Quando a tubulação de aço inoxidável passa para diâmetros maiores, selecionar o material certo envolve mais do que escolher uma classe como 304L ou 316L. O diâmetro do tubo, a espessura da parede, o método de fabricação, o ambiente operacional, a pressão e os padrões aplicáveis podem afetar o custo do projeto, a fabricação e a confiabilidade-de longo prazo.
Para compradores e engenheiros, a verdadeira questão não é simplesmente quão grande é oTubo de aço inoxidável de grande diâmetropode ser, mas qual tamanho, grau e método de construção são apropriados para as condições reais de serviço.
O que é considerado um tubo de aço inoxidável de grande diâmetro?
Não existe uma definição universal única de “grande diâmetro” que se aplique a todos os setores.
Em tubulações comerciais, o termo é frequentemente usado para tubos de aço inoxidável começando em torno de NPS 14, NPS 16, NPS 20 ou superior, dependendo do fornecedor, processo de fabricação e especificação do projeto.
À medida que o diâmetro do tubo aumenta, os requisitos de fabricação também mudam. Tamanhos grandes são mais comumente fornecidos como tubos soldados porque a produção sem costura se torna mais limitada e cara em diâmetros maiores.
Por esta razão, um tubo de aço inoxidável de grande diâmetro normalmente deve ser especificado por mais do que apenas o diâmetro externo. Os compradores também precisam definir o tamanho nominal do tubo, espessura ou programação da parede, classe do material e padrão aplicável.
Tamanhos de tubos de aço inoxidável de grande diâmetro
As dimensões do tubo não podem ser determinadas apenas pelo diâmetro externo; deve-se também verificar o NPS/DN, o diâmetro externo, a espessura da parede e a programação da tubulação. Para tubos de aço inoxidável, o sistema dimensional normalmente faz referência à ASME B36.19; ASTM A312 especifica explicitamente que suas dimensões padrão se referem à ASME B36.19, ao mesmo tempo que permite a ordenação de tamanhos não{4}}padrão que atendem a outros requisitos.
I. Tabela de referência de tamanhos nominais comuns
| NPS | DN | Diâmetro externo |
|---|---|---|
| 14 | DN350 | 355,6 milímetros |
| 16 | DN400 | 406,4 milímetros |
| 18 | DN450 | 457,2 milímetros |
| 20 | DN500 | 508,0 milímetros |
| 24 | DN600 | 609,6 milímetros |
| 30 | DN750 | 762,0 milímetros |
| 36 | DN900 | 914,4 milímetros |
O diâmetro externo por si só não define totalmente o tubo.
Por exemplo, dois tubos de aço inoxidável NPS 24 podem ter o mesmo diâmetro externo, mas espessuras de parede, pesos e capacidades de pressão muito diferentes.
É por isso que os compradores devem sempre especificar o tamanho nominal e a espessura ou tabela da parede.
II. Classes de espessura de parede industrial comumente usadas
Tubos de aço inoxidável soldados-de grande diâmetro utilizam predominantemente padrões-de paredes finas, com as especificações mais comuns sendoHorários 5S, 10S, 40S e 80S. É crucial observar que a classificação do cronograma não representa a espessura real da parede; para a mesma classificação de programação, a espessura real da parede varia significativamente dependendo do tamanho nominal do tubo (NPS). Portanto, deve-se verificar as dimensões em relação à tabela de parâmetros padrão, em vez de confiar em suposições ou experiência.
Classes comuns de aço inoxidável
A qualidade do material é uma das decisões mais importantes ao especificar tubulações inoxidáveis de grande diâmetro.
Tubo de aço inoxidável I. 304/304L
O aço inoxidável 304 é o tipo mais versátil, oferecendo excelente resistência geral à corrosão e soldabilidade; é adequado para a grande maioria das aplicações de transporte de fluidos industriais em temperatura ambiente. A variante 304L de baixo-carbono é o material preferido para tubos soldados-de grande diâmetro; sua natureza de baixo-carbono evita efetivamente a sensibilização na zona-afetada pelo calor (HAZ) e evita falhas por corrosão na solda, melhorando significativamente a estabilidade geral do tubo. É usado principalmente em tubulações de processos industriais em geral, abastecimento e drenagem de água e indústrias leves (como processamento de alimentos) onde as condições de corrosão são amenas.
Tubo de aço inoxidável II. 316/316L
A principal vantagem dissoTubo de aço inoxidável 316 de grande diâmetroé a adição de molibdênio. Em comparação com a série 304, ele oferece resistência muito superior a íons cloreto-e à corrosão de meios químicos, tornando-o o material preferido para ambientes agressivos, como fábricas de processamento químico, áreas costeiras e instalações de dessalinização de água do mar. Em aplicações industriais, o grau 316L com baixo teor de carbono é preferido devido à sua adequação para soldagem e resistência superior à corrosão intergranular.
Deve-se observar que o 316L é mais caro que o 304L e não é necessário para todos os cenários; o custo adicional só é justificado em ambientes operacionais que envolvem íons cloreto ou meios químicos ácidos/alcalinos.
III. 321 e tubo de aço inoxidável 347
São aços inoxidáveis austeníticos projetados para serviços em altas-temperaturas (correspondendo aos materiais modificados de "grau H-na norma ASTM A312). Eles apresentam excelente resistência à fluência e ruptura por tensão em altas-temperaturas, bem como resistência à corrosão-induzida por sensibilização durante soldagem em-altas temperaturas. Eles são adequados principalmente para condições operacionais de alta-temperatura, como geração de energia e tubulação de processo-de alta temperatura, e são desnecessários para projetos de temperatura ambiente-padrão.
4. Aço duplex e materiais de{1}alta liga
Como-materiais especiais de alta qualidade, os aços duplex 2205/2507 e 904L oferecem alta resistência e resistência excepcional a íons cloreto e ácidos fortes. Eles são adequados para ambientes extremamente severos, incluindo plataformas offshore, operações-de petróleo e gás em águas profundas e manuseio de meios químicos altamente concentrados. Devido ao seu custo muito alto, esses materiais estão fora do escopo da seleção padrão de tubos de-diâmetro grande e são reservados para projetos especializados-de alta qualidade.
Tubo de aço inoxidável de grande diâmetro soldado vs sem costura
I. Por que os tubos-de grande diâmetro são predominantemente soldados?
À medida que o diâmetro do tubo aumenta, a fabricação de tubos sem costura torna-se exponencialmente mais difícil; tubos de aço inoxidável sem costura de grande-diâmetro enfrentam capacidade de produção limitada, prazos de entrega longos, custos de aquisição extremamente altos e limitações severas nas especificações de tamanho. Por outro lado, tubos soldados-produzidos por laminação de placas e formação de soldas longitudinais (usando o processo EFW)-permitem a produção em massa de tubos de grande-diâmetro e longo-comprimento. Eles oferecem uma ampla gama de especificações e excelente custo-benefício,-tornando-os totalmente adequados para a grande maioria das condições operacionais industriais e a escolha principal para tubulações de aço inoxidável de grande-diâmetro.
II. Quando é necessário um tubo sem costura?
Uma estrutura contínua pode ser necessária nas seguintes situações:
- Certas condições operacionais de alta-pressão
- Especificações de projeto de engenharia que exigem explicitamente tubos sem costura
- Restrições técnicas específicas de um projeto específico
Contudo, deve ser enfatizado que “soldado” não significa “baixa qualidade”. Os principais fatores incluem padrões de fabricação, processos de soldagem, tratamento térmico, testes não{1}}destrutivos, controle dimensional e condições operacionais específicas. Tubos soldados em conformidade com ASTM A312 apresentam excelente desempenho em uma ampla gama de aplicações industriais.
Onde é usado tubo de aço inoxidável de grande diâmetro?
I. Indústrias Químicas e Petroquímicas
Usado para tubulações-de longa distância que transportam matérias-primas químicas, fluidos ácidos e alcalinos e meios de processo; aproveitar a resistência à corrosão química do aço inoxidável evita corrosão e vazamentos na tubulação, garantindo a operação segura e estável da produção de produtos químicos.
II. Tratamento de Água e Dessalinização de Água do Mar
Os sistemas municipais de abastecimento e drenagem de água, tratamento de águas residuais industriais e dessalinização de água do mar exigem tubulações de grande-diâmetro para transporte-de alto volume de água; O aço inoxidável 316L é adequado para ambientes com corrosão-induzida por cloreto da água do mar, tornando-o um material de tubulação central para projetos de tratamento de água costeira.
III. Indústrias de Petróleo, Gás e GNL
Usado em instalações de terminais de petróleo e gás, tubulações de transporte de processos e tubulações criogênicas de GNL; aproveitar as propriedades de baixa-temperatura e resistência à corrosão-de vários tipos de aço inoxidável permite que esses tubos resistam a condições complexas de operação em campo.
4. Indústria de geração de energia
Aplicado em sistemas de resfriamento de usinas de energia, tubulações de processo de alta-temperatura e sistemas que transportam meios corrosivos; classes especializadas para-alta temperatura, como 321H e 347H, atendem às demandas de operações em alta-temperatura e alta-pressão.