Primeiramente, as características do material e a análise padrão deTubo de aço com costura reta X52N
O tubo de aço com costura reta X52N pertence à classe PSL2 de aço para tubulações, segundo a norma API 5L. Em sua denominação, “X52” representa a resistência mínima ao escoamento de 52.000 psi (aproximadamente 358 MPa), e o sufixo “N” indica que o aço foi normalizado. Esse processo de tratamento térmico permite que o aço obtenha uma estrutura uniforme de grãos finos, melhorando significativamente a resistência ao impacto e o desempenho de soldagem. De acordo com os requisitos de certificação de dupla norma GB/T9711-2017 e API5L, sua composição química precisa controlar com precisão o equivalente de carbono (Ceq ≤ 0,43%), e os teores de enxofre e fósforo devem ser limitados a menos de 0,015% e 0,025%, respectivamente, garantindo que a energia de impacto Charpy superior a 27 J seja mantida a uma baixa temperatura de -20 °C. Em termos de propriedades mecânicas, além de atender aos requisitos básicos de resistência ao escoamento, a resistência à tração do tubo de aço X52N deve atingir 460-760 MPa, e o alongamento deve ser superior a 23%. Um relatório de teste de terceiros demonstra isso (consulte o BMLink). Dados de laboratório indicam que a resistência média ao escoamento do produto final pode atingir 375 MPa, o que representa um aumento de 5% em relação ao valor padrão, e a dureza radial do corpo do tubo é controlada em até 190 HV10. Esse equilíbrio entre resistência e tenacidade torna o produto particularmente adequado para a construção de dutos em áreas com frequente atividade geológica.
Em segundo lugar, o processo de produção avançado do tubo de aço com costura reta X52N.
O moderno tubo de aço soldado com costura reta X52N adota um processo avançado que combina a conformação JCOE e a soldagem de alta frequência (HFW). Tomando como exemplo a linha de produção de uma empresa líder, seu processo produtivo inclui seis etapas principais:
1. Pré-tratamento da bobina de chapa: Selecione bobinas laminadas a quente de grau X52N com espessura de 18 a 25 mm e alcance a limpeza Sa2.5 por meio de jateamento abrasivo e remoção de ferrugem, além de revestimento de cobre em ambos os lados para reduzir o risco de oxidação por soldagem.
2. Conformação de precisão: Utiliza-se prensagem progressiva JCO em três etapas, dobrando gradualmente a chapa plana em um tubo aberto através de 32 passes de conformação hidráulica, e o erro de ovalização é controlado dentro de 0,6%D.
3. Soldagem de alta frequência: O gerador de alta frequência de 400 kW gera uma corrente de 100 a 400 kHz, que aquece instantaneamente a borda do tubo a 1350-1400 °C, alcançando a ligação metalúrgica em nível molecular sob a ação do rolo de extrusão. O sistema de detecção de correntes parasitas online da fábrica pode identificar defeitos de não fusão maiores que 0,3 mm em tempo real.
4. Expansão total: O tubo de aço soldado é expandido radialmente em 1,2-1,5% por meio de uma máquina de expansão mecânica de 24 matrizes para eliminar a tensão residual e atingir uma precisão dimensional de +0,5/-0,3 mm na faixa de tolerância especificada na norma API5L.
5. Processo de tratamento térmico: Todo o corpo do tubo é normalizado a 920±10℃, seguido de resfriamento ao ar a uma temperatura inferior a 300℃. A inspeção metalográfica mostra que o tamanho do grão após o tratamento atinge o padrão ASTM nº 8 ou superior.
6. Detecção inteligente: O ensaio ultrassônico phased array (PAUT) é usado para substituir a detecção radiográfica tradicional de falhas e, com um detector de fuga de fluxo magnético de 16 canais, é possível obter a identificação com cobertura total de 100% de trincas com 0,5 mm de profundidade.
Terceiro, a aplicação de engenharia e as vantagens técnicas do tubo de aço com costura reta X52N.
No projeto do gasoduto Shaanxi-Pequim, quarta linha, o tubo de aço soldado com costura reta X52N demonstrou excelente adaptabilidade em engenharia. O tubo de aço de Φ1016×14,6 mm utilizado neste projeto passou no teste de impacto a baixa temperatura de -30 °C, e o valor da tenacidade à fratura CTOD atingiu mais de 0,25 mm. Comparado com tubos de aço soldados em espiral, as três vantagens proporcionadas por sua estrutura de costura reta são particularmente notáveis:
1. Precisão dimensional: As soldas retas facilitam o torneamento das extremidades dos tubos, e o desalinhamento da solda circunferencial pode ser controlado em até 1 mm, o que representa uma redução de mais de 60% em comparação com tubos espirais.
2. Distribuição de tensões: A análise de elementos finitos mostra que a distribuição de tensão circunferencial em tubos com costura reta é mais uniforme sob pressão interna, e o fator máximo de concentração de tensão é de apenas 1,08, valor significativamente menor que o de 1,23 observado em tubos de aço espiral.
3. Confiabilidade na detecção: As soldas retas são mais fáceis de rastrear e escanear para equipamentos automatizados de detecção de falhas. Dados estatísticos de um determinado projeto mostram que sua taxa de detecção de defeitos é 15 pontos percentuais maior do que a de soldas espirais.
Quando utilizados em jaquetas de plataformas offshore, os tubos de aço X52N frequentemente recebem revestimentos anticorrosivos 3LPE, combinados com ânodos de sacrifício de liga de zinco-alumínio de 1200 μm, o que pode estender a vida útil projetada para mais de 30 anos. Vale ressaltar que, em ambientes com presença de H2S, a dureza deve ser rigorosamente controlada para não exceder 22 HRC, a fim de evitar a fissuração por tensão induzida por sulfeto (SSCC).
Em quarto lugar, o desenvolvimento de mercado e a evolução tecnológica dos tubos de aço com costura reta X52N.
De acordo com o relatório anual de 2024 da Associação Chinesa de Tubos de Aço, a participação de mercado dos tubos de aço soldados com costura reta X52N no mercado doméstico de oleodutos e gasodutos aumentou para 38%, e a capacidade de produção anual ultrapassou 4,5 milhões de toneladas. Duas melhorias técnicas estão sendo promovidas:
1. Soldagem digital: Introdução de um sistema adaptativo de parâmetros de soldagem baseado na Internet Industrial, utilizando ondas milimétricas para monitorar o estado da poça de fusão em tempo real, aumentando a velocidade de soldagem para 1,8 m/min e reduzindo a taxa de porosidade para menos de 0,2%.
2. Fabricação sustentável: O aquecimento por indução é utilizado em vez do tratamento de normalização em forno a gás, o consumo de energia da linha de produção é reduzido em 27% e as emissões de carbono por tonelada de tubo de aço são reduzidas para 1,8 tCO2e, atendendo aos requisitos da diretiva CPD da UE.
Data da publicação: 21/07/2025