Baixe Noções básicas sobre tubos de aço carbono com costura e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity! Tabela de Tubos API 5 L Tabela de Normas de Tubos Aço e Similar Composição Química (%) e Propriedades Mecânicas - Tubos mais utilizados Tabelas de Tubos ANSI (Métrica) NOÇÕES BÁSICAS SOBRE TUBOS DE AÇO CARBONO COM COSTURA 1. INTRODUÇÃO 2. FABRICAÇÃO DE TUBOS 3. NORMAS DE FABRICAÇÃO 4. INFORMAÇÕES TÉCNICAS 4.1 - Cálculo do Peso Teórico 4.2 - Raio de Canto teórico dos Tubos Quadrados e Retangulares 4.3 - Cálculo do Diâmetro equivalente de um Perfil Quadrado 4.4 - Cálculo do Diâmetro equivalente de um Perfil Retangular 4.5 - Cálculo do Peso Teórico de Tubo Quadrado 4.6 - Cálculo do Peso Teórico de Tubo Retangular 4.7 - Diâmetro Nominal / Real e Schedule Anexo Fluxograma de Fabricação extraído de catálogos da Pérsico Pizzamiglio S.A. 1. INTRODUÇÃO Este artigo foi escrito com o objetivo de fornecer as informações básicas que profissionais da área de hidráulica devem ter sobre tubos de aço com costura. 2. FABRICAÇÃO DE TUBOS Os tubos que iremos comentar, são chamados de "com costura". Esta é uma denominação errônea para o material, porém o nome se consolidou tal como "xerox". Esta denominação veio de muito tempo atrás, quando o processo utilizado era de baixa freqüência (50 ou 60 hz) o que dava ao material uma aparência de material "costurado". Hoje o processo é realizado com solda longitudinal pelo processo E.R.W. (Solda por Resistência Elétrica) com alta freqüência. Este processo garante a homogeneidade da matéria-prima com a solda, o que confere excelentes características aos produtos. Os processos de fabricação para obtenção do produto final variam de acordo com a norma em que o tubo vai ser fabricado. Os tubos podem ser produzidos em uma variada gama de matérias-primas (tipo de aço utilizado), que são normalmente fornecidas segundo especificações ASTM (American Society for Testing and Materials), DIN (Deustaches Institute for Normuns), API (American Petroleum Institute), AISI (American Institute of Steel and Iron), SAE (Society of Automotive Engineers), ABNT ( Associação Brasileira de Normas Técnicas) e outras. A matéria-prima utilizada é comprada em forma de bobinas, que são classificadas em dois grandes grupos: BF - BOBINA LAMINADA A FRIO: possuem uma cor clara, sendo necessário alguns cuidados especiais aos tubos produzidos nesta matéria-prima , pois ela é altamente susceptível a oxidação ( corrosão, ferrugem). Os tubos devem ser armazenados e transportados sempre evitando a umidade, senão tendem a amarelar, o que pode causar sérias conseqüências na utilização final sobre o produto. Estas bobinas são produzidas normalmente em espessuras abaixo de 2,00 mm e possuem melhor tolerância dimensional e acabamento. Devido seu processo de fabricação ser maior que as BQ, seu custo final é maior. BQ - BOBINA LAMINADA A QUENTE: Possuem uma cor escura e são menos susceptíveis a oxidação. Os tubos podem ser armazenados e transportados em condições normais até mesmo em céu aberto (por pouco tempo) sem ter sua qualidade prejudicada. Estas bobinas são produzidas normalmente em espessuras acima de 2,00 mm e não possuem uma tolerância dimensional tão restrita quanto as BF, sendo que são também denominadas de BG (Bobinas Grossas), quando a espessura for superior a 5,00 mm. Quando for necessário em uma espessura de BQ uma melhor condição dimensional podemos fazer uma relaminação a frio da chapa. Este processo também é utilizado para se obter espessuras não fornecidas pelas Usinas. As chapas relaminadas a frio são chamadas de RL. Quando os tubos de condução são zincados a quente (galvanizados a fogo como são popularmente conhecidos) não temos a preocupação com a superfície do tubo. Devemos apenas tomar pequenos cuidados quanto ao seu armazenamento. A verificação da qualidade da solda e/ou do produto final pode ser feita através de ensaios destrutivos (Anexos 11a 18) e/ou ensaios não destrutivos, que podem ser: ELETROMAGNÉTICO: através de correntes parasitas testa o tubo quanto a descontinuidades. Não garante a estanqueidade, porém é admitido como o teste opcional ao hidrostático na maioria das normas de condução devido a sua grande velocidade de execução. HIDROSTÁTICO: Consiste em testar o tubo a uma determinada pressão hidráulica para garantir a estanqueidade do tubo. ENSAIOS DESTRUTIVOS: durante o processo de fabricação são realizados vários ensaios mecânicos destrutivos em amostras retiradas durante a produção, tais como alargamento, flangeamento etc. 3. NORMAS DE FABRICAÇÃO Existe uma gama muito grande de fabricação de tubos de aço com costura que serão citados aqui, porém os que realmente nos interessam são os de condução que será a linha que iremos trabalhar (creio que seja interessante o conhecimento sobre outros tipos para saber da sua existência). Os tubos de aço carbono com solda longitudinal são divididos em: A. Industriais São produzidos para as mais diversas aplicações, desde tubos sem requisitos até tubos para troca térmica e estruturais. Page 1 of 7Tubos Aco 19/5/2009http://www.pipesystem.com.br/Artigos_Tecnicos/Tubos_Aco/body_tubos_aco.html NBR 6591 Tubos para aplicações diversas sem exigência de acabamento e propriedades mecânicas, com composições químicas definidas. DIN 1615 Tubos não sujeitos a requisitos especiais, na matéria prima ST 33 (baixo carbono). ASTM A-513 Tubos para uso mecânico, nos tipos 1 (BQ) e 2 (BF), com propriedades mecânicas e composição química definidas. A-500 Tubos para uso estrutural em vários graus de matéria prima, com propriedades mecânicas definidas. BS 4474 Tubos estruturais fabricados a partir da matéria prima laminada a quente. ASTM A-214 Tubos com composição química definida para trocadores de calor e condensadores. ASTM A-178 Tubos para caldeiras, superaquecedores e vasos de pressão, em vários graus de matéria prima.. Os requisitos de propriedades mecânicas não se aplicam a tubos de diâmetro interno menor que 3,2 mm e espessura de parede menor que 0,4 mm. DIN 1626 Tubos sujeitos a requisitos especiais, para pressões máximas definidas e temperaturas de trabalho de até 300 graus C, com composições químicas definidas. DIN 1628 Tubos de alta performance, normalmente sem limite de pressão de trabalho, porém, deve ser usado a temperatura de no máximo 300 graus C., com composições químicas definidas. NFA 49-643 Tubos comerciais de qualidades 1 (não decapados) e 2 (decapados) e nas tolerâncias classes 1 e 2 , com composições químicas definidas e seções (para classes): - Redonda - Quadrada - Retangular B. Precisão São utilizados onde é necessário precisão dimensional e/ou boa qualidade superficial. DIN 2393 Tubos de precisão interna e externa, com composições químicas e propriedades mecânicas definidas, nos graus de qualidade A,B ou C. Podem ainda ser fornecidos nos estados BK (sem tratamento térmico após a última de formação a frio), BKW (pequeno passe de trefila após o último tratamento térmico), GBK (recozido em atmosfera controlada) ou NBK (normalizado em atmosfera controlada). DIN 2394 Tubos de precisão externa, com composições químicas e propriedades mecânicas definidas e nos graus de qualidade A, B ou C. Podem ainda ser fornecidos nos estados BKM (sem tratamento térmico após a calibração), GBK (recozidos em atmosfera controlada) ou NBK (normalizado em atmosfera controlada). DIN 2395 Tubos de precisão para uso geral, nas seções quadradas e retangulares, com composições químicas definidas e nos graus de qualidade A ou B. Podem ainda ser fornecidos nos estado M (sem tratamento após o bitolamento), BKM (como o M, porém brilhante) ou para o grau B pode ser também NBK (recozido em atmosfera controlada). NBR 5599 Tubos de precisão interna e externa, com composições químicas e propriedades mecânicas definidas, e em vários graus de matéria prima. Podem ainda ser fornecidos nos estados TD (Trefilado Duro), TM (Trefilado Macio), RB (Recozido Branco), RD (Recozido Decapado), NB (Normalizado Branco) e ND (Normalizado Decapado). C. Condução São utilizados para condução de gazes e líquidos não corrosivos e sólidos em suspensão. As normas de tubos de condução que realmente são mais utilizados estão destacados em itálico. Vide também fluxogramas com processo de fabricação de tubos de condução preto com ponta biselada (sem rosca, próprio para soldagem ou posterior roscamento) ou galvanizado com ponta roscada e luva. ASTM A-135 Tubos de condução nos graus A e B, com composição química e propriedades mecânicas definidas. Sendo o de grau A apto a ser dobrado ou flangeado. São normalmente fornecidos no SHC 10, com diâmetro nominal variando de 3/4 a 5". Pode ser fornecido com extremidades lisas, chanfradas ou com rosca (com ou sem luva). Page 2 of 7Tubos Aco 19/5/2009http://www.pipesystem.com.br/Artigos_Tecnicos/Tubos_Aco/body_tubos_aco.html 1 25 33,40 33,70 33,70 33,70 33,40 1 1/4 32 42,20 42,40 42,40 42,40 42,16 1 1/2 40 48,30 48,30 48,30 48,30 48,26 2 50 60,30 60,30 60,30 60,30 60,32 2 1/2 65 73,00 76,10 76,10 76,10 73,03 3 80 88,90 88,90 88,90 88,90 88,90 3 1/2 90 101,60 101,60 101,60 101,60 101,60 4 100 114,30 114,30 114,30 114,30 114,30 5 125 141,30 139,70 139,70 139,70 141,30 6 150 168,30 165,10 165,10 165,10 168,28 DIÂMETRO EXTERNO (mm) para eletrodutos de aço DIAMETRO NOMINAL TAMANHO NOMINAL NBR 5597 NBR 5598 ANSI C 80 1/8 6 ¼ 8 3/8 10 17,1 17,2 17,1 ½ 15 21,3 21,3 21,3 ¾ 20 26,7 26,9 26,7 1 25 33,4 33,7 33,4 1 1/4 32 42,2 42,4 42,2 1 1/2 40 48,3 48,3 48,3 2 50 60,3 60,3 60,3 2 1/2 65 73,0 76,1 73,0 3 80 88,9 88,9 88,9 3 1/2 90 101,6 101,6 101,6 4 100 114,3 114,3 114,3 5 125 141,3 139,7 141,3 6 150 168,3 165,1 168,3 Schedule é a denominação dada ao resultado arredondado a dezena calculado pela fórmula: SCH = P / S onde P é a pressão de trabalho do tubo e S é a tensão (pressão) correspondente a 60% do limite de escoamento do material a 20 Graus C. Portanto para um mesmo diâmetro externo de um tubo de condução, quanto maior o SCH maior a espessura de parede em relação ao seu diâmetro. O Schedule define, portanto, a espessura de parede do tubo de condução, sendo que os valores estabelecidos para cada Schedule (espessura) nos vários diâmetros são tabulados e convencionados nas normas correspondentes (para maiores informações sobre SCH veja também o Boletim Técnico número 3 da Engenharia de Aplicação). Por exemplo, os tubos das normas americanas (carbono - ASTM), seguem o padrão definido na norma ANSI B 36.10 (a norma brasileira NBR 5590 também segue este padrão). Nas normas européias (DIN, BS e outras), bem como nas normas brasileiras (ABNT) não é comum a designação das espessuras em Schedule e sim conforme recomendação da ISSO (INTERNACIONAL STANDARDZATION ORGANIZATION) que estabelece classes de espessuras, que são definidas conforme tabela de cada norma. Por exemplo, na NBR 5580 temos classes leve, média e pesada. A tabela a seguir fornece a espessura de parede dos tubos em função do diâmetro nominal (em polegadas) e o Schedule. DIAMETRO NOMINAL SCH 40 SCH 80 1/8 1,73 2,41 ¼ 2,24 3,02 Page 5 of 7Tubos Aco 19/5/2009http://www.pipesystem.com.br/Artigos_Tecnicos/Tubos_Aco/body_tubos_aco.html 3/8 2,31 3,20 ½ 2,77 3,73 ¾ 2,87 3,91 1 3,38 4,55 1 1/4 3,56 4,85 1 1/2 3,68 5,08 2 3,91 5,54 2 1/2 5,16 7,01 3 5,49 7,62 3 1/2 5,74 8,08 4 6,02 8,56 5 6,55 6 7,11 Page 6 of 7Tubos Aco 19/5/2009http://www.pipesystem.com.br/Artigos_Tecnicos/Tubos_Aco/body_tubos_aco.html Tubos Aco Page 7 0f7 FLUXOGRANA DE PRODUÇÃO — TUBOS PETROLIFEROS sobe Autor: Eng" Ciro de Tolado Piza Tebecherani É permitida a reprodução total ou parcial deste artigo, desde que citada a fonte é o autor Para maiores informações entrar em contato com ciropizadiosite.com br CLIQUE aqui ! http://www .pipesystem.com.br/Artigos Tecnicos/Tubos Aco/body tubos aco.html 19/5/2009