Esse processo é chamado de ERW e utiliza corrente elétrica para derreter e fundir as bordas.

Quando se fabrica um tubo soldado desta forma, obtém-se uma costura que percorre todo o comprimento do tubo. As pessoas costumam ver a costura como um ponto fraco, especialmente quando comparada com um tubo sem costura. Hoje em dia, o processo de soldagem e a resistência elétrica melhoraram muito. Mas grupos como a API e a ANSI ainda veem uma diferença entre tubos soldados e tubos sem costura. Isso é muito importante quando se usa o tubo para aplicações em que há alta pressão.

Principais diferenças na estrutura e no desempenho

A diferença estrutural entre um tubo de aço soldado e um tubo de aço sem costura afeta diretamente o seu desempenho. Um tubo soldado contém uma costura de solda, que pode ser um ponto de vulnerabilidade sob condições extremas de tensão ou corrosão. Em contrapartida, a estrutura uniforme de um tubo sem costura elimina essa preocupação, oferecendo um desempenho mais previsível e confiável.

Essa diferença reflete-se nas especificações da indústria. Enquanto um tubo soldado pode ter uma espessura nominal da parede mais consistente, pois começa como uma chapa plana, o processo de laminação e estiramento do tubo sem costura pode levar a pequenas inconsistências. No entanto, a resistência geral do tubo sem costura é geralmente considerada superior.

Abaixo está uma tabela que resume as principais diferenças:

Por que os tubos sem costura são preferidos em ambientes de alta pressão

A principal razão pela qual as pessoas escolhem tubos sem costura para uso em locais com alta pressão e temperaturas mais elevadas é a segurança. Não há costura soldada neste tubo. Isso é importante porque a costura é frequentemente o local onde ocorrem problemas num tubo. Uma costura pode apresentar corrosão, tensão ou defeitos. Esses problemas podem fazer com que o tubo falhe em condições de trabalho adversas.

Os tubos sem costura proporcionam mais confiança quanto ao comportamento do tubo, pois todo o tubo tem a mesma estrutura. Os tubos também têm uma maior resistência mínima ao escoamento. Isso significa que eles podem suportar mais força antes de começarem a dobrar ou mudar de forma. Isso torna os tubos sem costura importantes para tubulações onde fluidos ou gases devem permanecer no interior, mesmo em temperaturas mais elevadas.

Muitas vezes, as regras sobre qual tubo usar dizem que os tipos mais resistentes, como o tipo C, devem ser sem costura. Esses tubos mais resistentes são necessários para trabalhos realmente difíceis. O tubo é resistente em toda a sua extensão e não tem pontos fracos. Isso ajuda-o a funcionar como deveria e mantém as pessoas seguras, mesmo quando o tubo é levado ao seu máximo desempenho. Com a soldagem ou o processo de soldagem, mesmo que tenha havido novas melhorias, ainda não é possível garantir sempre o mesmo nível de segurança e resistência que os tubos sem costura podem oferecer.

Normas ASTM e ASME para tubos sem costura

Organizações de normalização, como a ASTM International e a American Society of Mechanical Engineers (ASME), estabelecem regras para tubagens utilizadas nas indústrias. As especificações destes grupos informam sobre a composição química do tubo, a sua resistência, tamanho e como é testado. Isto ajuda a saber o que é necessário para fabricar e utilizar tubagens.

Deve seguir estes requisitos se trabalhar na indústria ou na construção civil. Não é uma escolha; é a forma de estar seguro e protegido. A especificação fornecerá todos os detalhes, como a forma como um tubo é fabricado e o que mais é necessário para um trabalho, incluindo quaisquer requisitos suplementares para o que planeia fazer. Quando conhecer estas normas, poderá obter a tubagem certa para o que precisa.

Visão geral das especificações ASTM A106 e tabelas de tubos

A ASTM A106 é uma especificação comum para tubos de aço carbono sem costura. Os tubos fabricados de acordo com esta norma são utilizados principalmente em trabalhos a altas temperaturas. Eles também são bons para dobragem e flangeamento. Esta especificação oferece vários graus. Os mais utilizados são o grau b e o grau c. Cada grau tem os seus próprios limites para itens como carbono e manganês dentro do tubo de aço. Isso altera a resistência ou a flexibilidade do tubo.

A norma ASTM A106 também trabalha com tabelas de tubos. Esses números, como SCH 40 e SCH 80, indicam a espessura nominal da parede do tubo de aço carbono. Um número maior, como SCH 80, significa que a parede é muito mais espessa em comparação com SCH 40 do mesmo diâmetro. Paredes mais espessas permitem que o tubo suporte mais pressão interna.

Ao escolher um tubo de aço carbono com base nesta especificação, deve indicar o tipo desejado, como o tipo b, e também listar a programação, como SCH 80. É assim que garante que obtém a espessura de parede e o material adequados para a pressão e temperatura do seu trabalho. Os tubos SCH 80 são frequentemente utilizados para tarefas pesadas em grandes fábricas, onde é comum haver pressões mais elevadas.

Compreender os requisitos da ASME e as práticas de marcação

A norma ASME para tubos de pressão sem costura é denominada ASME SA106. Ela geralmente corresponde à especificação ASTM A106. A ASME utiliza esses materiais para caldeiras, vasos de pressão e outros sistemas relacionados. É necessário seguir a especificação ASME se o equipamento precisar estar em conformidade com o Código ASME para Caldeiras e Vasos de Pressão.

É importante que cada tubo tenha a marcação correta. Cada peça de tubo deve ser estampada ou gravada com as informações essenciais. Essas marcas ajudam a verificar se o tubo atende às especificações necessárias. As marcas devem indicar o nome do fabricante, o tipo de material (A106 B ou C), bem como o número da tabela ou espessura da parede e o comprimento.

A marca também indicará se o tubo passou por tratamento térmico e se foi aprovado em testes hidrostáticos. Os testes hidrostáticos mostram que o tubo é capaz de suportar pressão. Isso ajuda a rastrear o tubo até a sua origem e permite confirmar que ele tem a resistência mínima adequada, o diâmetro e a espessura de parede corretos.

Conclusão

Em resumo, é muito importante conhecer as normas relativas aos tubos sem costura, especialmente as da ASTM e da ASME. Essas regras ajudam as pessoas a escolher materiais resistentes que funcionam bem em áreas de alta pressão. Elas também ajudam a manter a segurança e a cumprir todas as regras necessárias no trabalho. Se trabalha na construção civil, na fabricação de produtos ou em qualquer outra área que necessite de tubos sem costura, é muito útil estar a par dessas normas. Dessa forma, o seu trabalho terá melhores resultados. Se quiser saber mais sobre tubos sem costura ou precisar de ajuda para escolher as especificações certas para o seu trabalho, pode solicitar a ajuda de um especialista.

Perguntas mais frequentes

Os tubos sem costura com extremidades chanfradas são superiores aos tipos com extremidades lisas?

Uma extremidade chanfrada nem sempre é melhor do que outras. Ela apenas tem outra utilidade. Os tubos de aço carbono sem costura com extremidade chanfrada ajudam a simplificar a soldagem a outro tubo ou conexão. Os tubos com extremidade lisa são utilizados para conexões soldadas por encaixe ou quando é necessário usar acoplamentos mecânicos com eles.

Como escolher entre tubos sem costura schedule 40 e schedule 80?

A escolha depende da classificação de pressão necessária. Para tubos com o mesmo diâmetro e material, um tubo schedule 80 terá uma espessura de parede maior do que um tubo schedule 40. Deve escolher o schedule 80 se a pressão for mais elevada.

Quais são os tamanhos disponíveis para tubos de aço carbono sem costura nos EUA?

Os tubos de aço carbono sem costura estão disponíveis em vários tamanhos. Os tamanhos são geralmente indicados como Tamanho Nominal do Tubo (NPS) em polegadas. Pode adquirir estes tubos em aço carbono de acordo com as normas ASTM com diâmetros de 1/4 de polegada até 36 polegadas. Existem também diferentes opções de espessura de parede para cada diâmetro.