Entendendo a metalurgia de tubos e tubulações de aço

Os vários protocolos de teste (Brinell, Rockwell, Vickers) possuem procedimentos específicos para o item em teste. O teste Rockwell T é adaptado para verificar a tubulação de parede leve cortando o tubo longitudinalmente e testando a parede do DI em vez do OD.

Encomendar tubos é um pouco como ir a uma concessionária de automóveis e encomendar um carro ou caminhão. As muitas opções disponíveis hoje em dia permitem que o comprador personalize o veículo de várias maneiras - cores internas e externas, pacotes de acabamento interno, opções de estilo externo, opções de transmissão e sistemas de som que quase rivalizam com os sistemas de entretenimento doméstico. Dadas todas essas opções, você provavelmente não se contentaria com um veículo padrão e sem frescuras.

A tubulação de aço é assim. Está disponível em milhares de opções ou especificações. Dimensões à parte, as especificações destacam a química e várias propriedades mecânicas, como resistência mínima ao escoamento (MYS), resistência à tração máxima (UTS) e alongamento mínimo antes da falha. No entanto, muitos na indústria - engenheiros, agentes de compras e fabricantes - usam uma abreviação aceita da indústria e pedem um tubo soldado "simples" e especificam apenas uma característica: dureza.

Tente encomendar um carro por uma única característica ("Preciso de um com transmissão automática") e você não irá muito longe com o vendedor. Ele tem que preencher um formulário de pedido, e ele tem muitas opções. Os tubos de aço são assim - para obter o tubo certo para a aplicação, o fabricante do tubo precisa de muito mais informações do que apenas a dureza.

Como a dureza se tornou um substituto aceito para as outras propriedades mecânicas? Pode ter começado com os produtores de tubos. Como um teste de dureza é rápido, fácil e requer equipamento relativamente barato, os vendedores de tubos costumam usar um teste de dureza para comparar dois tubos. Para realizar o teste de dureza, eles precisavam apenas de uma seção lisa do tubo e uma bancada de teste.

A dureza de um tubo se correlaciona bem com o UTS e, a partir daí, uma regra prática, uma porcentagem ou faixa de porcentagens, ajuda a estimar o MYS, então é fácil ver como o teste de dureza pegou como um proxy adequado para outras características.

Além disso, os outros testes são relativamente complicados. Enquanto um teste de dureza leva apenas um minuto ou mais em uma máquina, os testes MYS, UTS e de alongamento requerem preparação de amostra e um investimento substancial em equipamentos de laboratório de grande escala. Como comparação, pense em segundos para um teste de dureza por um operador de fábrica de tubos e horas para um teste de tração por um técnico de metalurgia dedicado. Fazer uma verificação de dureza não é difícil.

Isso não quer dizer que os fabricantes de tubos projetados não usem testes de dureza. É seguro dizer que a maioria o faz, mas como eles realizam avaliações de repetibilidade e reprodutibilidade do medidor em todos os seus equipamentos de teste, eles estão bem cientes das limitações do teste. A maioria avalia a dureza de um tubo como parte do processo de produção, mas não a utiliza para quantificar as características do tubo. É apenas um teste de ir/não ir.

Por que você precisa saber o MYS, UTS e o alongamento mínimo? Eles indicam como o tubo funcionará em uma montagem.

O MYS refere-se à menor quantidade de força que causa uma deformação permanente em um material. Se você tentar dobrar um pouco um pedaço reto de arame, como um cabide, e liberar a pressão, uma de duas coisas acontecerá: ele voltará à sua condição original (reto) ou permanecerá dobrado. Se ainda estiver reto, você não ultrapassou o MYS. Se permanecer dobrado, você o ultrapassou.

Agora, pegue as duas pontas do fio com conjuntos de alicates. Se você pode rasgar o fio em dois pedaços, você excedeu seu UTS. Você coloca muita tensão nele e tem dois pedaços de arame para mostrar seu esforço sobre-humano. Se o comprimento original do fio era de 5 polegadas e os dois comprimentos após a falha somam 6 polegadas, o fio alongou 1 polegada, ou 20 por cento. Um teste de alongamento real faz uma medição dentro de 2 pol. do ponto de falha, mas não importa - o conceito de puxar o fio ilustra o UTS.