Definição e especificação padrão
A norma ASTM A53 foi desenvolvida por a Sociedade Americana de Ensaios e Materiais (ASTM) em 1924 e tornou-se um material para a construção, energia e muitos domínios industriais, sendo amplamente utilizado no transporte de água, gás e outros líquidos.
Composição química
Teor de carbono: ≤0.30% (o teor de carbono do tubo sem costura tipo S pode ser de até 0.35%) O teor de carbono afetará diretamente a resistência e a dureza.
Teor de manganês: 0,95-1,20%, a adição de manganês pode melhorar a resistência e aumentar a tenacidade da soldadura.
Limite de fósforo/enxofre: ≤0,05%, o fósforo e o enxofre são impurezas comuns, quanto maior o teor, mais quebradiço.
Propriedades mecânicas
tipo | Resistência à tração (MPa)Resistência ao escoamento (MPa) | |
Grau A | ≥330 | ≥205 |
Grau B | ≥415 | ≥240 |
Tratamento de superfície
O aço preto não tem tratamento de galvanização na sua superfície, mas é normalmente pintado com tinta preta anti-ferrugem.
O tubo galvanizado tem uma camada galvanizada de ≥85μm em sua superfície para melhorar a resistência à corrosão.
(ASTM A53 é essencialmente a mesma que a ASME SA53, sendo esta última uma versão alargada da primeira no domínio das caldeiras e dos recipientes sob pressão).
3 tipos de aço A53
Os três tipos estão divididos por processo de produção, o que afecta diretamente o seu desempenho e custo:
tipo | Processo de produção | Pressão máxima de trabalho | Custo típico ($/ton) |
Tipo S | Extrusão sem costura laminada a quente | 20MPa | 850-1000 |
Tipo E | Soldadura por resistência de alta frequência | 15MPa | 650-800 |
Tipo F | Processo de soldadura em forno contínuo | 5MPa | 450-600 |
Recomendação de seleção:
No domínio do transporte de petróleo e gás, recomenda-se a seleção de tubos sem costura do tipo S, porque os tubos sem costura não têm juntas soldadas, o que é excelente em termos de resistência à compressão e segurança geral, e a parede interior dos tubos sem costura é lisa, o que reduz a fricção do fluido.
Para andaimes em construção, recomenda-se a utilização de tubos soldados do tipo E, que têm resistência suficiente e reduzem os custos em 30%, e são fáceis de instalar e desmontar, o que acelera a eficiência.
Os cinco principais domínios de aplicação do aço A53
1. Oleodutos e gasodutos
Requisitos técnicos: Aplicável ao transporte de fluidos de baixa pressão (≤15MPa), os tubos sem costura Tipo S podem suportar um ambiente de petróleo bruto de 60 ℃ e a taxa de corrosão anual é de apenas 0,02 mm13
Caso típico: O campo petrolífero de Permian Basin, no Texas, EUA, utiliza tubos de aço sem costura ASTM A53 Gr.B como condutas de recolha e transporte
2. Suporte da estrutura do edifício
Cenários aplicáveis: Estruturas de suporte de carga de edifícios comerciais, andaimes, sistemas de condutas subterrâneas e guarda-corpos de pontes
Vantagens de desempenho: Os tubos galvanizados de grau B têm um aumento de 40% na resistência à pressão do vento e o limite de elasticidade é ≥240MPa
3. Sistema de condutas da indústria química
Subdivisão da aplicação: Transporte de meios químicos (ambiente sem alta temperatura e alta pressão) tubagens de ligação de tanques de armazenamento de ácidos e álcalis e tubagens auxiliares de reactores
Restrições: Não aplicável a condições de trabalho com temperatura > 343℃ ou pressão > 15MPa
4. Peças de fabrico mecânico e de equipamento
Peças típicas: mangas de rolamentos, dispositivos de suporte hidráulico, veios de transmissão de máquinas agrícolas e conectores de equipamento mineiro
Vantagens da seleção de materiais: precisão da superfície do produto estirado a frio Ra≤3,2μm, adequado para necessidades de maquinagem de precisão
5. Sistema HVAC e transporte de fluidos a baixa pressão
Cenários de aplicação: rede de tubagem de água de aquecimento/incêndio de edifícios, sistema de circulação de água de refrigeração industrial
Requisitos de galvanização: espessura da camada de zinco ≥85μm para atender aos requisitos anticorrosivos, teste de névoa salina ≥200 horas
Aço A53 vs A106 vs API 5L
parâmetro | Aço A53 | ||
Temperatura aplicável | -29℃~343℃ | -29℃~425℃ | -20℃~150℃ |
Teor de silício | ≤0.10% | 0.10%-0.35% | ≤0,45% |
Utilizações típicas | Fornecimento de fluido a baixa pressão | Tubo de vapor de alta temperatura | Oleoduto e gasoduto de longa distância |
Comparação de custos: O preço do material A53 é cerca de 18% inferior ao do API 5L, mas a sua capacidade de suporte de pressão é apenas 60% da do API 5L. Por conseguinte, é necessário selecionar cuidadosamente o material de acordo com as condições de trabalho.
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