O que é tubo de aço 20#
A designação 20#, lida como 20 hao, é o tipo de aço carbono chinês com um teor nominal de carbono de cerca de 0,20%. A classe é especificada em GB/T 699 para barras e é entregue como tubo sem costura sob GB/T 8163 para transporte de fluidos, com variantes de caldeira e serviço de pressão cobertas por GB 3087 e GB 5310. Sua resistência ao escoamento mínima típica é de 245 MPa com uma resistência à tração na faixa de 410 a 530 MPa.
Quimicamente e mecanicamente, o grau está próximo da ASTM A106 Grau B e da EN 10216-1 P235GH, razão pela qual o tubo 20# é amplamente aceito internacionalmente para linhas de água, vapor, óleo e gás onde a corrosão é controlada por revestimento ou inibidores.
Tabela de comparação
| Material | Força de rendimento mínimo | Temperatura de serviço | Resistência à corrosão | Custo relativo |
|---|---|---|---|---|
| tubo de aço carbono 20# | 245 MPa | Adequado para serviços de vapor e água quente, inadequado para serviços de longo-prazo acima de 400 graus C | Ruim, sem revestimento ou inibição | Linha de base |
| Tubulação de aço estrutural Q355B | 355 MPa para espessuras de até 16 mm | Comparável ao aço carbono, com melhor resistência-a baixas temperaturas | Ruim sem revestimento | Moderadamente superior a 20# |
| tubo de aço inoxidável 304 | 205 MPa | Criogênico a temperatura elevada dentro dos limites do código | Muito bom na maioria das águas e produtos químicos suaves | Várias vezes o custo de 20# |
| Tubo de plástico PVC | Não aplicável, classificado por classe de pressão | Limitado a cerca de 60 graus C | Bom em água e muitos produtos químicos diluídos | Menor para diâmetros pequenos |
| tubo de alumínio 6061-T6 | Mínimo de 240 MPa conforme ASTM B241 | Adequado para temperaturas baixas e moderadas | Bom, protegido por uma película de óxido natural | Superior a 20# por tonelada |
Os valores indicados para o aço e o alumínio são mínimos especificados nas normas relevantes; a classificação prática do custo varia de acordo com o diâmetro, a espessura da parede, o ciclo de mercado e a quantidade de proteção de superfície necessária.
Consequências de resistência, peso e design
Q355B, conhecido pela designação anterior Q345 e padronizado em GB/T 1591, oferece um limite de escoamento aproximadamente 40% maior que 20#. Isso permite uma parede mais fina para a mesma carga, o que reduz o peso do tubo e, em aplicações estruturais e mecânicas, pode compensar o seu preço mais elevado por tonelada. A desvantagem-é a soldagem: classes de resistência mais altas têm um equivalente de carbono mais alto, portanto o pré-aquecimento e o controle da entrada de calor tornam-se parte do procedimento qualificado.
O alumínio tem aproximadamente um terço da densidade do aço, cerca de 2,7 gramas por centímetro cúbico, o que é importante no manuseio de equipamentos, componentes de veículos e estruturas onde o peso domina o design. Seu limite de escoamento mínimo de 240 MPa de acordo com ASTM B241 para 6061-T6 é próximo ao do aço 20#, portanto, a rigidez e o comportamento de flambagem, e não apenas a resistência, geralmente decidem a comparação.
Corrosão, temperatura e vida útil
O aço 20# em um ambiente úmido ou enterrado requer proteção como polietileno de três{1}}camadas, revestimento de epóxi, galvanização-por imersão a quente ou proteção catódica; desprotegido, sua vida útil é limitada pela corrosão geral.
O aço inoxidável 304 resiste à corrosão atmosférica e à água através de uma película passiva de óxido de cromo e não precisa de revestimento adicional na maioria dos ambientes internos e de processo.
O tubo de PVC resiste à água e a muitos produtos químicos diluídos, mas sua classificação de pressão cai drasticamente à medida que a temperatura aumenta e torna-se inadequado acima de aproximadamente 60 graus C.
O alumínio forma uma película protetora de óxido que lhe confere boa durabilidade atmosférica, mas não é adequado para álcalis fortes ou para ambientes contendo cloreto-em combinação com aço, a menos que o par bimetálico seja gerenciado.
A temperatura costuma ser o fator decisivo: o aço carbono lida com vapor e fluidos de processo quentes que destruiriam o PVC, enquanto o aço inoxidável cobre as tarefas corrosivas ou higiênicas que o aço carbono não consegue.
Soldagem, união e custo de propriedade
O aço 20# solda facilmente com enchimentos de aço carbono, como ER70S-6 para soldagem a gás de tungstênio e arco de metal a gás, eletrodos E7018 para soldagem a arco de metal blindado e as combinações correspondentes de arco submerso; o pré-aquecimento é necessário apenas para seções espessas ou baixa temperatura ambiente.
O Q355B requer um procedimento qualificado com entrada de calor controlada e, para paredes mais espessas, pré-aquecimento para evitar fissuras a frio.
O aço inoxidável 304 requer enchimentos de aço inoxidável como ER308L, baixa entrada de calor, ferramentas limpas e limpeza pós{2}}soldagem, o que aumenta o custo de fabricação.
Os tubos de PVC são unidos por cimentação com solvente ou fusão de topo, o que é rápido para diâmetros pequenos, mas produz uma classe de pressão limitada pela temperatura.
O alumínio requer procedimentos dedicados, proteção contra gás inerte e consumíveis, e não pode ser unido ao aço sem um detalhe de transição ou isolamento.
O custo total de propriedade deve incluir proteção de superfície, manutenção e substituição, e não apenas o preço de compra; o aço carbono mais um sistema de revestimento costuma ser a escolha mais econômica para tarefas de grande-diâmetro, baixa-corrosão e o aço inoxidável vence onde o acesso para manutenção é difícil.
Perguntas frequentes
P: O que é tubo de aço 20#?
É um tubo de aço carbono chinês com um teor nominal de carbono de cerca de 0,20%, normalmente fornecido de acordo com GB/T 8163 com um limite de escoamento mínimo de 245 MPa e amplamente utilizado para serviços de água, vapor, petróleo e gás.
P: O aço 20# é igual ao ASTM A106 Grau B?
Eles são estreitamente comparáveis em química e resistência, mas não em especificações idênticas; portanto, o grau equivalente deve ser confirmado no certificado de material aplicável antes da substituição.
P: Qual é mais forte, aço 20# ou Q355B?
O Q355B é mais forte, com limite de escoamento mínimo de 355 MPa para espessuras de até 16 mm contra 245 MPa para aço 20#, o que permite uma parede mais fina para a mesma carga ao custo de um controle de soldagem mais rígido.
P: O tubo de aço 20 # pode ser usado em vez de aço inoxidável 304?
Somente onde a corrosão é controlada por revestimento, forro ou inibidores. Em serviços úmidos ou quimicamente agressivos, o aço inoxidável 304 tem uma vida útil muito mais longa devido ao seu filme de óxido passivo.
P: Por que o tubo de PVC não substitui o tubo de aço em serviços a quente?
O PVC perde resistência à medida que a temperatura aumenta e geralmente é limitado a cerca de 60 graus C, enquanto o tubo de aço carbono suporta serviços de vapor e água quente com uma capacidade de pressão muito maior.
P: Quando o tubo de alumínio é uma escolha melhor do que o aço 20#?
Quando o baixo peso governa o projeto, como em equipamentos de manuseio ou estruturas de veículos, uma vez que o alumínio tem cerca de um terço da densidade do aço, ao mesmo tempo que oferece uma resistência ao escoamento mínima comparável na condição 6061-T6.
