Compreendendo a metalurgia de tubos e tubulações de aço

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

Encomendar tubos é um pouco como ir a uma concessionária de automóveis e encomendar um carro ou caminhão. As muitas opções disponíveis atualmente permitem que o comprador personalize o veículo de todas as 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 simples.

Tubos de aço são assim. Está disponível em milhares de opções ou especificações. Dimensões à parte, as especificações chamam a atenção para a química e diversas propriedades mecânicas, como resistência ao escoamento mínima (MYS), resistência à tração final (UTS) e alongamento mínimo antes da falha. No entanto, muitos na indústria – engenheiros, agentes de compras e fabricantes – usam uma abreviação aceita pela indústria e pedem um tubo soldado “simples” e especificam apenas uma característica: dureza.

Experimente encomendar um carro por uma única característica (“Preciso de um com câmbio automático”) e você não irá longe demais com o vendedor. Ele tem que preencher um formulário de pedido e tem muitas opções. A tubulação de aço é 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 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 costumavam usar um teste de dureza para comparar dois tubos. Para realizar o teste de dureza, eles só precisavam de uma seção lisa do tubo e de 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 intervalo de porcentagens, ajuda a estimar o MYS, por isso é fácil ver como o teste de dureza se tornou um substituto adequado para outras características.

Além disso, os outros testes são relativamente complicados. Embora um teste de dureza leve apenas um minuto em uma máquina, os testes MYS, UTS e de alongamento exigem a preparação da amostra e um investimento substancial em equipamentos de laboratório de grande escala. Como comparação, pense em segundos para um teste de dureza realizado por um operador de moinho de tubos e horas para um teste de tração realizado por um técnico metalúrgico dedicado. Fazer uma verificação de dureza não é difícil.

Isso não quer dizer que os fabricantes de tubos projetados não utilizem testes de dureza. É seguro dizer que a maioria o faz, mas como realizam avaliações de repetibilidade e reprodutibilidade de medidores 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 sim/não.

Por que você precisa saber o MYS, o UTS e o alongamento mínimo? Eles indicam o desempenho do tubo 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 de fio reto, como um cabide, e liberar a pressão, uma de duas coisas acontecerá: ele retornará à sua condição original (reto) ou permanecerá dobrado. Se ainda estiver reto, você não excedeu o MYS. Se permanecer dobrado, você o excedeu.

Agora, pegue as duas pontas do fio com um alicate. Se você conseguir rasgar o fio em dois pedaços, você excedeu seu UTS. Você coloca muita tensão nele e tem dois pedaços de fio para mostrar seu esforço sobre-humano. Se o comprimento original do fio fosse de 5 polegadas e os dois comprimentos após a falha somassem 6 polegadas, o fio se alongaria 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 tração do fio ilustra o UTS.