Primeiro, características básicas deTubo de aço ASME SA-106Gr.B
1. Normas e Aplicações de Tubos de Aço ASME SA-106Gr.B
O tubo de aço sem costura ASME SA-106Gr.B é produzido de acordo com a norma SA-106/SA-106M da Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME) e é classificado como Grau B. É utilizado principalmente em sistemas de tubulação que operam em ambientes de alta temperatura e alta pressão, como nas indústrias de petróleo, gás, química e energia.
2. Composição química do tubo de aço ASME SA-106Gr.B
Carbono: ≤0,30% (controlado para 0,18%-0,25% em algumas aplicações), garantindo um equilíbrio entre soldabilidade e tenacidade.
Manganês: 0,29% a 1,06% (tipicamente 0,60% a 0,90%), fortalecendo a matriz de ferrita e melhorando a resistência mecânica e ao impacto. Fósforo/Enxofre: ≤0,035%, estritamente limitado para evitar a formação de inclusões e garantir a pureza do material.
Silício: 0,10% a 0,50%, desoxida e aumenta a resistência do aço.
Elementos de liga: Podem ser adicionadas quantidades mínimas de cromo, molibdênio e outros elementos para melhorar a resistência à corrosão e a resistência a altas temperaturas.
3. Propriedades Mecânicas do Tubo de Aço ASME SA-106Gr.B
Resistência à tração: ≥415MPa (≥485MPa exigido em algumas aplicações), capaz de suportar as forças de tração de fluidos de alta pressão.
Limite de escoamento: ≥240MPa, garantindo apenas deformação plástica moderada sob pressão.
Alongamento: ≥22% (≥30% em algumas aplicações), conferindo excelente resistência ao material e amortecendo a energia de impacto.
Resistência a baixas temperaturas: comprovada por testes de impacto, adequada para uso em ambientes extremos que variam de -29°C a 565°C.
Em segundo lugar, os requisitos da norma NACE MR0175.
1. Histórico da Norma: A NACE MR0175 é uma norma desenvolvida pela Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão (NACE). Seu título completo é “Materiais Metálicos Resistentes à Trinca por Tensão de Sulfeto para Equipamentos de Campo Petrolífero”. Em 2003, a norma foi revisada e renomeada para NACE MR0175/ISO 15156, “Indústrias de Petróleo e Gás Natural — Materiais para Uso em Ambientes Contendo H₂S na Produção de Petróleo e Gás”.
2. Limites de composição química:
- Teor de enxofre: Para produtos sem costura, o teor de enxofre não deve exceder 0,01%; para produtos laminados (chapas de aço), o teor de enxofre não deve exceder 0,003%; para produtos forjados, o teor de enxofre deve ser inferior a 0,025%. A redução do teor de enxofre no aço pode aumentar a resistência à corrosão sob tensão por sulfetos.
- Teor de fósforo: Geralmente, o teor de fósforo deve ser ≤ 0,020%. Teores excessivos de fósforo podem reduzir a tenacidade e a resistência à corrosão do aço. – Teor de carbono: O teor de carbono geralmente deve ser ≤ 0,10%. Teores excessivamente altos de carbono aumentam a dureza do aço e reduzem sua tenacidade, tornando-o menos resistente à corrosão sob tensão por sulfeto.
- Teor de níquel: O teor de níquel no aço carbono e no aço de baixa liga é inferior a 1%. Um teor excessivamente alto de níquel pode aumentar a suscetibilidade do aço à fissuração por corrosão sob tensão induzida por sulfeto.
3. Propriedades mecânicas e dureza.
- Dureza: A dureza do aço carbono e do aço de baixa liga não deve exceder 22 HRC (dureza Rockwell). As peças forjadas produzidas de acordo com a norma ASTM A105 não devem exceder 187 HBW (dureza Brinell); para ASTM A234 WPB e WPC, a dureza não deve exceder 197 HBW (dureza Brinell). A dureza máxima da zona de solda não deve exceder 250 HV (dureza Vickers) ou 22 HRC (dureza Rockwell).
- Resistência: A resistência à tração e o limite de escoamento devem ser compatíveis com os de tubos de aço em geral, de acordo com as normas pertinentes, e devem atender aos requisitos de propriedades mecânicas em condições reais de serviço.
4. Tratamento térmico e processo de fabricação.
O material base deve ser aço não usinável e estar em uma das seguintes condições de tratamento térmico: laminação a quente (somente aço carbono), recozimento, normalização, normalização e revenido, austenitização, têmpera e revenido. Aços carbono e aços de baixa liga devem ser submetidos a tratamento térmico de alívio de tensões (temperatura não inferior a 595 °C) após laminação, forjamento a frio ou outros processos de fabricação que resultem em deformação permanente da fibra externa superior a 5%. No entanto, conexões de linha trabalhadas a frio de acordo com as normas ASTM A53 B, ASTM A106 B, API 5L X42 ou equivalentes não requerem tratamento térmico se a deformação a frio não exceder 15% e a dureza não exceder 197 HBW.
Terceiro, a integração do tubo de aço ASME SA-106Gr.B com a norma NACE MR0175.
1. Ajuste da composição química: Para atender ao padrão NACE MR0175, o tubo de aço ASME SA-106Gr.B deve reduzir ainda mais os teores de enxofre e fósforo e controlar os teores de elementos como carbono e níquel para melhorar a resistência à fissuração por corrosão sob tensão induzida por sulfeto.
2. Verificação das propriedades mecânicas: As propriedades mecânicas do tubo de aço, como resistência à tração, limite de escoamento, alongamento e tenacidade a baixas temperaturas, são verificadas por meio de ensaios de tração e impacto para garantir a estabilidade em ambientes contendo H₂S.
3. Controle de dureza: A dureza do tubo de aço é rigorosamente controlada para garantir que não exceda 22 HRC (dureza Rockwell), a fim de reduzir o risco de fissuração por corrosão sob tensão induzida por sulfeto.
4. Tratamento térmico e otimização do processo de fabricação: De acordo com os requisitos da norma NACE MR0175, o tubo de aço passa por tratamento térmico adequado (como recozimento, normalização e revenimento) para eliminar tensões internas, ajustar a dureza e melhorar a microestrutura. Ao mesmo tempo, o processo de fabricação é otimizado para evitar deformações excessivas durante o processamento e reduzir a concentração de tensões.
Data da publicação: 23/09/2025