O tubo ASTM A53 Grau B Tipo E é a especificação de tubo de aço carbono mais amplamente estocada no mundo. Abrange tubos soldados por resistência elétrica (ERW) formados a partir de bobina de aço com solda longitudinal produzida sem metal de adição e é fornecido com acabamento preto ou galvanizado-a quente. Por combinar qualidade de solda confiável, propriedades mecânicas previsíveis e produção econômica, o tubo ERW A53 Grau B é a escolha padrão para tubulação de pressão geral, mecânica e estrutural.
Compreendendo a designação A53
ASTM A53, Especificação Padrão para Tubos, Aço, Preto e Quente-Imergidos, Zincados-Revestidos, Soldados e Sem Costura, usa um sistema de designação compacto. Cada elemento do nome informa ao comprador o que é o tubo e como foi feito.
| Papel | Significado |
|---|---|
| ASTM | ASTM International, o órgão de padronização que emite a especificação |
| A53 | Especificação padrão para tubos de aço com revestimento-de zinco-preto e mergulhado a quente, soldados e sem costura |
| Grau B | Grau de resistência com propriedades mecânicas superiores ao Grau A |
| Tipo E | Soldada por resistência elétrica, formada a partir de bobina e soldada longitudinalmente sem metal de adição |
O tipo E é o tipo solicitado com mais frequência porque a produção de ERW é contínua, uniforme e econômica-em volumes. O forno tipo F soldado de topo e o tipo S sem costura também são cobertos pelo mesmo padrão e compartilham os mesmos níveis de resistência de grau A e grau B.
Requisitos de composição química
A química do Grau B é equilibrada em termos de resistência, soldabilidade e conformabilidade. Os limites abaixo se aplicam à análise térmica do aço.
| Elemento | % máximo | Observação |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.30 | Superior ao Grau A para maior resistência |
| Manganês (Mn) | 1.20 | Adiciona resistência e temperabilidade |
| Fósforo (P) | 0.05 | Controlado para soldabilidade |
| Enxofre (S) | 0.045 | Controlado para resistência |
| Cobre (Cu) | 0.40 | Elemento residual |
| Níquel (Ni) | 0.40 | Elemento residual |
| Cromo (Cr) | 0.40 | Elemento residual |
| Molibdênio (Mo) | 0.15 | Elemento residual |
| Vanádio (V) | 0.08 | Elemento residual |
O baixo limite de carbono e os rígidos controles residuais mantêm a zona de solda dúctil, razão pela qual o tubo ERW A53 Grau B é rotineiramente soldado no campo sem pré-aquecimento sob procedimentos padrão.
Propriedades Mecânicas
| Propriedade | Grau A | Grau B |
|---|---|---|
| Força de rendimento mínimo | 205 MPa (30.000 psi) | 240 MPa (35.000 psi) |
| Resistência mínima à tração | 330 MPa (48.000 psi) | 415 MPa (60.000 psi) |
| Alongamento mínimo em 2 pol. (50 mm) | 30% | 20% |
| Conteúdo típico de carbono, máx. | 0.25% | 0.30% |
O Grau B é a seleção padrão para serviços de pressão porque oferece aproximadamente 17% mais resistência ao escoamento do que o Grau A, com custo químico quase idêntico. O grau A permanece em uso apenas quando uma especificação de projeto mais antiga ou um requisito específico de fabricação assim o exigir.
Como o tubo ERW é fabricado
A produção de ERW começa com bobinas de aço. A bobina é desenrolada, nivelada e-aparada nas bordas e, em seguida,-formada a frio em um formato cilíndrico. A corrente elétrica de alta-frequência aquece as duas bordas até a temperatura de soldagem, e as bordas são pressionadas uma contra a outra para formar uma solda forjada. Nenhum metal de adição é adicionado e a zona de solda é indistinguível do metal base após o processamento adequado. O tubo é então dimensionado, endireitado, cortado no comprimento certo e, quando necessário, tratado termicamente e-galvanizado por imersão a quente.
O processo de-alta frequência substituiu o ERW de-baixa frequência na década de 1970 e eliminou os problemas de corrosão de costura associados ao método mais antigo. As soldas modernas A53 Tipo E são inspecionadas em linha e verificadas pelos testes hidrostáticos ou-não destrutivos exigidos pela norma.
Tamanhos, programações e tolerâncias
A53 cobre tubos de NPS 1/8 a NPS 26, com espessuras de parede definidas pelo número de programação. As programações comerciais comuns são 10, 40, 80, 160 e XXS, e os tubos podem ser encomendados em comprimentos aleatórios simples, aleatórios duplos ou cortados com extremidades lisas, chanfradas ou roscadas.
| Parâmetro | Tolerância | Aplicabilidade |
|---|---|---|
| Diâmetro externo, até 48,3 mm | ±0,40mm | Todos os tipos |
| Diâmetro externo, 60,3 mm e mais | ±1% | Todos os tipos |
| Espessura da parede | ±12,5% do nominal | Tipos S, E e F |
| Peso | ±10% por lote | Pedidos comerciais |
| Retidão | Menor ou igual a 0,3% do comprimento | Comprimentos superiores a 6 m |
Diâmetros maiores além do limite NPS 26 são produzidos como tubos LSAW ou SSAW sob outras normas, como ASTM A252, API 5L ou EN 10217, dependendo da aplicação.
Teste e Inspeção
| Teste | Propósito |
|---|---|
| Teste hidrostático | Verifica a integridade da pressão de cada tubo; a pressão é calculada a partir da fórmula padrão e mantida por pelo menos 5 segundos ou 10 segundos quando especificado |
| Teste de achatamento | Confirma a ductilidade e a integridade da solda do tubo soldado |
| Teste de dobra | Verifica a conformabilidade do tubo NPS 2 e menores |
| Testes não-destrutivos | Exame ultrassônico ou de corrente-parasita aceito como alternativa ao teste hidrostático quando acordado no pedido |
Os certificados de teste de moinho relatam a química térmica, os resultados de tração e a conformidade dos testes para cada lote e são normalmente exigidos para ordens de serviço de pressão.
Aplicações Comuns
| Aplicativo | Detalhe típico |
|---|---|
| Transmissão de petróleo e gás | Linhas de fluxo, linhas de coleta, distribuição de-pressão média |
| Distribuição de água | Abastecimento municipal de água, sistemas de irrigação |
| Proteção contra incêndio | Tubulação de sprinklers, frequentemente galvanizada |
| Linhas de vapor e ar | Vapor de baixa a média-pressão e ar comprimido |
| Uso estrutural | Cercas, corrimãos, andaimes, postes de amarração |
| Tubulação de utilidade geral | Água de processo, sistemas de refrigeração |
A53 Grau B ERW vs Tubo Sem Costura
O tubo sem costura Tipo S é perfurado a partir de um tarugo sólido e não tem solda longitudinal, o que elimina qualquer preocupação com a integridade da costura em serviços cíclicos ou de alta-pressão. É também o tipo A53 permitido em limites de temperatura de código mais altos, geralmente até cerca de 400 graus sob códigos de projeto de pressão, enquanto o Tipo E ERW é normalmente limitado a cerca de 340 graus. De acordo com a ASME B31.3, o fator de eficiência da junta soldada para A53 Tipo E é 0,85, a menos que a costura seja 100% examinada, caso em que o fator sobe para 1,0. Quando um projeto requer classificação de pressão máxima, serviço de temperatura elevada ou serviço ácido, normalmente é especificado um tubo sem costura ou um padrão de pressão dedicado, como ASTM A106 ou API 5L.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre A53 Grau A e Grau B?
O Grau B tem uma resistência ao escoamento mínima de 240 MPa (35.000 psi) e resistência à tração mínima de 415 MPa (60.000 psi), em comparação com 205 MPa (30.000 psi) e 330 MPa (48.000 psi) para o Grau A. O Grau B também permite um limite de carbono ligeiramente mais alto de 0,30% versus 0,25% para o Grau A.
O que significa Tipo E na ASTM A53?
O tipo E identifica tubo soldado por resistência elétrica, formado a partir de bobina de aço com solda longitudinal feita por corrente de alta-frequência e sem metal de adição. É o tipo mais comum devido à sua qualidade uniforme e produção econômica.
O tubo ERW A53 Grau B pode ser usado para serviços de pressão?
Sim. A53 Grau B Tipo E é amplamente utilizado em sistemas de água, ar, vapor e proteção contra incêndio de baixa a média-pressão. De acordo com a ASME B31.3, o fator de eficiência da junta soldada é de 0,85 para a costura ERW, e cada tubo é testado hidrostaticamente na fábrica.
Qual é a diferença entre ASTM A53 e ASTM A106?
A53 cobre tubos soldados e sem costura em acabamento preto e galvanizado para serviços gerais. O A106 cobre apenas tubos de aço carbono sem costura, para serviços de alta-pressão e temperatura, com um envelope de tração e rendimento garantido e química mais compacta. A106 é preferido quando a temperatura projetada excede os limites de A53 ERW.
O tubo A53 está disponível galvanizado?
Sim. O tubo A53 pode ser encomendado preto ou galvanizado-por imersão a quente em todos os três tipos. O tubo galvanizado é padrão para sistemas de sprinklers e linhas de água externas, enquanto o tubo preto é usado onde a linha será pintada, enrolada ou isolada.
Quais tamanhos e horários o A53 cobre?
A53 cobre NPS 1/8 a NPS 26 com programações comerciais 10, 40, 80, 160 e XXS, em comprimentos aleatórios simples, aleatórios duplos ou de corte com extremidades lisas, chanfradas ou rosqueadas.
