Introdução
Você deve saber que os tubos de aço são a espinha dorsal de diversas aplicações em nossas vidas. Ele é fundamental para diferentes setores, desde a construção até o automotivo.
Os tubos de aço carbono são um tipo proeminente de tubo de aço. Eles são aclamados por sua durabilidade e resistência.
Aqui, forneceremos todas as informações de que você precisa sobre tubos de aço carbono. Abordaremos sua definição, vantagens, campos de aplicação, tipos, processos de fabricação, especificações e padrões.
Por fim, também compararemos e contrastaremos o aço carbono e o aço preto. Essas são duas variantes de aço dignas de nota.
O que é um tubo de aço carbono?
Os tubos de aço carbono são também conhecidos como tubos CS. Em essência, são tubos cilíndricos. São fabricados com aço carbono, uma liga de aço feita com carbono e ferro.
Como o nome indica, o aço carbono tem o carbono como seu principal componente de liga. Outros tipos de aço, como o aço inoxidável, têm elementos de composição diferentes.
Assim, os tubos de aço carbono têm maior durabilidade e resistência devido à sua composição. Isso é especialmente verdadeiro em comparação com os materiais de tubulação convencionais, como cobre, PVC e alumínio.
Eles são diferenciados porque o carbono desempenha um papel central nos tubos de aço carbono. Isso os torna a escolha ideal para aplicações variadas, que exigem resistência e durabilidade. Além disso, eles podem ser personalizados de acordo com as necessidades de aplicação específicas de cada projeto.
Além disso, esses tubos são de extrema importância no setor de tubos de aço.
Tipos de tubos de aço carbono
Você leu anteriormente sobre a definição de tubos de aço carbono. Agora, vamos explorar os tipos desses tubos de aço. Depende principalmente do teor de carbono no aço. São eles:
1. Aço de baixo carbono
O aço com baixo teor de carbono também é conhecido como aço doce. Normalmente, ele tem um teor de carbono de 0,05% a 0,3%. Por isso, é mais dúctil e maleável do que outras variantes. Portanto, é adequado para soldagem e modelagem.
Isso o torna ainda mais acessível. Por isso, ele é usado em aplicações como painéis de carroceria de automóveis, alguns dutos e estruturas. Alguns exemplos incluem Q195, Q215, Q235 e outros.
2. Aço carbono médio
A composição de carbono do aço de médio carbono varia entre 0,3% e 0,6%. Portanto, esse tipo é uma mistura bem equilibrada de flexibilidade e resistência. O aço de médio carbono é empregado em aplicações que exigem resistência sem abrir mão da flexibilidade.
Os usos típicos do aço de médio carbono incluem eixos e trilhos de trem. Seus exemplos são o aço 45#, 40Cr, entre outros.
3. Aço de alto carbono
Os tubos de aço com alto teor de carbono têm conteúdo de carbono entre 0,6% e 1,0%. O maior teor de carbono aumenta ainda mais a dureza e a resistência, mas também diminui a flexibilidade. Geralmente é usado para fabricar facas e peças estruturais que precisam de alta resistência, como cabos de aço.
Exemplos comuns de aço com alto teor de carbono incluem 65Mn, T8, T10, entre outros.
4. Aço de altíssimo carbono
Um tubo de aço de carbono muito alto tem uma composição de carbono entre 0,96% e 2,1%. É o tubo de aço carbono mais robusto, mas pode ser quebradiço. Suas aplicações incluem a fabricação de brocas e cinzéis, entre outras.
Processo de fabricação de tubos de aço carbono
O processo de fabricação desses tubos de aço engloba etapas vitais específicas. Elas garantem que o produto final atenda às especificações exigidas. São elas:
1. Preparação de matérias-primas
A preparação da matéria-prima é a operação inicial no procedimento de fabricação de tubos de aço carbono. Os ingredientes vitais necessários nessa etapa são:
- Minério de ferro
- Coca-Cola
- Calcário
Esses ingredientes são derretidos em um alto-forno a altas temperaturas. Como resultado, forma-se o aço fundido. O tipo de aço a ser fabricado depende desse ferro. Ele também depende de quantidades diferentes de carbono e de outros elementos de liga variados.
2. Formação de tubos
Depois que o aço fundido é preparado, ele é fundido em tarugos ou placas. Essas são formas semiacabadas.
Essas formas são então extrudadas ou laminadas para fabricar o tamanho de tubo desejado. Dois métodos bastante difundidos para a formação de tubos são:
- O método ERW (Electric Resistance Welded, solda por resistência elétrica) envolve a laminação de uma folha em um cilindro. Em seguida, a costura é soldada. Como resultado, são fabricados tubos ERW.
- O método sem costura envolve o aquecimento de um tarugo e sua perfuração com um mandril. Seguem-se os procedimentos de alongamento e redução da parede, resultando em tubos sem costura.
3. Tratamento com calor
A etapa seguinte e crítica na formação de tubos de aço carbono é o tratamento térmico. Ele envolve processos como:
- Recozimento
- Normalização
- Resfriamento
Nesses processos, o tubo é aquecido a temperaturas específicas. Em seguida, ele é resfriado em níveis controlados. O objetivo é aumentar a resistência, a flexibilidade e a durabilidade do tubo de aço.
4. Laminação a quente e trefilação a frio
Após o tratamento térmico, o tubo é transferido para um moinho de dimensionamento. Nesse local, ele é laminado por meio de rolos para diminuir a espessura e o diâmetro da parede. Esse procedimento é chamado de laminação a quente.
Após a laminação a quente, o tubo passa por trefilação a frio. Nesse processo, o tubo é puxado por uma matriz. O motivo é diminuir ainda mais seu diâmetro e melhorar o acabamento da superfície.
5. Acabamento
O acabamento é a última operação na fabricação de tubos de aço carbono. Aqui, o tubo é cortado no comprimento necessário. Em seguida, ele passa por vários processos de acabamento, como endireitamento e inspeção.
A intenção é confirmar que o tubo de aço atende às especificações. Isso também garante que o tubo esteja pronto para ser usado em diferentes aplicações.
Especificações e padrões de tubos CS
Além dos tipos, esses tubos de aço também têm especificações e padrões. Projetos e aplicações diferentes requerem especificações e tamanhos diferentes para atender às necessidades.
A tabela a seguir apresenta detalhes sobre vários nomes de produtos de aço carbono. Seus padrões executivos, dimensões (em mm) e grau de aço também são indicados:
| Nome do produto | Padrão executivo | Dimensões (em mm) | Grau ou código do aço |
| Tubo de aço sem costura galvanizado por imersão a quente e preto | ASTM A53 | 0.3~1200 x 1.0~150 | GR.A, GR.B, GR.C |
| Aço carbono sem costura para alta temperatura | ASTM A106 | 10.3~1200 x 1.0~150 | GR.B, GR.C |
| Trocador de calor e tubos de condensador de aço doce estirados a frio sem costura | ASTM A179 | 10.3~426 x 1.0~36 | Aço com baixo teor de carbono |
| Tubos de caldeira de aço carbono sem costura para alta pressão | ASTM A192 | 10.3~426 x 1.0~36 | Aço com baixo teor de carbono |
| Tubos de aço-liga intermediários sem costura estirados a frio para trocadores de calor | ASTM A199 | 10.3~426 x 1.0~36 | T5, T22 |
| Tubos de aço carbono médio sem costura para caldeiras e superaquecedores | ASTM A210 | 10.3~426 x 1.0~36 | A1, C |
| Tubos de aço de liga ferrítica e austenítica sem costura | ASTM A213 | 10.3~426 x 1.0~36 | T5, T9, T11, T12, T22, T91 |
| Aços carbono e de liga sem costura para tubos mecânicos | ASTM A333 | 1/4″~42″ x SCH20 ~XXS | Gr1, Gr3, Gr6 |
| Tubos de aço carbono e de liga sem costura e com solda para uso criogênico | ASTM A334 | 1/4″~4″ x SCH20 ~SCH80 | Gr1, Gr6 |
| Tubo de aquecedor de água de alimentação de aço carbono estirado a frio sem costura | ASTM A556 | 10.3~426 x 1.0~36 | A2, B2 |
Vantagens do aço carbono
Assim como outros tipos de aço, o aço carbono tem vantagens distintas. Algumas delas se destacam:
1. Robustez e durabilidade
O aço carbono se destaca por sua alta resistência e durabilidade. Isso o torna adequado para diferentes aplicações rigorosas.
Além disso, ele pode suportar cargas e pressões substanciais. Isso torna o aço carbono adequado para setores que necessitam de soluções robustas de tubulação.
2. Capacidade de tolerar condições ambientais adversas
O aço carbono pode suportar condições ambientais severas, como condições climáticas extremas. Além disso, resiste a estresse como fogo, furacões e terremotos. Isso significa que é um excelente material para a construção de residências.
3. Reciclável e ecologicamente correto
O aço carbono é totalmente reciclável. Ele pode ser usado várias vezes sem afetar a robustez e a qualidade. Isso o torna econômico e ecologicamente correto.
4. Versatilidade
O aço carbono é um material versátil, adequado para uso em vários setores.
Você pode ver que seus produtos podem ser fabricados em diferentes tamanhos e espessuras. Eles podem ser cortados, soldados e moldados para obter formas variadas. Além disso, você também pode uni-lo simplesmente a válvulas e outros acessórios.
5. Resistência ao desgaste e à ruptura
O aço-carbono não sacrifica a longevidade. Ele pode resistir ao desgaste típico dos usos industriais e de infraestrutura. Isso faz com que esses tubos de aço tenham uma vida operacional prolongada, apesar de seu preço acessível.
6. Resistência à corrosão
Você pode ver que o aço carbono está sujeito à corrosão. No entanto, ele pode ser protegido de diferentes maneiras. Entre elas estão a galvanização, o uso de revestimentos ou a incorporação de elementos resistentes à corrosão. Isso amplia ainda mais o uso do aço carbono em diversos ambientes.
7. Custo-benefício
O aço carbono é um material econômico. Ele pode ser moldado mais fino usando menos material e, ao mesmo tempo, mantendo sua integridade.
Além disso, o aço carbono é mais econômico para fabricar e comprar do que outras variantes de aço.
Campos de aplicação de tubos de aço carbono
Os tubos de aço carbono são usados para diversas aplicações em diferentes campos e domínios. Alguns dos mais proeminentes são:
1. Usos estruturais na construção e na engenharia predial
Esses tubos de aço encontram aplicações estruturais na construção e na engenharia predial. Eles são os componentes estruturais de pontes, edifícios, estradas, túneis e outras estruturas variadas.
Conhecidos por suas capacidades de suporte de carga, os tubos CS têm longevidade e firmeza específicas. Além disso, esses tubos são usados como tubos de andaimes no setor de construção.
2. Transporte de petróleo e gás
Esses tubos têm um papel fundamental no setor de petróleo e gás. Eles são a escolha preferida para o transporte de petróleo bruto dos locais de extração para as refinarias.
Além disso, eles distribuem gás natural para usinas de energia, residências e empresas. Sua alta resistência e confiabilidade garantem um transporte eficaz e seguro.
3. Fabricação de automóveis
Esses tubos de aço são muito importantes na fabricação de automóveis. Eles são empregados especialmente em sistemas de escapamento, componentes de chassi e estruturas.
Eles são muito elogiados por sua resistência superior e capacidade de suportar o estresse da operação do veículo.
4. Fornecimento de água e sistemas de esgoto
Esses tubos de aço são parte integrante dos sistemas de abastecimento de água e de esgoto. Eles permitem o transporte de água potável das estações de tratamento para estabelecimentos residenciais e comerciais.
Elas também são adequadas para sistemas de esgoto. Elas canalizam as águas residuais de regiões populosas para locais de tratamento.
5. Aplicações do setor químico
Esses tubos de aço têm vários usos no setor químico. Por exemplo, eles são usados para:
- Reatores
- Sistemas de transporte
- Tanques de armazenamento
Eles são essenciais para o manuseio e a movimentação de produtos químicos em fábricas químicas e farmacêuticas.
Aço carbono vs. aço preto
Talvez você saiba que o aço preto é uma variante do aço carbono. Ele foi submetido a um processo de escurecimento em vez de galvanização. O resultado é a formação de uma forte superfície de óxido de ferro ou magnetita. Isso dá aos tubos de aço preto sua aparência escura habitual. Esses tubos são conhecidos como tubos de ferro preto ou tubos de aço preto.
A tabela a seguir destaca algumas distinções importantes entre o aço carbono e o aço preto:
| Característica | Aço carbono | Aço preto |
| Definição básica | É uma forma de aço que tem o carbono como principal constituinte | É um tipo de aço revestido com óxido de ferro de cor escura na superfície |
| Quantidade de carbono | Ele possui carbono de até 2,1% por peso | O teor de carbono varia de 0,3 a 1,7% |
| Rigidez e dureza dos tubos | A rigidez e a dureza dos tubos de aço carbono dependem da quantidade de carbono. | Os tubos de aço preto possuem alta rigidez e dureza. |
| Suscetibilidade dos tubos à corrosão | Os tubos CS são suscetíveis à corrosão e, portanto, precisam de galvanização. | Os tubos de aço preto são notavelmente resistentes à corrosão. Isso se deve aos altos níveis de magnetita na superfície. |
| Aparência | Ele tem uma cor cinza-prateada no estado bruto. O tom exato de cinza depende da composição especificada e do processamento do aço. Normalmente, ele não é reflexivo nem brilhante. | Ele tem um acabamento preto fosco e escuro. Isso se deve ao processo de escurecimento. Isso significa a aplicação de uma camada de óxido preto na superfície do aço padrão. |
| Ecologicamente correto | É menos ecológico; sua fabricação libera mais emissões de carbono na atmosfera. | É mais ecológico; sua fabricação libera menos emissões de carbono na atmosfera. |
Conclusão
Esperamos que este artigo sobre tubos de aço carbono seja vantajoso para você.
Transmitimos informações essenciais que vão desde o significado desses tubos até as vantagens e especificações dos mesmos. Também inspecionamos as distinções vitais entre tubos de aço carbono e tubos de aço preto.
Conhecer esses tubos de aço o ajuda a escolher o mais adequado às suas necessidades. Isso também garante longevidade, eficácia e segurança em vários projetos e usos.