Um breve guia para diferentes tipos de tubos de aço carbono

Classificações de tubos de aço carbono

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O material, diâmetro, espessura de parede e qualidade de um serviço específico determinam o processo de fabricação de tubos. A tubulação de aço carbono é classificada de acordo com os métodos de fabricação da seguinte forma:

  • desatado
  • Solda por resistência elétrica (ERW)
  • Solda por arco submerso em espiral (SAW)
  • Solda por arco submerso duplo (DSAW)
  • Solda de forno, solda de topo ou solda contínua

Tubo de aço sem costura

Tubos sem costura são formados perfurando uma haste de aço sólida, quase fundida, chamada de tarugo, com um mandril para produzir um tubo sem costuras ou juntas. A figura abaixo descreve o processo de fabricação de tubos sem costura.

Tubo de aço ERW

O tubo ERW é feito de bobinas que são curvadas longitudinalmente por meio de rolos formadores e uma seção fina de rolos que une as extremidades da bobina para criar um cilindro.

As extremidades passam por um soldador de alta frequência que aquece o aço a 2600 °F e aperta as extremidades para formar uma solda de fusão. A solda é então tratada termicamente para remover tensões de soldagem, e o tubo é resfriado, dimensionado para o OD adequado e endireitado.

O tubo ERW é produzido em comprimentos individuais ou contínuos e, então, cortado em comprimentos individuais. É fornecido de acordo com ASTM A53, A135 e API Specification 5L.

ERW é o processo de fabricação mais comum devido ao seu baixo investimento inicial em equipamentos de fabricação e sua processabilidade na soldagem de diferentes espessuras de parede.

O tubo não é totalmente normalizado após a soldagem, produzindo assim uma zona afetada pelo calor em cada lado da solda, o que resulta em não uniformidade de dureza e estrutura de grãos, tornando o tubo mais suscetível à corrosão.

Portanto, o tubo ERW é menos desejável do que o tubo SMLS para manuseio de fluidos corrosivos. No entanto, ele é usado em instalações de produção de petróleo e gás e linhas de transmissão para 26″ (660,4 mm) OD e linhas mais proeminentes após expansão normalizada ou a frio.

Tubo de aço SSAW

Tiras de metal torcidas formam o tubo soldado em espiral em um formato espiral, semelhante ao barbeiro e à soldagem, onde as bordas se juntam para formar uma costura. Devido às suas paredes finas, esse tipo de tubo é restrito a sistemas de tubulação que usam baixas pressões.

Tubo SAW ou DSAW?

Tubos SAW e DSAW são produzidos a partir de placas (skelp's), skelp's são formados em um "U" e t "e" um "O" e t "e" soldados ao longo da costura reta (SS) ou torcidos em uma hélice e então soldados ao longo da costura espiral (SW). A junta de topo longitudinal DSAW usa duas ou mais passagens (uma interna) protegidas por materiais fusíveis granulares onde a pressão não é usada.

DSAW é usado para tubos maiores que 406,4 mm nominais. SAW e DSAW são expandidos a frio mecanicamente ou hidraulicamente e fornecidos de acordo com as Especificações ASTN A53 e A135 e Especificação API 5L. Eles são fornecidos em tamanhos de 16″ (406,4 mm) OD a 60″ (1524,0 mm) OD.

Tubo de aço LSAW

LSAW (LSAW) em chapas de folhetos é matéria-prima, e a chapa de aço no molde ou pressão da máquina de moldagem (volume) geralmente é soldagem a arco submerso de dupla face e alargamento da produção.

Uma ampla gama de especificações de produtos acabados, tenacidade de solda, flexibilidade, uniformidade e densidade, com grande diâmetro, espessura de parede, resistência a alta pressão, resistência à corrosão em baixa temperatura, etc. Tubos de aço são necessários para construir oleodutos e gasodutos de longa distância de alta resistência, alta tenacidade e alta qualidade, principalmente LSAW de parede espessa e grande diâmetro.

Disposições padrão API, nos oleodutos e gasodutos de grande escala, quando 1, áreas de Classe 2 através da zona alpina, o fundo do mar, a área densamente povoada da cidade, LSAW só aplicou moldes específicos.

A diferença entre tubos de aço laminados a quente e laminados a frio

Tubo de aço sem costura laminado a quente vs. laminado a frio/trefilado

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Introdução

Em indústrias como petróleo e gás, petroquímica, engenharia offshore e fabricação de máquinas, a escolha entre tubo de aço sem costura laminado a quente e tubo de aço sem costura laminado a frio/trefilado desempenha um papel crítico na determinação do desempenho, durabilidade e eficiência de custos de equipamentos e projetos. Com requisitos exigentes de precisão dimensional, propriedades mecânicas e durabilidade, escolher o tipo certo de tubo que se adapte a aplicações específicas e desafios ambientais é essencial.

Este guia fornecerá uma comparação aprofundada de tubos de aço sem costura laminados a quente e tubos de aço sem costura laminados a frio/trefilados, destacando os processos de fabricação, propriedades mecânicas e casos de uso típicos para cada um. O objetivo é ajudar você a tomar decisões informadas que atendam às necessidades do seu projeto.

Compreendendo tubos de aço sem costura

Antes de discutir as diferenças entre laminado a quente e tubos de aço sem costura laminados a frio/trefilados, é importante entender o que são tubos de aço sem costura.

Tubos de aço sem costura são fabricados sem soldagem, adicionando resistência e uniformidade. Isso os torna ideais para aplicações de alta pressão, como gasodutos, poços de petróleo e sistemas hidráulicos. Sua construção sem emendas minimiza o risco de vazamento e fornece resistência superior à corrosão e ao estresse mecânico.

Agora, vamos examinar a diferença entre laminado a quente e laminado a frio/trefilado processos e seu impacto no produto final.

Processo de fabricação: Tubo de aço sem costura laminado a quente vs. laminado a frio/trefilado

Tubos de aço sem costura laminados a quente

A laminação a quente envolve o aquecimento do tarugo de aço acima de sua temperatura de recristalização (tipicamente acima de 1.000 °C). O tarugo é então perfurado e laminado no formato de um tubo por meio de um conjunto de rolos. Após a formação, o tubo laminado a quente é resfriado à temperatura ambiente, o que pode levar a pequenas variações no formato e no tamanho.

O processo é mais rápido e eficiente para produzir tubos de grande diâmetro, mas o produto final normalmente requer tratamento adicional se forem necessárias tolerâncias e acabamentos de superfície mais rigorosos.

Tubos de aço sem costura laminados a frio/trefilados

A laminação a frio ou trefilação a frio começa com um tubo laminado a quente que passa por processamento adicional em temperatura ambiente. Durante a laminação a frio ou trefilação a frio, o tubo de aço é passado por uma matriz ou trefilado sobre um mandril, o que reduz seu diâmetro e espessura. Esse processo resulta em um acabamento de superfície mais refinado e tolerâncias dimensionais mais rígidas.

O processo de laminação a frio/trefilação aumenta a resistência do tubo por meio do endurecimento por deformação, produzindo tubos com propriedades mecânicas superiores, como maior resistência à tração e melhor resistência à deformação.

Diferenças críticas: tubos de aço sem costura laminados a quente e laminados a frio/trefilados

Os dois tipos de tubos sem costura oferecem vantagens diferentes, dependendo da aplicação. Aqui está uma análise das diferenças críticas nas propriedades:

1. Resistência e durabilidade

  • Devido às altas temperaturas em que são formados, os tubos de aço sem costura laminados a quente têm uma resistência ao escoamento e dureza relativamente baixas. Eles são tipicamente menos intensos, mas mais dúcteis, tornando-os adequados para aplicações onde a flexibilidade e a resistência a cargas de choque são essenciais, como componentes estruturais ou tubulações de baixa pressão.
  • Devido ao processo de trabalho a frio, tubos de aço sem costura laminados/trefilados a frio são mais robustos e mais complexos. Sua maior resistência à tração os torna adequados para aplicações de alta pressão, como sistemas hidráulicos, trocadores de calor e componentes de engenharia de precisão, onde resistência e tolerâncias rígidas são críticas.

2. Acabamento de superfície

  • Tubos laminados a quente geralmente têm um acabamento de superfície áspero e escamado, que pode exigir usinagem ou tratamento adicional se uma superfície lisa for necessária. A formação de escamas resulta do resfriamento à temperatura ambiente, o que é aceitável em muitas aplicações estruturais, mas inadequado para aplicações que exigem um acabamento suave e estético.
  • Tubos laminados a frio/trefilados, por outro lado, têm um acabamento de superfície muito mais suave devido à ausência de incrustações de alta temperatura. Isso os torna uma escolha preferida para componentes que exigem excelente qualidade de superfície, como na fabricação de máquinas e indústrias automotivas.

3. Precisão dimensional

  • Devido ao processo de fabricação em alta temperatura, tubos de aço sem costura laminados a quente tendem a ter tolerâncias dimensionais mais frouxas. Embora possam ser usados em aplicações onde a precisão não é primordial, são menos adequados para projetos que exigem dimensionamento exato.
  • Tubos de aço sem costura laminados a frio/trefilados oferecem precisão dimensional superior com tolerâncias muito mais rígidas. Isso é crítico em aplicações como cilindros hidráulicos, máquinas de precisão e sistemas de tubulação onde os encaixes devem ser exatos para evitar vazamentos ou falhas.

4. Propriedades mecânicas

  • Tubos laminados a quente são mais maleáveis e facilmente soldáveis, tornando-os ideais para aplicações em que a flexibilidade é mais importante do que a resistência, como construção ou transmissão de gás de baixa pressão.
  • Tubos laminados a frio/trefilados exibem maior resistência mecânica e tenacidade, tornando-os mais adequados para ambientes de alta pressão, como usinas de energia, processamento químico e refinarias de petróleo e gás. Eles podem suportar estresse e pressão significativos sem deformar.

5. Considerações de custo

  • Tubos sem costura laminados a quente são geralmente mais econômicos para produzir, especialmente para aplicações de grande diâmetro. Se a eficiência de custo for uma preocupação primária e o projeto não exigir tolerâncias apertadas ou alta qualidade de superfície, tubos laminados a quente podem ser a melhor opção.
  • Tubos sem costura laminados a frio/trefilados são mais caros devido ao processamento adicional necessário para atingir maior resistência, precisão e acabamento. No entanto, para projetos de alta precisão ou aqueles que envolvem sistemas de alta pressão, o custo adicional é justificado pelos benefícios de desempenho.

Formulários

Diferentes indústrias têm requisitos variados para tubos de aço sem costura, e a escolha entre laminados a quente e laminados a frio/trefilados depende dessas demandas específicas.

Indústria de Petróleo e Gás

Tubos sem costura laminados a quente são frequentemente usados para oleodutos de transmissão de baixa pressão no setor de petróleo e gás. Em contraste, tubos laminados a frio/trefilados são preferidos para sistemas de tubulação de alta pressão, como aqueles usados em plataformas de perfuração offshore ou equipamentos de fraturamento hidráulico.

Petroquímicos

A indústria petroquímica requer tubos com resistência à corrosão e resistência mecânica excepcionais. Em ambientes altamente corrosivos, tubos laminados a frio/trefilados tubos sem costura são comumente escolhidos para trocadores de calor, vasos de pressão e sistemas de tubulação.

Fabricação de máquinas

Tubos de aço sem costura laminados a frio/trefilados são preferidos em fabricação de máquinas devido à sua alta precisão, resistência e acabamento de superfície lisa. Eles são frequentemente usados em cilindros hidráulicos, componentes automotivos, e outras máquinas críticas onde tolerâncias rigorosas e alta resistência são essenciais.

Engenharia Offshore

Projetos de engenharia offshore, incluindo instalações submarinas, exigem tubos que suportem condições ambientais adversas, incluindo corrosão causada pela água salgada e pressões extremas. Tubos laminados a frio/trefilados com propriedades mecânicas aprimoradas e precisão dimensional são normalmente preferidos nessas configurações, especialmente em componentes críticos como sistemas de elevação e linhas de fluxo.

Resolvendo desafios comuns

Selecionar tubos adequados para aplicações específicas pode resolver muitos desafios comuns em setores como petróleo, gás, petroquímicos e fabricação de máquinas.

Desafio 1: Precisão dimensional

Tubos de aço sem costura laminados a frio/trefilados são altamente recomendados em aplicações onde medições precisas são vitais, como sistemas hidráulicos ou máquinas de precisão. Suas tolerâncias apertadas e acabamento de superfície refinado minimizam o risco de erros de encaixe e vazamentos potenciais.

Desafio 2: Qualidade da superfície

Laminado a frio/tubos desenhados geralmente fornecem uma superfície lisa e polida sem pós-processamento adicional para aplicações que exigem acabamentos de alta qualidade, como peças automotivas ou equipamentos médicos.

Desafio 3: Força sob pressão

Laminado a frio/trefilado tubos sem costura são ideais para ambientes de alta pressão. Sua força superior e resistência à deformação garantem que eles podem suportar as tensões mecânicas significativas encontradas em aplicações como extração de petróleo ou processamento químico.

Desafio 4: Gestão de Custos

Suponha que o orçamento do projeto seja uma preocupação primária, e tolerâncias apertadas não sejam críticas. Nesse caso, tubos de aço sem costura laminados a quente oferecem uma solução econômica, especialmente em aplicações estruturais de larga escala ou de baixa pressão.

Conclusão: Escolhendo o tubo de aço sem costura certo

Tubos de aço sem costura laminados a quente e tubos de aço sem costura laminados a frio/trefilados têm seu lugar em várias indústrias, dependendo dos requisitos específicos do projeto. Tubos laminados a quente são ideais para aplicações que priorizam custo-benefício e flexibilidade, enquanto tubos laminados a frio/trefilados oferecem maior resistência, precisão e qualidade de superfície.

Ao escolher entre os dois, considere os principais fatores, como resistência mecânica, precisão dimensional, acabamento de superfície e custo para garantir desempenho e longevidade ideais em sua aplicação. Cada tipo de tubo sem costura atende a um propósito único, e a escolha certa pode melhorar significativamente a eficiência e a confiabilidade do seu projeto.

Introdução do tubo de linha revestido 3LPE

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Introdução

Os materiais básicos de 3Tubo de linha revestido com LPE incluem tubos de aço sem costura, tubos de aço soldados em espiral e tubos de aço soldados com costura reta. Revestimentos anticorrosivos de polietileno de três camadas (3LPE) são amplamente usados na indústria de oleodutos por sua boa resistência à corrosão, resistência à permeabilidade ao vapor de água e propriedades mecânicas. Revestimentos anticorrosivos 3LPE são cruciais para a vida útil de oleodutos enterrados. Alguns oleodutos do mesmo material são enterrados no subsolo por décadas sem corrosão, enquanto outros vazam em alguns anos. O motivo é que eles usam revestimentos diferentes.

Estrutura do tubo de linha revestido de 3LPE

Revestimentos anticorrosivos 3PE geralmente consistem em três camadas: a primeira camada é pó epóxi (FBE) >100um, a segunda camada é adesivo (AD) 170~250um, e a terceira camada é polietileno de alta densidade (HDPE) 1,8-3,7mm. Na operação real, os três materiais são misturados e fundidos, e processados para torná-los firmemente ligados ao tubo de aço para formar um excelente revestimento anticorrosivo. Os métodos de processamento são geralmente divididos em dois tipos: tipo de enrolamento e tipo de luva de matriz de anel.

O revestimento anticorrosivo de tubos de aço 3LPE (revestimento anticorrosivo de polietileno de três camadas) é um novo tipo de revestimento anticorrosivo de tubos de aço que combina habilmente o revestimento anticorrosivo 2PE europeu com o revestimento FBE amplamente usado na América do Norte. Ele é reconhecido e usado internacionalmente há mais de dez anos.

A primeira camada do tubo de aço anticorrosivo 3LPE é um revestimento anticorrosivo de pó epóxi, a camada intermediária é um adesivo copolímero com grupos funcionais ramificados e a camada superficial é um revestimento anticorrosivo de polietileno de alta densidade.

O revestimento anticorrosivo 3LPE combina a alta impermeabilidade e propriedades mecânicas da resina epóxi e do polietileno. Até agora, ele foi reconhecido como o melhor revestimento anticorrosivo com o melhor desempenho do mundo e tem sido usado em muitos projetos.

Vantagens do tubo de linha revestido com 3LPE

Tubos de aço comuns sofrerão corrosão severa em ambientes de uso severo, reduzindo assim a vida útil dos tubos de aço. A vida útil dos tubos de aço anticorrosivos e de isolamento térmico também é relativamente longa, geralmente cerca de 30-50 anos, e a instalação e o uso corretos também podem reduzir o custo de manutenção da rede de dutos. Tubos de aço anticorrosivos e de isolamento térmico também podem ser equipados com um sistema de alarme para detectar automaticamente falhas de vazamento na rede de dutos, captar com precisão a localização da falha e emitir um alarme automaticamente.

Tubos de aço anticorrosivos e isolantes térmicos 3LPE têm bom desempenho de preservação de calor, e a perda de calor é de apenas 25% daquela dos tubos tradicionais. A operação de longo prazo pode economizar muitos recursos e reduzir significativamente os custos de energia. Ao mesmo tempo, ainda tem forte resistência à água e à corrosão. Pode ser enterrado diretamente no subsolo ou na água sem a instalação de uma vala separada, e a construção também é simples, rápida e abrangente. O custo também é relativamente baixo, e tem boa resistência à corrosão e resistência ao impacto em condições de baixa temperatura, e também pode ser enterrado diretamente em solo congelado.

Aplicação de tubos de linha revestidos com 3LPE

Para tubos de aço anticorrosivos 3PE, muitas pessoas só sabem uma coisa, mas não a outra. Sua função é realmente ampla, adequada para abastecimento e drenagem de água subterrânea, pulverização subterrânea, ventilação de pressão positiva e negativa, extração de gás, sprinklers de incêndio e outras redes de tubos. Tubulações de transporte de escória residual e água de retorno para água de processo em usinas termelétricas. Tem excelente aplicabilidade para tubulações de abastecimento de água de sistemas antipulverização e pulverização de água. Invólucros de proteção de cabos para energia, comunicações, estradas, etc. É adequado para abastecimento de água de edifícios altos, redes de tubos de energia térmica, usinas de água, transmissão de gás, transmissão de água subterrânea e outros oleodutos. Oleodutos, indústrias químicas e farmacêuticas, indústrias de impressão e tingimento, tubos de descarga de tratamento de esgoto, tubos de esgoto e projetos anticorrosivos de piscina biológica. Pode-se dizer que os tubos de aço anticorrosivos 3LPE são indispensáveis na aplicação atual e construção de tubos de irrigação agrícola, tubos de poços profundos, tubos de drenagem e outras redes de tubos. Acredito que, por meio da extensão da tecnologia, conquistas mais brilhantes serão alcançadas no futuro.

Se você precisar de qualquer tipo de revestimento anticorrosivo para tubos de aço, como tubos de aço revestidos com tintas de marca internacional 3LPE/FBE/3LPP/LE/AkzoNobel/Hempel/3M/Jotun), etc., sinta-se à vontade para entrar em contato conosco. [email protected].