Tubo de soldagem por arco submerso longitudinal ASTM A252 Grau 3 (LSAW)
Visão geral básica
O tubo LSAW ASTM A252 Grau 3 é omaior grau de resistênciana especificação ASTM A252 paraestacas de tubos de aço soldados. É umtubo de aço carbonofabricado usando oSoldagem por Arco Submerso Longitudinal (LSAW)processo, projetado especificamente paraaplicações pesadas-de estacas de fundação e suporte estruturalonde a capacidade máxima-de carga é necessária.
Explicação do nome
| Papel | Significado |
|---|---|
| ASTM | ASTM International (Sociedade Americana de Testes e Materiais) |
| A252 | Especificação padrão para estacas de tubos de aço soldados e sem costura |
| 3ª série | Omaior grau de resistênciana especificação ASTM A252 – adequado para aplicações-de carga pesada |
| Soldagem por Arco Submerso Longitudinal (LSAW) | Processo de fabricação – placas de aço são formadas e soldadas ao longo de uma única costura longitudinal reta usando soldagem por arco submerso com adição de metal de adição |
Principais recursos do tubo LSAW ASTM A252 Grau 3
| Recurso | Descrição |
|---|---|
| Tipo de material | Aço de baixo carbono/aço carbono de baixa{0}}liga– fornece excelente tenacidade, ductilidade e soldabilidade |
| Fabricação | LSAW (Soldagem por Arco Submerso Longitudinal)– placas formadas por processos UOE, JCOE ou dobramento por laminação e depois soldadas-por arco submerso nos dois lados |
| Aplicação Primária | Fundações-para estacas pesadas, construção de pontes, estruturas marítimas e aplicações de alta-carga |
| Força de rendimento | 310 MPa (45.000 psi) mínimo |
| Resistência à tracção | 455 MPa (66.000 psi) mínimo |
| Alongamento | 20% mínimo(varia de acordo com a espessura da parede) |
| Diâmetros Típicos (LSAW) | 168 mm a 1820 mm(6" a 72") |
| Espessura típica da parede | 3,4 mm a 80 mm |
| Comprimento | 3m a 32mpadrão; até 70 m disponíveis em alguns fabricantes |
Composição Química (ASTM A252 Grau 3)
| Elemento | Análise de Calor (máx.%) | Análise do Produto (máx.%) | Notas |
|---|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.26 | 0.30 | Baixo carbono para soldabilidade |
| Manganês (Mn) | 1.35 - 1.6 | 1.40 - 1.6 | Fornece força |
| Fósforo (P) | 0.05 - 0.07 | 0.05 - 0.07 | Controle rígido para resistência |
| Enxofre (S) | 0.03 - 0.047 | 0.045 | Controlado para qualidade de solda |
| Silício (Si) | 0,45 máx. | Não especificado | Desoxidante |
Observação:O aço não deve conter mais que 0,050% de fósforo.
Comparação de propriedades mecânicas: classes ASTM A252
| Propriedade | 1ª série | 2ª série | 3ª série |
|---|---|---|---|
| Força de rendimento (min) | 205 MPa (30 ksi) | 240 MPa (35 ksi) | 310 MPa (45 ksi) |
| Resistência à tração (min) | 345 MPa (50 ksi) | 415 MPa (60 ksi) | 455 MPa (66 ksi) |
| Alongamento (min) | 30% | 25% | 20% |
| Força em relação ao Grau 1 | Linha de base | +17% de rendimento | +51% de rendimento |
| Frequência de uso | Aplicativos-de carga leve | Mais comumente usado | Trabalho-pesado, alta-carga |
Fontes:
Processo de fabricação LSAW para ASTM A252 Grau 3
Etapas do processo
| Etapa | Descrição |
|---|---|
| 1. Seleção de Placa | Placas de aço{0}}de alta qualidade são selecionadas de acordo com os requisitos ASTM A252 |
| 2. Preparação de Borda | As bordas da placa são chanfradas para criar uma ranhura em formato de V-para soldagem |
| 3. Formação | As placas são formadas em formatos cilíndricos usando máquinas UOE, JCOE ou dobradeiras de rolos |
| 4. Soldagem por pontos | As placas formadas são soldadas-para manter a forma antes da soldagem final |
| 5. Soldagem por arco submerso | A SAW multi-fio aplica solda interna e, em seguida, solda externa (dupla-face) para penetração total |
| 6. Expansão Mecânica | O tubo pode ser expandido para dimensões precisas para obter tolerâncias restritas |
| 7. Tratamento térmico | Pode passar por tratamento térmico de alívio de tensão quando especificado para melhorar a tenacidade |
| 8. Inspeção e Teste | Testes não-destrutivos, incluindo exame ultrassônico e teste hidrostático |
| 9. Acabamento | Biselamento final (conforme ANSI B16.25), aplicação de revestimento conforme especificado |
Métodos de formação disponíveis
| Método | Descrição | Adequação para a 3ª série |
|---|---|---|
| UOE | Placa prensada em forma de U-, depois em forma de O-, expandida mecanicamente após a soldagem | Adequado – produção de alto-volume |
| JCOE | Etapas progressivas de formação de J-C-O, expandidas após a soldagem | Adequado – alta precisão de conformação |
| RBE (dobragem de rolo) | Placa enrolada progressivamente em cilindro | Adequado para tiragens de produção menores |
Disponibilidade de tamanho
| Parâmetro | Faixa | Notas |
|---|---|---|
| Diâmetro Externo (LSAW) | 168 mm a 1820 mm(6" a 72") | Até 4500 mm disponíveis em alguns fabricantes |
| Espessura da Parede | 3,4 mm a 80 mm | Até 100 mm disponíveis em alguns fabricantes |
| Comprimento | 3m a 32mpadrão;até 70 mdisponível | Comprimentos maiores reduzem a emenda em campo |
| Fim do acabamento | Extremidades lisas, extremidades chanfradas conforme ANSI B16.25 | Chanfrado para padrão de soldagem |
Requisitos de teste e inspeção
| Tipo de teste | Propósito | Exigência |
|---|---|---|
| Análise química | Verifique se a composição atende aos limites ASTM A252 | Por análise de calor |
| Teste de tração | Confirme o rendimento e a resistência à tração | Por lote |
| Teste de achatamento | Verifique a ductilidade | Obrigatório |
| Teste de dobra | Verifique a integridade da solda | Obrigatório |
| Teste Hidrostático | Prova de vazamento-de estanqueidade | Cada tubo testado |
| Exame Ultrassônico | Detectar defeitos internos | 100% da costura de solda quando especificado |
| Exame Radiográfico (raio-X) | Verifique a qualidade da solda | Quando especificado |
| Inspeção Dimensional | Verifique o diâmetro externo, espessura da parede, retilineidade | 100% |
| Teste de Impacto | Verifique a resistência | Quando especificado |
| Inspeção Visual | Condição da superfície, aparência da solda | 100% |
Certificado de teste de moinho:EN 10204 / 3.1B normalmente fornecido
Aplicações do tubo LSAW ASTM A252 Grau 3
A 3ª série é aopção de maior resistênciae é especificado para as aplicações mais exigentes:
| Área de Aplicação | Usos Específicos |
|---|---|
| Construção de pontes | Fundações de estacas do pilar principal, componentes-de suporte de carga principais, grandes suportes de pontes |
| Portos e Estruturas Marinhas | Docas, cais, cais e plataformas offshore que exigem resistência-à corrosão de longo prazo e capacidade de resistir ao impacto da atracação de navios e à erosão das ondas |
| Fundações-de edifícios altos | Fundações profundas para arranha-céus e estruturas pesadas onde é necessária a máxima capacidade de carga |
| Engenharia Civil Pesada | Projetos com condições de solo desafiadoras que exigem capacidade de carga-extra |
| Engenharia Hidráulica | Reforço de barragens, sistemas de drenagem, construção de fundações de centrais hidroeléctricas |
| Condições desafiadoras do solo | Projetos onde condições difíceis do terreno exigem resistência máxima da estaca |
Observação:O grau 3 é selecionado especificamente paraprojetos de infraestrutura em grande-escalacomo pontes, portos e arranha-céus-altos ondecapacidade de suporte-de carga extra e durabilidade máximasão necessários.
Opções de revestimento e proteção
| Tipo de revestimento | Aplicativo |
|---|---|
| Preto(nu) | Acabamento padrão de fresagem, uso interno |
| Verniz/óleo-antiferrugem | Proteção temporária durante o trânsito |
| Pintura preta | Proteção básica contra corrosão |
| FBE (epóxi ligado por fusão) | Proteção contra corrosão para serviços enterrados |
| 3LPE (polietileno de 3 camadas) | Tubulações enterradas, ambientes agressivos |
| Epóxi de alcatrão de carvão | Proteção-para serviços pesados |
| Revestimento betuminoso | Serviço enterrado |
| Galvanizado | Aplicações expostas ao ar livre |
| Proteção catódica | Pode ser aplicado para prolongar a vida útil |
Comparação: Tipos de fabricação ASTM A252
| Aspecto | LSAW (Longitudinal) | ERW | SSAW (espiral) | Sem costura |
|---|---|---|---|---|
| Costura de solda | Costura reta única | Costura reta única | Costura espiral contínua | Sem costura |
| Faixa de diâmetro | 6" a 72"+ | Menor ou igual a 24" típico | 8" a 120"+ | Menor ou igual a 24" típico |
| Espessura da Parede | Até 80mm | Médio | Médio | Grosso disponível |
| Aplicação Típica | Estacas pesadas, fundações, estruturais | Estacas menores | Estacas de grande diâmetro | Aplicações especiais |
| Vantagem Principal | Maior resistência, excelente precisão dimensional | Econômico-para diâmetros pequenos | Diâmetros muito grandes | Características de força uniforme |
Vantagens do tubo LSAW ASTM A252 Grau 3
| Vantagem | Descrição |
|---|---|
| Maior grau de resistência | A 3ª série ofereceforça máximaentre os graus ASTM A252, com resistência ao escoamento 51% maior que o grau 1 |
| Capacidade de carga-superior | Ideal para fundações profundas e aplicações estruturais pesadas que exigem capacidade de carga máxima |
| Excelente tenacidade e resistência ao impacto | Resistente a rachaduras sob estresse, garantindo confiabilidade em ambientes dinâmicos e de alta-carga |
| Capacidade de Grande Diâmetro | O processo LSAW permite a produção de estacas de grande-diâmetro (até 72"+), ideal para grandes projetos de infraestrutura |
| Paredes grossas | Adequado para aplicações que exigem espessura de parede substancial (até 80 mm) |
| Alta Integridade Estrutural | Costura longitudinal única com soldagem dupla-de penetração total-que garante costuras robustas e confiáveis |
| Excelente precisão dimensional | A expansão mecânica atinge tolerâncias rigorosas, garantindo controle preciso sobre as dimensões do tubo |
| Comprimentos flexíveis | Pode produzir estacas longas (até 70 m), reduzindo emendas em campo e melhorando a eficiência da construção |
| Opções de resistência à corrosão | Múltiplas opções de revestimento disponíveis para prolongar a vida útil em ambientes agressivos, incluindo condições marítimas e industriais |
| Soldabilidade | Pode ser soldado ou reparado no-local sem perder a integridade estrutural |
| Resistência Sísmica | Boa flexibilidade e resistência a impactos, adequada para áreas{{0}propensas a terremotos |
Características de desempenho
| Característica | Descrição |
|---|---|
| Alta resistência e dureza | Resistência mínima ao escoamento de 45.000 psi (310 MPa) e resistência à tração de 66.000 psi (455 MPa) |
| Resistência a altas temperaturas | Mantém propriedades mecânicas sob temperaturas elevadas |
| Acabamento de superfície compacto | Superfícies lisas reduzem o atrito durante a instalação e melhoram a estabilidade estrutural |
| Resistência à corrosão | Pode ser aprimorado por meio de revestimento 3PE, revestimento em pó epóxi ou proteção catódica para durabilidade-de longo prazo em condições marítimas, subterrâneas ou industriais |
| Adaptabilidade | Adequado para diversas condições de solo e ambientes geológicos complexos, particularmente condições de solo desafiadoras |
Notas importantes sobre seleção
1. 3ª série vs. outras séries
3ª sérieé oopção de maior resistência, adequado para as aplicações de fundação mais exigentes, incluindo pontes, portos e arranha-céus-altos
Para a maioria das aplicações gerais de fundação,2ª sérieé a escolha padrão
Para aplicativos-de carga leve ou temporários,1ª sériepode ser suficiente
2. Quando escolher ASTM A252 Grau 3 LSAW
Construção de ponte– fundações de pilares principais que exigem capacidade de carga máxima
Estruturas portuárias e marítimas– docas, cais, plataformas offshore
Fundações-de edifícios altos– fundações profundas para arranha-céus
Condições desafiadoras do solo– projetos com terreno difícil que exigem resistência extra
Infraestrutura em grande-escala– onde são necessárias máxima durabilidade e capacidade de carga-de suporte
3. Seleção do Processo de Fabricação
LSAWé preferido para:
Grandes diâmetros (maiores ou iguais a 12")
Aplicações em paredes espessas que exigem alta resistência
Projetos que exigem longos comprimentos de pilha
Aplicações que exigem alta precisão dimensional
Estacas-para serviços pesados que exigem integridade estrutural máxima
4. Proteção contra corrosão
Para estruturas permanentes, especifique o revestimento apropriado com base nas condições ambientais
Ambientes marítimos exigem proteção aprimorada contra corrosão – as opções incluem FBE, 3LPE ou epóxi de alcatrão de carvão
A proteção catódica pode ser aplicada para maior longevidade em ambientes agressivos
Para aplicações portuárias e offshore, a resistência à corrosão é crítica
5. Certificação
Padrão:PT 10204 3.1(testes independentes do fabricante)
Certifique-se de que o certificado de teste do moinho inclua: composição química, propriedades mecânicas, resultados de testes hidrostáticos
Inspeção de terceiros-por SGS, BV e Lloyds comumente aceita para projetos críticos
6. Considerações de projeto
O tubo de aço serve como componente de suporte de carga-permanente ou formando uma casca para estacas de concreto
Os tubos devem passar por testes hidrostáticos, de achatamento e de curvatura para garantir a integridade estrutural
Comprimentos maiores (até 70 m) reduzem emendas em campo e melhoram a eficiência da instalação
Para ambientes marinhos, considere espessura de parede adicional para tolerância à corrosão
7. Comparação com API 5L
ASTM A252 é especificamente paraaplicações de estacas/fundações, não para serviço de pressão
API 5L é paraoleodutos de transmissão de petróleo/gás
O limite de escoamento do A252 Grau 3 (310 MPa) é superior ao API 5L Grau B (241 MPa) e semelhante ao X42 (290 MPa)
As considerações sobre a faixa de temperatura diferem. Consulte as especificações do projeto para requisitos de baixa-temperatura
Conclusão final: Tubo LSAW ASTM A252 Grau 3é opilha de tubos soldados de maior resistência e{0}}diâmetro grandepara as aplicações de fundação mais exigentes. Com limite de escoamento mínimo de45.000 psi (310 MPa) – 51% superior à 1ª série– oferececapacidade máxima-de cargapara projetos de infra-estruturas críticas. O processo de fabricação LSAW permite a produção de tubos a partir de6" a 72" de diâmetrocom espessuras de parede de até80mme comprimentos até70 m, reduzindo significativamente os requisitos de emenda em campo . A classe 3 é a escolha preferida paraconstrução de pontes, instalações portuárias, estruturas marítimas,-arranha-céus e projetos com condições de solo desafiadorasonde a máxima resistência e durabilidade são necessárias. Sua combinação dealta integridade estrutural, excelente tenacidade e opções de resistência à corrosãotorna-o o grau premium no padrão ASTM A252 para as aplicações de engenharia civil mais exigentes.
