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7/24/2019 01- Especificações de Material
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TUBULAÇÕESINDUSTRIAIS
Autor: Paulo Afonso Carneiro
7/24/2019 01- Especificações de Material
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TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS
Materiais
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3
1 - ESPECIFICAÇÕES DE MATERIAL
PROPRIEDADESMECÂNICAS
PROCESSOS DEFABRICAÇÃO
TENSÕESADMISSÍVEIS
COMPOSICÃOUÍMICA
EMPRE!ODO MATERIAL
ESPECIFICAÇÕESASTM
CONTROLE DEUALIDADE
CRIT"RIOSDE PRO#ETO
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$ - INFLU%NCIA DA TEMPERATURA NO
COMPORTAMENTO MECÂNICO DOSMATERIAIS
PROPRIEDADES MECÂNICAS MUDAM COM ATEMPERATURA &LIMITE DE RESIST%NCIA' M(DULO DE
ELASTICIDADE)*
FRA!ILIDADE + BAI,A TEMPERATURA*
DEFORMAÇÕES PERMANENTES POR FLU%NCIA&CREEP.)*
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5
A* VARIAÇÃO DO LIMITE DE RESIST%NCIA COM ATEMPERATURA
• PODE-SE ESTABELECER PARA CADA MATERIAL UMA TEMPERATURA A PARTIR DAUAL SUA RESIST%NCIA MECÂNICA " TÃO BAI,A' UE SEU USO FICA ANTI-ECON/MICO*
Varia02 32 4i5ite 3e resist678ia 825 a te59erat:ra*
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6
B* VARIAÇÃO DO M(DULO DE ELASTICIDADE COM ATEMPERATURA
Varia02 32 5;3:42 3ee4asti8i3a3e 825 a te59erat:ra*
Varia02 32 a427<a5e7t2 825 ate59erat:ra 9ara 2 a02-8ar=272*
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PONTOS DE INTERESSE>• S1 - LIMITE E P!"P"!CI"#ALIAE $!E%IME EL&STIC" ' LEI ("")E*
• S2 - LIMITE E ESC"AME#T" $!E%IME PL&STIC" ' E+"!MA,ES PE!MA#E#TES*
• S3 - LIMITE E !ESIST.#CIA $TE#S/" E !0PT0!A* ' E+"!MA,ES PE!MA#E#TESS/" P!"0IAS A PA!TI! A TE#S/" S2
S2 - CA0SA 0MA CE!TA E+"!MA,/" PL&STICA #" MATE!IAL $AC 2 ef*
C* DEFORMAÇÃO POR FLU%NCIA &CREEP.)
1* INTRODUÇÃO
DIA!RAMA TENSÃO ? DEFORMAÇÃO TÍPICO &ASTM A @ !r* B)
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$* DEFORMAÇÃO POR FLU%NCIA
• E+"!MA,/" PE!MA#E#TE LE#TA e P!"%!ESSIA 80E"C"!!E C"M " PASSA! " TEMP" 80A#" " MATE!IAL EST&
S09METI" A 0MA TE#S/" E T!A,/" EM TEMPE!AT0!A
ELEAA
• A E+"!MA,/" PE!MA#E#TE CA0SAA PELA +L0.#CIA"C"!!E C"M TE#S/" ME#"! 80E " LIMITE E
ESC"AME#T" $S2*
• A TEMPE!AT0!A A PA!TI! A 80AL A +L0.#CIA "C"!!E I+E!E#TE PA!A CAA MATE!IALE;: A," CA!9"#": 37< C
C(0M9" : TEMP AM9IE#TE
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!RFICO DEFORMAÇÃO ? TEMPO
• A - E+"!MA,/" I#ICIAL A" SE APLICA! A CA!%A $#/" #ECESSITA TEMP" t > *
P"E SE! PE!MA#E#TE "0 #/" EPE#E#" A CA!%A
• A9 - 1? +ASE E @C!EEP: A TA;A E E+"!MA,/" EC!ESCE#TE
• 9C - 2? +ASE E @C!EEP: A TA;A E E+"!MA,/" C"#STA#TE C"M " TEMP"
• C - 3? +ASE E @C!EEP: A TA;A E E+"!MA,/" C!ESCE#TE C"M " TEMP"ATI#%I#" A !0PT0!A
• EEB - C"#T!A,/"
C:ra 3e 4:678ia
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CURVAS DE FLU%NCIA PA!MET!"S E#"LI"S: TE#S/" E+"!MA,/" TEMPE!AT0!A e
TEMP"
C0!A TE#S/" D TEMP" E !0PT0!A
" TEMP" E !0PT0!A +0#,/" A TE#S/" AT0A#TE e ATEMPE!AT0!A
P"E-SE ESTA9ELECE! 0MA TE#S/" LIMITE E T!A9AL(" PA!A80E " MATE!IAL 0!E CE!T" TEMP" A ETE!MI#AATEMPE!AT0!A
C:ras te7s2 3e r:9t:ra ? te592 9ara a r:9t:ra
&2 a42r i7i8ia4 LR' 2 4i5ite 3e resist678ia 9ara 8a3a te59erat:ra)
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CURVAS DEFORMAÇÃO ? TEMPO
C:ras 3e 4:678ia 32 a02-8ar=272 a @GH C*
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CURVAS DEFORMAÇÃO ? TEMPO
C:ras 3e 4:678ia a te7s2 827sta7te*
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CONSIDERAÇÕES DE PRO#ETO
COMPOSIÇÃO UÍMICA e TAMANO DE !RÃO
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CONSIDERAÇÕES DE PRO#ETO
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CONTROLE DO DANO DURANTE A VIDA JTIL
PELA DEFORMAÇÃOPRECISÃOREPETIBILIDADELIMITE &1 K - @ K) &)
TEMPO DE VIDATENSÃO CONECIDATEMPERATURA CONECIDA
METALO!RAFIA VAIOS DE FLU%NCIAPADRÃO DE COMPARAÇÃO
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D* FRA!ILIDADE + BAI,A TEMPERATURA &1)
MA#TE!IAIS TEIS EM TEMPE!AT0!A AM9IE#TE P"EMT"!#A!-SE +!&%EIS 80A#" EM 9AI;A TEMPE!AT0!A
" C"MP"!TAME#T" +!&%IL P"E SE! E!I+ICA" #AC0!A E#E!%IA E C("80E D TEMPE!AT0!A
CoFGortaFento HJtil e frKil Hos Fetais
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D* FRA!ILIDADE + BAI,A TEMPERATURA &$)
P"E-SE ESTA9ELECE! LIMITE M#IM" E TEMPE!AT0!A
PA!A CAA MATE!IAL A PA!TI! " 80AL ELE SE
+!A%ILIA
C"M" A +!AT0!A SE I#ICIA EM P"#T"S E C"#CE#T!A,/"
E TE#SES CE!T"S ETAL(ES EEM SE! EMP!E%A"S
#" P!"NET" e #A C"#ST!0,/" PA!A ATE#E! ESTE
E+EIT"
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D* FRA!ILIDADE + BAI,A TEMPERATURA &)
CoFGortaFento HJtil e frKil Hos Fateriais FetKliJos
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1=
CORPOS DE PROVA PTESTES DE IMPACTO
C"!P" E P!"A @C(A!PO -#"TC(
C"!P" E P!"A @C(A!PO )EO-("LE
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MUINA CARP
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DETALES DE PRO#ETO &1)
esJontinuiHaHes eoFtriJas e FoHos He atenuK-las
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DETALES DE PRO#ETO &$)
esJontinuiHaHes eoFtriJas e FoHos He atenuK-las
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DETALES DE PRO#ETO &)
esJontinuiHaHes eoFtriJas e FoHos He atenuK-las
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TRINCA NO LANÇADOR
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VASO ROMPIDO POR FRATURA FR!IL
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- TUBOS DE AÇO CARBONO
A* COMPOSIÇÃO UÍMICA
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• INFLU%NCIA DO TEOR DE CARBONO NAS PROPRIEDADES
MECÂNICAS
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• INFLU%NCIA DE OUTROS ELEMENTOS DE LI!A
ADIÇÃO DE MAN!AN%S $M7*:
A0ME#T" A !ESIST.#CIA MEC#ICA SEM %!A#E P!EN0" #A S"LA9ILIAE
ADIÇÃO DE SILÍCIO &Si) e ALUMÍNIO &A4)>
P!"0 A,"S ACALMA"S $@)ILLE STEELS* 80E AP!ESE#TAM ME#"! I#CI.#CIA
E E+EIT"S I#TE!#"S e MAI"! 0#I+"!MIAE E C"MP"SI,/" 80MICAS/" A,"S E ALTA
80ALIAE AP!"P!IA"S PA!A TEMPE!AT0!AS ELEAAS $Si* e 9AI;AS $Al*
PRESENÇA DE F(SFORO &P) e EN,OFRE &S)>
IMP0!EAS P!EN0ICIAIS Q 80ALIAE " A," E P"! ISS" S0A P!ESE#,A LIMITAA
A AL"!ES M0IT" 9AI;"S
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2=
DIA!RAMA DE EUILIBRIO DA LI!A Fe-C
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3
EUIVALENTE DE CARBONO
15
Cu#i
5
7MoCr
6
MnCCHeeERuiSalent
++
++++=
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B* EFEITO DA TEMPERATURA
• IMI#0I,/" A !ESIST.#CIA MEC#ICA
• 80EA ACE#T0AA #A !ESIST.#CIA: a Gartir He GGH C*
• ";IA,/" S0PE!+ICIAL: a Gartir He @GH C*
• %!A+ITIA,/" $P!ECIPITA,/" " CA!9"#" LI!E* 80E T"!#A "A," +!&%IL: a Gartir He GH C*
• E+"!MA,ES PE!MA#E#TES P"! +L0.#CIA: a Gartir He GH C*
• +!A%ILIAE Q 9AI;A TEMPE!AT0!A: a Gartir He Q @H C*
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• C"!!"S/" ATM"S+!ICA $ATM"S+E!A I#0ST!IAL P"L0A*:
3 FFano
P!"TE,/" A 9ASE E TI#TAS
• LI#(AS E#TE!!AAS: !EESTIME#T" C"M TI#TAS C"M
!ESI#AS ou C"M +ITAS PL&STICAS e PROTEÇÃO CAT(DICA
C* EFEITO DA CORROSÃO E,TERNA
D* EFEITO DA CORROSÃO INTERNA
• TA;A MIA ACEIT&EL > 1 FFano
• 0TILIA! !RFICOS E TA;A E C"!!"S/"
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E* ASPECTOS DE SOLDABILIDADE
ATE#E! QS !EC"ME#A,ES A ASME 9 313
P!EA80ECIME#T" A <C E A80ECIME#T" E#T!E "S PASSES E S"LA EM PE,AS
C"M ESPESS0!AS S0PE!I"ES A 25 FF
T!ATAME#T" T!MIC" E ALI" E TE#SES APUS A S"LA%EM A V 6< C0!A#TE 1 ("!A PA!A CAA 25 FF E ESPESS0!A 80A#" A ESPESS0!A
MAI"! " 80E 1= FF
0TILIA! ELET!""S E 9AI;" (2 ou TI% PA!A:
* t W 25 FF
* C > 0,22 %
. LE > 35 kg/mm2.
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E,EMPLOS DE AÇOS CARBONO
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* TUBOS DE AÇOS LI!A e INO,IDVEIS
• P!I#CIPAIS ELEME#T"S E LI%A ------ Cr #i Mo9AI;A LI%A ------- Σ EL LI%A 5 MIA LI%A ------- 5 Σ EL LI%A 1
ALTA LI%A ------- Σ EL LI%A ≥ 1
• 0SA"S 80A#" A TEMPE!AT0!A ou C"#I,ES ESPEC+ICAS$C"!!"S/" C"#TAMI#A,/"* IMPEEM " 0S" " A," CA!9"#"
A* INTRODUÇÃO
• I#";I&EL M#IM" 12 Cr
A0STE#TIC"S
0PLE;
+E!!TIC"S
MA!TE#STIC"S
• I+IC0LAES
ISP"#I9ILIAE
P!E,"
S"LA9ILIAE
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B* INFLU%NCIA DOS ELEMENTOS DE LI!A
MOLIBD%NIO> A0ME#TA !ESIST.#CIA Q +L0.#CIA
NÍUEL> IMI#0I A TEMPE!AT0!A LIMITE E 0TILIA,/"
CROMO>
A0ME#TA !ESIST Q ";IA,/" EM TEMP ELEAA
A0ME#TA !ESIST.#CIA Q C"!!"S/"
AT 2 X A0ME#TA !ESIST.#CIA Q +L0.#CIA
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RESIST%NCIA + O,IDAÇÃO> INFLU%NCIA DO CROMO
!esistYnJia Hos aZos Cr [ Jorros\o atFosfriJa e Gelo KJiHo n]triJo
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RESIST%NCIA + FLU%NCIA> INFLU%NCIA DO CROMO eMOLIBD%NIO &AÇOS LI!A)
M"LI9.#I": A0ME#T" #A !ESIST.#CIA Q +L0.#CIA
Tens\o Gara ruGtura Gor fluYnJia eF 1 ^oras
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3=
RESIST%NCIA + TENACIDADE> INFLU%NCIA DO NÍUEL
!esistYnJia ao iFGaJto Ho aZo-lia 3 X #i e Ho #]Ruel
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4
@* TUBOS DE FERRO FUNDIDO
• 9AI;A !ESIST.#CIA MEC#ICA #AS LI%A,ES• 9"A !ESIST.#CIA Q C"!!"S/"
• 0S" EM (2" (2" SAL%AA ES%"T" $9AI;A P!ESS/"*
• ESPECI+ICA,/": ASTM A 74_ ASTM A 37
* TUBOS DE MATERIAIS NÃO FERROSOS
• MEL("! !ESIST.#CIA Q C"!!"S/" 80E " A," CA!9"#"
• ME#"! !ESIST.#CIA MEC #ICA $ ` *
• MEL("! C"# T!MICA
• MAI"! C0ST"
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TABELA ISELEÇÃO DE TUBOS DE CONDUÇÃO DE AÇO CARBONO
APLICAÇÃOTÍPICA
DIÂMETRONOMINAL
ESPECIFICAÇÃOBSICA
TIPO DEFABRICAÇÃO
ALTERNATIVAS
0so eDJlusioeF TubulaZ\o He
&ua
12 a 1 API 5L %r 9SeF Costura ou
CoF Costura1 ASTM A 53 %r 92 ASTM A 12
12 e Maiores API 5L %r 9 CoF Costura
1 ASTM A 53 %r 92 ASTM A 123 ASTM A 1344 ASTM A 135 %r 9
0so JoF(iHroJarbonetos
ou aGor JoFTeFGeratura at
4 <C
12 a 1 API 5L %r 9SeF Costura ou
CoF Costura
1 ASTM A 53 %r 92 ASTM A 16 %r 93 API 5L %r ; 42 a ;
12 e Maiores API 5L %r 9 CoF Costura
1 ASTM A 671 %r C9 62 ASTM A 672 %r 9 63 ASTM A 53 %r 9
4 API 5L %r; 42 a ; 5 ASTM A 16 %r 9
(iHroJarbonetosou aGor JoF
TeFGeratura at43 <C
12 a 1 ASTM A 16 %r 9 SeF Costura -
12 e Maiores ASTM A 672 %r 9 6 CoF Costura ASTM A 16 %r 9
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TABELA IISELEÇÃO DE TUBOS DE CONDUÇÃO DE AÇOS LI!A
APLICAÇÃO TÍPICA TEMPERATURA HC DIÂMETRONOMINAL
ESPECIFICAÇÃO BSICA TIPO DE FABRICAÇÃO
(iHroJarbonetos e aGoreF TeFGeraturas
SuGeriores [ 43 <C
+inaliHaHe:
!esistir [ +luYnJia
At 4
12 a 1 ASTM A 335 %r P1
$12 Mo*SeF Costura
12 e Maiores ASTM A 6=1 %r CM 75$12 Mo* CoF Costura
At 52
12 a 1 ASTM A 335 %r P11$1 14 Cr - 12 Mo* SeF Costura
12 e Maiores ASTM A 6=1 %r 1 14 Cr $1 14 Cr - 12 Mo* CoF Costura
At 57
12 a 1 ASTM A 335 %r P22$2 14 Cr - 1 Mo* SeF Costura
12 e Maiores ASTM A 6=1 %r 2 14 Cr $2 14 Cr - 1 Mo* CoF Costura
(iHroJarbonetos eF TeFGSuGeriores [ 43 <C
+inaliHaHe: !esistir [Corros\o
At 57
12 a 1 ASTM A 335 %r P5$5 Cr -12 Mo* SeF Costura
12 e Maiores ASTM A 6=1 %r 5 Cr
$5 Cr -12 Mo*CoF Costura
+luiHos #\o Corrosios eF9aiDa TeFGeratura
e -46 a 512 a 1 ASTM A 333 %r 6 SeF Costura
12 e Maiores ASTM A 671 %r CC 6 CoF Costura
e -6 a -4612 a 1 ASTM A 333 %r 7 SeF Costura
12 e Maiores ASTM A 671 %r C+ 65 CoF Costura
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TABELA IIISELEÇÃO DE TUBOS DE CONDUÇÃO DE AÇOS INO,IDVEIS
AUSTENÍTICOS
LI!A BSICA DIÂMETROESPECIFICAÇÃO
BSICATIPO DE
FABRICAÇÃO
1 Cr- #i ToHos
1 ASTM A 312 %r TP 34CoF Costura eSeF Costura
2 ASTM A 312 %r TP 321 CoF Costura eSeF Costura
3 ASTM A 312 %r TP 347CoF Costura eSeF Costura
4 ASTM A 312 %r TP 34LCoF Costura eSeF Costura
1 Cr- #i-2Mo ToHos
1 ASTM A 312 %r TP 316CoF Costura eSeF Costura
2 ASTM A 312 %r TP 316LCoF Costura eSeF Costura
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