Aula 2 - Principais Materiais de Tubulações revE

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Módulo I
Introdução à Engenharia de Construção e 
Montagem de Tubulações Industriais
Aula 2
Principais Materiais de Tubulações
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Conteúdo
• Algumas Propriedades dos Materiais
• Tubos de Aço-Carbono
• Tubos de Aço Liga
• Aços Inoxidáveis
• Dimensões Comerciais dos “Tubos de Condução” de Aço
• Tubos de Ferro Fundido e Ferro Forjado
• Tubos de Metais não-ferrosos
• Referências Bibliográficas
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Propriedades dos Materiais
• Ensaio de Tração
• Ductilidade
• Dureza
• Resistêcia Mecânica
• Tenacidade
• Temperabilidade
• Soldabilidade
• Fluência
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Propriedades dos Materiais
Tipos de esforços Deformação
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Propriedades dos Materiais
Ensaio de Tração  deformações elásticas
• 0-P  tensão proporcional a deformação;
• 0-P  obedece a Lei de Hooke;
• E (módulo de elasticidade)  rigidez – resistência a 
deformação elástica;
• Quanto maior E maior rigidez; menor deformação 
elástica.
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Propriedades dos Materiais
Ensaio de Tração
• deformações plásticas;
• Limite de escoamento  projeto;
• Limite de resistência a tração;
• Limite de ruptura.
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Propriedades dos Materiais – Res. Mecânica
• Resistência Mecânica
– Corresponde à tensão máxima aplicada ao material antes da ruptura 
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Propriedades dos Materiais - Dureza
• Ductilidade  grau de deformação plástica quando da fratura;
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Propriedades dos Materiais - Dureza
• DUCTILIDADE X FRAGILIDADE
• Fragilidade  deformação plástica pequena ou nenhuma;
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Propriedades dos Materiais – Tenacidade
• Resiliência
– Capacidade do material de absorver energia quando deformado 
elasticamente e recuperar com o descarregamento;
– Material resiliente  aplicações como mola;
– Energia do segundo gráfico?
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Propriedades dos Materiais – Tenacidade
• Tenacidade  cargas estáticas
– Corresponde à capacidade do material de absorver energia até sua 
ruptura (área sob a curva)
– Tenaz  ductilidade + resistência
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Propriedades dos Materiais – Tenacidade
• Tenacidade  ensaio de impacto (Charpy)
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Propriedades dos Materiais – Tenacidade
• Tenacidade  ensaio de impacto (Charpy)  Temperatura e 
teor de carbono faz a diferença???
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Propriedades dos Materiais - Dureza
• Dureza
– Capacidade do material resistir à ricos
– Está diretamente relacionada ao 
Limite de Escoamento
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Propriedades dos Materiais – Tenacidade
• Teor de carbono
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Propriedades dos Materiais –
Temperabilidade
• Temperabilidade
– Capacidade de um aço adquirir 
dureza por têmpera a uma certa 
profundidade;
– Ensaio Jominy
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Propriedades dos Materiais –
Temperabilidade
• Temperabilidade
– Comparação entre materiais
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Propriedades dos Materiais – Soldabilidade
• Soldabilidade Operacional
– Envolve a facilidade de execução da junta e é influenciada pelo 
material e características do processo.
• Soldabilidade Metalúrgica
– Envolve as transformações de fase que ocorrem no aquecimento, 
fusão, solidificação e resfriamento e é influenciada pelo material e 
aporte térmico durante a soldagem
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Propriedades dos Materiais – Fluência
• Fluência
– Quando um metal é solicitado por uma carga, imediatamente sofre 
uma deformação elástica. Com a aplicação de uma carga constante, a 
deformação plástica progride lentamente com o tempo (fluência) até 
haver um estrangulamento e ruptura do material
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Propriedades dos Materiais – Fluência
• Fluência
– Fluência é definida como a deformação permanente, dependente do 
tempo e da temperatura, quando o material é submetido à uma carga 
constante
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Propriedades dos Materiais – Exercícios
• COMPARAÇÃO
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Propriedades dos Materiais – Exercícios
• Exercícios
1. maior resistência?
2. maior limite de escoamento?
3. maior ductilidade?
4. maior fragilidade?
5. maior resiliência?
6. maior tenacidade?
7. maior teor de carbono entre a e 
b?
8. menor soldabilidade entre a e b?
9. maior temperabilidade entre a e 
b?
10.maior módulo de elasticidade 
entre a e b?
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Tubos de Aço Carbono
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Tubos de Aço Carbono
• Entre todos os materiais existentes o aço carbono é o que
apresenta menor relação custo resistência mecânica.
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Tubos de Aço Carbono
• É um material fácil de soldar e conformar além de ser
facilmente encontrado no mercado.
• Chamado de material de “uso geral”, ou seja, só não é usado
quando existe alguma circunstância que o proíbe.
• Em uma refinaria de petróleo por exemplo ele chega à 90% de
toda a tubulação.
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Tubos de Aço Carbono
• Emprega-se aço carbono para:
– água doce
– vapor de baixa pressão
– condensado
– ar comprimido
– óleos
– gases
• Muitos outros fluidos pouco corrosivos em temperaturas
desde -45° e a qualquer pressão
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Tubos de Aço Carbono
• Quanto maior o teor de
carbono  produz
basicamente o aumento
nos limites de resistência
e de escoamento e na
dureza e temperabilidade
do aço.
• As propriedades são altamente influenciadas por sua
composição química e pela temperatura.
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Tubos de Aço Carbono
• Contrapartida  esse aumento prejudica
bastante a ductilidade e a soldabilidade do aço.
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Tubos de Aço Carbono
AÇOS PARA TUBOS
• Limita-se até 0,35% de C;
• Até 0,30% de C solda fácil;
• Até 0,25% de C facilmente dobrados a frio.
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Tubos de Aço Carbono
• Os aços-carbono podem ser acalmados (killed
steel) com a adição de até 0,6% de Si, para
eliminar os gases ou efervescentes (rimed steel)
que não contém Si.
• Os aços-carbono acalmados tem a estrutura
metalúrgica mais fina e uniforme sendo assim de
qualidade superior aos efervescentes.
• Para T<0°C e T>400°C  recomendado
selecionar aço-carbono acalmado;
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Tubos de Aço Carbono
VALORES APROXIMADOS
• Os aços de baixo carbono ( até 0,25%C) tem limite 
de resistência da ordem de 310 a 370 Mpa (31 a 
37 kg/mm2) e limite de escoamento de 150 a 220 
Mpa (15 a 22 kg/mm2). 
• Para os aços de médio carbono (até 0,35%C), a 
resistência é 370 a 540 MPa (37 a 54 kg/mm2) e 
220 a 280 MPa (22 a 28 kg/mm2).
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Tubos de Aço Carbono
• A resistência mecânica do aço-carbono começa a 
sofrer uma forte redução em temperaturas superiores 
a 400°C, em função do tempo, devido principalmente 
ao fenômeno de deformações permanentes por 
fluência (creep) – início em 370°C
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Tubos de Aço Carbono
• Deformações por fluência serão tanto maiores 
e mais rápidas quanto mais elevadas as 
temperaturas, maiorfor a tensão no material e mais 
longo for o período sob ação da tensão e da 
temperatura.
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Tubos de Aço Carbono
• Para T> 530°C  o aço-carbono sofre uma intensa 
oxidação superficial (scaling), quando exposto ao ar, 
com formação de grossas crostas de óxidos 
(carepas), o que o torna inaceitável para qualquer 
serviço contínuo.
• Essa oxidação pode se iniciar em temperaturas 
menores quando em contato com outros meios.
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Tubos de Aço Carbono
• Para T>420°C A exposição prolongada do aço-carbono a 
temperaturas superiores a 420°C pode causar ainda uma 
precipitação de carbono (grafitização), que faz o material ficar 
quebradiço.
• Por isso recomenda-se os seguintes limites máximos de 
temperatura para as tubulações de aço-carbono:
– Tubulações principais, serviço contínuo: 450°C
– Tubulações secundárias, serviço contínuo: 480°C
– Máximos eventuais de temperatura, de curto duração e não 
coincidentes com grandes esforços mecânicos: 520°C
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Tubos de Aço Carbono
• O aço-carbono apresenta 
uma transição ductil-frágil
em baixas temperaturas, 
ficando sujeito a fraturas 
frágeis repentinas;
• Evento catastrófico.
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Tubos de Aço Carbono
• De um modo geral não são empregados aços-
carbono para serviços em que possam ocorrer 
temperaturas inferiores a -45°C, ainda que sejam 
eventuais ou de curta duração.
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Tubos de Aço Carbono
CORROSÃO
• Serviço corrosivo  maioria;
• AC  baixa resistência a corrosão;
• AC  entretanto é o mais barato;
• E AGORA?
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Tubos de Aço Carbono
CORROSÃO
• Serviço corrosivo  maioria;
• AC  baixa resistência a corrosão;
• AC  entretanto é o mais barato;
• E AGORA?
• Adotar SOBRESPESSURA de corrosão;
• Adotar pintura;
• Adotar revestimento.
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Tubos de Aço Carbono
O QUE É SOBRESPESSURA DE CORROSÃO?
• Margem que será consumida ao longo da vida útil;
• Depende da taxa de corrosão anual;
• Taxa de corrosão anual  depende do material e 
do serviço que este será submetido.
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Tubos de Aço Carbono
SERVIÇOS A SEREM EVITADOS
• O contato direto com o solo causa, não só a 
ferrugem como uma corrosão por pites penetrante 
que é mais grave em solos úmidos ou ácidos –
deve-se evitar esse tipo de contato.
• O aço-carbono é violentamente atacado pelos 
ácidos minerais, principalmente quando diluídos ou 
quentes.
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Tubos de Aço Carbono
• O serviço com as bases, mesmo quando fortes, 
é possível até 70°C, devendo, entretanto, para 
temperaturas acima de 40°C ser feito um 
tratamento térmico de alívio de tensões
• Temperaturas mais elevadas causam um grave 
problema de corrosão sob-tensão no aço-
carbono. 
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Tubos de Aço Carbono
• De um modo geral os resíduos da corrosão dos 
aços carbono não são tóxicos, mas podem afetar 
a cor e o gosto do fluido contido.
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Especificação de Material para Tubos de 
Aço Carbono
Quero um tubo de aço 1040. Pode???
• Os materiais de todo componente das tubulações 
industriais devem obrigatoriamente obedecer à 
alguma Especificação de Material, para que se 
tenha garantia dos padrões de qualidade.
• Ex.: A-53, A-106...
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Especificação de Material para Tubos de 
Aço Carbono
• Essa exigência se aplica não só aos tubos mas 
também à todos os outros componentes de 
tubulação como válvulas, acessórios, flanges, 
parafusos...)
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Especificações de material para tubos de aço
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Especificações de material para tubos de 
aço
• Especificações ASTM
– A53
– A106
– A120
– A134
– A135
– A333
– A671
– A672
• Especificações API
– API 5L
– API 5LX
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Normas ASTM
(American Society for Testing and Materials)
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ASTM – A53
• Qualidade  média, uso geral, em serviços de
pouca criticidade;
• GrausA (baixo %C) e B (média %C);
• Diâmetro 1/8” a 26 ”;
• Com costura (resistência elétrica);
• Sem costura No Brasil até 14”;
• Preto (sem acabamento superficial);
• Galvanizado.
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ASTM – A106
• Qualidade Tubos de alta qualidade;
• Temperatura para temperaturas elevadas;
• Graus A (baixo %C), B (médio %C) e C (alto %C).
• Grau C  raramente empregado, não fabrica no
Brasil;
• Diâmetros 1/8” a 26”;
• Sem costura No Brasil até 14”;
• Acalmado com Si.
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ASTM – A120
• Especificação para tubos de qualidade estrutural, com ou 
sem costura, de 1 1/8 a 26 de diâmetro nominal.
• Não prescreve exigências de composição química completa do 
material, não estabelecendo por exemplo os limites de 
carbono o que pode afetar a soldabilidade.
• Esses tubos são empregados geralmente para serviços de 
baixa responsabilidade como água, ar comprimido – categoria 
“D” da B31.3; pressões de até 1 MPa e temperatura em torno 
de 185°.
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ASTM – A134
• Especificação para tubos com costura, soldado por arco 
submerso em diâmetro de 16, ou maiores com solda 
longitudinal ou helicoidal.
• Também só são permitidos para a categoria “D” da B31.3.
• Categoria D fluidos não-inflamáveis, não-tóxicos e não 
perigosos, pressões até 1MPa (=*10kgf/cm²), temperaturas 
até 185°C.
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ASTM – A135
• Especificação para tubos soldados por resistência elétrica em 
diâmetro de 2 a 30.
• Possui classificação em dois grupos A e B.
• Também só são permitidos para a categoria “D” da B31.3.
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ASTM – A333
• Especificação para tubos com ou sem costura especial para 
serviços de baixa temperatura. 
• Abrange vários graus de material sendo o 1 e 6 de aço-
carbono acalmado com Silício. 
• Os outros graus correspondem à aço-liga níquel.
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ASTM – A671
• Especificação para tubos com costura por arco submerso, em 
diâmetros de 16 ou maiores, para serviços em temperatura 
ambiente ou baixas.
• Abrange 15 classes de material designadas de 10 a 52, 
conforme exigência de tratamento térmicos, radiografia, da 
solda e teste de pressão. 
• Os tubos são feitos a partir de chapas de aço acalmado (ASTM 
A516) ou não acalmado (ASTM A285 Gr. C); a especificação 
inclui também aço-liga níquel.
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ASTM – A672
• Especificação para tubos com costura por arco submerso, em 
diâmetros de 16 ou maiores, para serviços de altas pressões e 
em temperaturas moderadas.
• Abrange 15 classes de material designadas de 10 a 52, 
conforme exigência de tratamento térmicos, radiografia, da 
solda e teste de pressão, assim como a A671. 
• Os tubos são feitos a partir de chapas de aço acalmado (ASTM 
A515 e A516) ou não acalmado (ASTM A285 Gr. C); a 
especificação de aço-liga molibidênio.
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Especificações para tubos – Exercício em 
grupo  comparar especificações
A53 A106 A120 A333 API 5L
Qualidade
Costura
DN
solda
Temperatura
Acalmado
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Normas API
(American Petroleum Institute)
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API 5L e 5LX
• Especificação para tubos de qualidade média, com ou sem 
costura, de 1/8 a64 de diâmetro nominal.
• Possui dois graus de material A e B ( A25, A e B)
Graus Limite de Resistência (MPa) Limite de Escoamento (MPa)
A25 310 172
A 331 207
B 414 241
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API 5L e 5LX
• Especificação para tubos com ou sem costura, de aço-
carbono, de alta resistência especialmente para oleodutos, 
gasodutos, abrangendo oito graus de material com limites 
mínimos de resistência e escoamento.
Graus Limite Resistência (MPa)
Limite Escoamento 
(MPa) Limite Escoamento (psi)
X42 412 284 41191
X46 431 314 45541
X52 451 353 51198
X56 490 382 55404
X60 509 412 59755
X65 529 441 63961
X70 569 480 69618
X80 618 549 79625
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API 5L e 5LX
• De acordo com a B31.3 os tubos desta especificação não 
devem ser empregados para temperaturas acima de de 200°C
• Os aços dos graus X56 até X80 na verdade são aços de baixa 
liga, pois tem pequenas quantidades de Ti, V e Nb.
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Notas Gerais Importantes
• Todas as especificações citadas, (ASTM e API) contem 
exigências de composição química e propriedades mecânicas 
do material, ensaios exigidos ou opcionais, dimensões e 
tolerâncias dimensionais, condições de aceitação e rejeição do 
material.
• Os Graus A e B das especificações A53, A106, A135 e API 5L e 
o grau C da especificação A106 possuem valores de 
concentração de carbono iguais
Graus % C max
A 0,25
B 0,30
C 0,35
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Notas Gerais Importantes
• O Grau A corresponde a aço de baixo carbono e os graus B e C 
à aços de médio carbono.
• Para tubulações até 2” prefere-se usar tubos do Gr. A, que são 
mais facilmente dobrados à frio.
• Já para tubulações de 3” ou maior prefere-se usar Gr B que 
possui resistência mecânica maior.
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Tubos de Aço-Liga e Aços Inoxidáveis
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Aços Liga e Aços Inoxidáveis
• Denomina-se “aços-liga” (alloyed steel) todos os aços que 
possuem qualquer quantidade de outros elementos além dos 
que entram na composição do aço carbono.
• Dependendo da quantidade de total de elementos de liga 
distinguem-se os aços baixa-liga, com até 5% de elementos, os 
de liga intermediária de 5% a 10% de elementos e os de alta 
liga com mais de 10%
• Os aços inoxidáveis sã os que contem pelo menos 12% de 
cromo, o que lhes confere a propriedade de não se 
enferrujarem facilmente mesmo expostos à uma atmosfera 
normal.
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Aços Liga e Aços Inoxidáveis
• Tubos de aço liga são bem mais caros do que os de aço 
carbono, sendo de um modo geral o custo é tão mais alto 
quanto maior for a quantidade de elementos de liga.
• A montagem e soldagem desses tubos é normalmente mais 
cara.
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Principais Casos de Aplicação
1. Altas temperaturas
2. Baixas Temperaturas
3. Alta corrosão
4. Exigência de não-contaminação
5. Segurança
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Principais Casos de Aplicação
• Alta Temperatura
– Temperaturas acima dos limites de uso dos aços-carbono, 
ou mesmo dentro desses limites, quando for exigida maior 
resistência mecânica. Maior resistência à fluência, ou 
maior resistência à corrosão.
• Baixa Temperatura
– Temperaturas inferiores a -45°C devido à possibilidade de 
fraturas frágeis com o aço-carbono
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Principais Casos de Aplicação
• Alta corrosão
– Serviços com fluidos corrosivos, mesmo quando dentro da 
faixa de temperaturas de emprego dos aços-carbono.
– De um modo geral os aços-liga e inoxidáveis tem melhores 
qualidades de resistência à corrosão do que os aços-
carbono.
– Existem numerosos casos de exceção: água salgada, por 
exemplo, destrói a maioria dos aços especiais rapidamente.
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Principais Casos de Aplicação
• Exigência de não-contaminação
– Serviços para os quais não se possa admitir a 
contaminação do fluido circulante (produtos alimentares e 
farmaceuticos, por exemplo). A corrosão, ainda que só seja 
capaz de destruir o material do tubo após muito tempo, 
pode causar a contaminação do fluido.
– Embora pelo ponto de vista de corrosão não sejam 
necessários esses materiais são selecionados
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Principais Casos de Aplicação
• Segurança
– Serviços com fluidos perigosos (em temperatura muito 
elevada, inflamáveis, tóxicos, explosivos, etc.) quando for 
exigido o máximo de segurança contra possíveis 
vazamentos e acidentes. 
– Também nesses casos, estritamente devido à corrosão, 
esses materiais não seriam escolhidos.
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Nota quanto à corrosão
• Quando são consideradas exigências de não contaminação do 
fluido e segurança, o problema se torna econômico.
• Quanto mais resistente à corrosão for o material, mais longa 
será a vida útil da tubulação.
• Deve ser considerado o custo dos diversos materiais com o 
custo de reposição da tubulação, incluindo o custo das 
paradas.
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Tubos de Aços Liga
• Duas classes de aços liga são importantes como materiais de 
tubulações:
• Aços liga molibdênio e cromo-molibdênio
– Aços liga molibdênio e cromo-molibdênio contém até 1% de Mo e até 
9% de Cr, em diversas proporções
• Aços liga níquel
– Os aços liga contendo de níquel são materiais específicos para uso em 
temperaturas muito baixas, sendo a temperatura mais baixa quanto 
maior for a quantidade de níquel.
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Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
• O Cr causa sensível melhoria na resistência à oxidação –
mesmo em temperaturas elevadas – sendo esse efeito tão 
maior quanto maior for a quantidade de Cr.
• Por essas características esses aços podem ser utilizados para 
linhas de temperatura superior a do aços-carbono.
• Até 2,5% de Cr há um ligeiro aumento na resistência á fluência 
e para valores maiores que esse essa resitência reduz de 
forma drástica – exceto para os aços inoxidáveis austeníticos 
contendo níquel.
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Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
• Aços liga com 2,5%-Cr são usados para serviços em alta 
temperatura – em relação ao aço carbono – , com grandes 
esforços mecânicos, baixa corrosão, para os quais a principal 
preocupação é a resistência à fluência.
• Aços liga com maior teor de Cr usados para serviços em alta 
temperatura, com esforços mecânicos reduzidos e alta 
corrosão, onde se deseja principalmente resistência à 
oxidação ou à corrosão.
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Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
• O molibdênio - Mo, é o elemento mais importante na 
melhoria da resistência à fluência do aço, contribuindo 
também para aumenta a resistência à corrosão por pites.
• Da mesma forma que os aços carbono esses aços liga sofrem 
também a transição dúctil-fragil em baixa temperaturas, não 
devendo ser empregados por isso a nenhum serviço em torno 
de 0 °C.
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Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
• Especificações de Materiais ASTM:
• Tubos sem costura 
– A335 – Aços Liga Mo e Cr-Mo
– A333 – Aços Liga Ni
• Tubos com costura (grandes diâmetros)
– A671 – Aços Liga 2 ½ Ni e 3 ½ Ni
– A672 – Aços Liga ½ Mo
– A691 – Aços Liga Cr-Mo - diversos
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Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
Espec. ASTM e Grau
s/ costura
Elemento de liga (%) Limites de Temperatura
para serviço contínuo não 
corrosivo (°C)Cr Mo Ni
A335 Gr. P1 - ½ - 480
A335 Gr. P5 5 ½ - 480
A335 Gr. P7 7 ½ - 480
A335 Gr. P9 9 1 - 600
A335 Gr. P11 1 ¼ ½ - 520
A335Gr. P22 2 ¼ 1 - 570
A333 Gr. 3 - - 3 ½ -100 – baixa temp
A333 Gr. 7 - - 2 ¼ -60 – baixa temp
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Tubos de Aços Liga – Resumo 
• AL = AC + outros elementos (maior custo);
• Aplicação:
– fluidos muito corrosivos;
– temp. muito altas e baixas: mín<AC e máx>AC;
• Soldagem  + difícil que o AC;
• Especificações de aço liga para tubos
– A-335 e A-333: SC
– A-671, A-672 e A-691: CC
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Tubos de Aços Inoxidáveis
• Existem duas classes principais de aços inoxidáveis para 
tubulações:
– Austeníticos (não magnéticos), contendo basicamente de 
16 a 26% de Cr e de 6 a 22% de Ni.
– Ferríticos (magnéticos), contendo basicamente de 12 a 30 
% de Cr.
• Os Austeníticos são os mais importantes.
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Tubos de Aços Inoxidáveis
• Os aços inoxidáveis austeníticos apresentam extraordinária 
resitência à fluência e à oxidação, razão pela qual são bem 
mais elevados os valores de temperatura aos quais eles são 
aplicáveis – exceto para os tipos de muito baixo carbono (304L 
e 316L) onde o limite é cerca de 400°C devido à menor 
resistência mecânica desses aços.
• Aços austeníticos mantem o comportamento ductil mesmo 
em temperaturas extremamente baixas, podendo alguns 
serem utilizados mesmo próximo do zero absoluto.
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Tubos de Aços Inoxidáveis
• Esses aços são todos de fácil soldagem, não exigindo nenhum 
tratamento térmico.
• Os tubos de aços inoxidáveis austeníticos são usados, entre 
outros serviços, para temperatura muito elevadas, 
temperaturas muito baixas (serviços criogênicos), serviços 
corrosivos e oxidantes, produtos alimentares, farmeceuticos, e 
serviços com exigência de não contaminação.
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Tubos de Aços Inoxidáveis
• Os tubos de aço inoxidáveis ferríticos apresentam, em relação 
aos austeníticos, bem menor resistência à fluência e a 
corrosão em geral.
• Esses aços são mais baratos que os austeníticos
• São todos mais difíceis de soldar e não são adequados à 
serviços de baixa temperatura.
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Tubos de Aços Inoxidáveis
Tipos 
(denominação 
AISI)
Estrutura 
Metalúrgica
Elementos de Liga (%) Limites de Temperatura (°C)
Cr Ni Outros Maxima Mínima
304 Austenítico 18 8 - 600 -255
304L Austenítico 18 8 C(max): 0,03 400 S/ limite
310 Austenítico 25 20 600 -195
316 Austenítico 16 10 Mo: 2 650 195
316L Austenítico 16 10 Mo: 2; C(max): 0,03 400 195
321 Austenítico 17 9 Ti: 0,5 600 195
347 Austenítico 17 9 Nb + Ta: 1 600 -255
405 Ferrítico 12 - Al: 0,2 470 zero
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Exercícios marcar tabela comparativa
CARACTERÍSTICA AC AL AI
Maior soldabilidade
Elementos de liga Cr, Ni, Mo
Maior resistência a corrosão em geral
Especificações para tubos A335; A671; A672
Contaminação do fluido inexistente
Maior faixa de temperatura
Facilidade de conformação
Especificações para tubos A106 e API5L
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Diâmetros comerciais dos Tubos para 
condução de aço
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Dimensões Comerciais dos “Tubos de 
Condução” de Aço
• Definição dos diâmetros comerciais  normas
– aço carbono  ASME B36.10  1/8<DN<36”;
– aço inox  ASME B36.19  1/8<DN<12”.
• Todos esses tubos são designados por um número 
chamado “Diâmetro nominal IPS” (Iron Pipe Size), ou 
bitola nominal.
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Dimensões Comerciais dos “Tubos de 
Condução” de Aço
• DN<12” DE diferente de DN;
• 14”<DN<36” DE = DN;
• Para cada DN fabricam-se tubos com várias
espessuras de parede;
• Ex.:4” 3,05mm;6,02; 8,56; 13,5; 17,1;
• Para cada DN DE cte
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Dimensões Comerciais dos “Tubos de 
Condução” de Aço
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Dimensões Comerciais dos “Tubos de 
Condução” de Aço - Espessuras
• Antes da norma ANSI B.36.10 os tubos de cada diâmetro 
nominal eram fabricados em três espessuras diferente:
– Peso Normal – Standard – S
– Extra Forte – Extra Strong – XS
– Duplo Extra Forte – Double Extra Strong – XXS
• Apesar de obsoletas ainda são largamente utilizadas
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Dimensões Comerciais dos “Tubos de 
Condução” de Aço - Espessuras
• Após a norma ANSI B.36.10 foram adotadas as séries 
(Schedule Number) para designar espessuras ou peso.
– P – Pressão de teste em psig
– S – Tensão admissível do Material em psi
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Tabela – Norma ASME B36.10
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Dimensões Comerciais dos “Tubos de 
Condução” de Aço - Espessuras
• Norma AISI B.36.10
• Norma API 5L
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Exercício 1
• Você está especificando uma linha. Usando a norma API 5L 
selecionar um tubo para aplicação de 3000psi em linha de 4” 
sabendo que:
– Tensão admissível = Limite de Escoamento
– Tensão no tubo dada por:
– Obs: Calcular para todos a título de exercício...(DIDÁTICO)
t
DP
2
⋅
=σ
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Resultados – Exercício 1
Pressão 
psi
OD
in
Wt
in
Tesnsão
psi
Spec Min
3000 4,00 0,083 72289 NA
3000 4,00 0,109 55045 X56
3000 4,00 0,125 48000 X52
3000 4,00 0,141 42553 X46
3000 4,00 0,156 38461 X42
3000 4,00 0,172 34883 B
3000 4,00 0,188 31914 B
3000 4,00 0,226 26548 A
3000 4,00 0,250 24000 A25
3000 4,00 0,281 21352 A25
3000 4,00 0,318 18867 A25
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Exercício 2
• Você está especificando a mesma linha, mas agora você possui 
taxa de redução de espessura por corrosão de 0,008 por ano. 
– Em quanto tempo a unidade estaria fora de critério.
– Qual deveria ser a taxa para que a linha dure 10 anos?
t
DP
2
⋅
=σ
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Resultados – Exercício 1
Pressão psi OD Wt Perda Tempo Tensão Spec 
Min in in in anos psi 
3000 4 0,083 0,008 10 2000000 NA 
3000 4 0,109 0,008 10 206897 NA 
3000 4 0,125 0,008 10 133333 NA 
3000 4 0,141 0,008 10 98361 NA 
3000 4 0,156 0,008 10 78947 NA 
3000 4 0,172 0,008 10 65217 X70
3000 4 0,188 0,008 10 55556 X56
3000 4 0,226 0,008 10 41096 X42 
3000 4 0,25 0,008 10 35294 X42 
3000 4 0,281 0,008 10 29851 A
3000 4 0,318 0,008 10 25210 A
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Tubos de Ferro Fundido
• São utilizados para água, gás, água salgada e esgoto, em 
serviços de baixa pressão, temperatura ambiente, e onde não 
ocorram grandes esforços mecânicos.
• Ele tem bastante resistência à corrosão, principalmente à 
corrosão pelo solo, e grande duração. 
• São fabricados por fundição centrifugada.
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Tubos de Metais Não-Ferrosos
• Comparados ao aço carbono a maioria deles possui:
– Melhor resistência à corrosão
– Preço mais elevado
– Menor resistência Mecânica
– Menor resistência a altas temperaturas
– Melhor comportamento em baixas temperaturas
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Tubos de Metais Não-Ferrosos
• Cobre e suas ligas
– Fabricam-se tubos de uma grande variedade desses materiais, 
incluindo o cobre comercialmente puro, e diversos tipos de latões e de 
cobre níquel.
– O uso desses materiais tem diminuído em função basicamente de seu 
elevado custo se comparado com os plásticos.
– Devido a seu alto coeficiente de transferência de calor, os tubos de 
cobre e latão são utilizados em serpentinas e como tubos de 
aquecimento e refrigeração.
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Tubos de Metais Não-Ferrosos• Alumínio e suas ligas
– São muito leves, cerca de 1/3 do peso do aço.
– Assim com o Cobre possui alto coeficiente de transferência de calor, 
sendo também utilizado em sistemas de aquecimento e refrigeração, 
serviços criogênicos e serviços com a exigência de não-contminação.
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Tubos de Metais Não-Ferrosos
• Alumínio e suas ligas
– São muito leves, cerca de 1/3 do peso do aço.
– Assim com o Cobre possui alto coeficiente de transferência de calor, 
sendo também utilizado em sistemas de aquecimento e refrigeração, 
serviços criogênicos e serviços com a exigência de não-contaminação.
– Possui resistência mecânica baixa, mas com a adição de alguns 
elementos, Fe, Si, Mg pode melhorar sua resistência mecânica.
– Trabalham de -270 até 200°C
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Tubos de Metais Não-Ferrosos
• Níquel e suas ligas
– Os materiais são os seguintes:
– Níquel comercial
– Monel
– Inconel
• Todos apresentam simultaneamente extraordinária resistência 
à corrosão, muito boas qualidades para resistência mecânica e 
de temperatura, tanto baixa com alta.
• Essas ligas são bem caras. O alto preço ainda limita o seu uso a 
poucas aplicações.
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Referências Bibliográficas
• CALLISTER, WILLIAM D.,“MATERIALS SCIENCE AND 
ENGINEERING: AN INTRODUCTION” – 6ª EDIÇÃO
• TELLES, PEDRO CARLOS SILVA, “TUBULAÇÕES INDUSTRIAIS -
MATERIAIS, PROJETOS, MONTAGEM” - 10ª EDIÇÃO
• TELLES, PEDRO CARLOS SILVA, “MATERIAIS PARA 
EQUIPAMENTOS DE PROCESSO” – 6ª EDIÇÃO
	Módulo I�Introdução à Engenharia de Construção e Montagem de Tubulações Industriais
	Conteúdo
	Propriedades dos Materiais
	Propriedades dos Materiais
	Propriedades dos Materiais
	Propriedades dos Materiais
	Propriedades dos Materiais – Res. Mecânica
	Propriedades dos Materiais - Dureza
	Propriedades dos Materiais - Dureza
	Propriedades dos Materiais – Tenacidade
	Propriedades dos Materiais – Tenacidade
	Propriedades dos Materiais – Tenacidade
	Propriedades dos Materiais – Tenacidade
	Propriedades dos Materiais - Dureza
	Propriedades dos Materiais – Tenacidade
	Propriedades dos Materiais – Temperabilidade
	Propriedades dos Materiais – Temperabilidade
	Propriedades dos Materiais – Soldabilidade
	Propriedades dos Materiais – Fluência
	Propriedades dos Materiais – Fluência
	Propriedades dos Materiais – Exercícios
	Propriedades dos Materiais – Exercícios
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Tubos de Aço Carbono
	Especificação de Material para Tubos de Aço Carbono
	Especificação de Material para Tubos de Aço Carbono
	Especificações de material para tubos de aço
	Especificações de material para tubos de aço
	Normas ASTM�(American Society for Testing and Materials)
	ASTM – A53
	ASTM – A106
	ASTM – A120
	ASTM – A134
	ASTM – A135
	ASTM – A333
	ASTM – A671
	ASTM – A672
	Especificações para tubos – Exercício em grupo  comparar especificações
	Normas API�(American Petroleum Institute)
	API 5L e 5LX
	API 5L e 5LX
	API 5L e 5LX
	Notas Gerais Importantes
	Notas Gerais Importantes
	Tubos de Aço-Liga e Aços Inoxidáveis
	Aços Liga e Aços Inoxidáveis
	Aços Liga e Aços Inoxidáveis
	Principais Casos de Aplicação
	Principais Casos de Aplicação
	Principais Casos de Aplicação
	Principais Casos de Aplicação
	Principais Casos de Aplicação
	Nota quanto à corrosão
	Tubos de Aços Liga
	Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
	Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
	Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
	Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
	Tubos de Aços Liga – Mo e Cr-Mo 
	Tubos de Aços Liga – Resumo 
	Tubos de Aços Inoxidáveis
	Tubos de Aços Inoxidáveis
	Tubos de Aços Inoxidáveis
	Tubos de Aços Inoxidáveis
	Tubos de Aços Inoxidáveis
	Exercícios  marcar tabela comparativa
	Diâmetros comerciais dos Tubos para condução de aço
	Dimensões Comerciais dos “Tubos de Condução” de Aço
	Dimensões Comerciais dos “Tubos de Condução” de Aço
	Dimensões Comerciais dos “Tubos de Condução” de Aço
	Dimensões Comerciais dos “Tubos de Condução” de Aço - Espessuras
	Dimensões Comerciais dos “Tubos de Condução” de Aço - Espessuras
	Slide Number 92
	Dimensões Comerciais dos “Tubos de Condução” de Aço - Espessuras
	Exercício 1
	Slide Number 95
	Resultados – Exercício 1
	Exercício 2
	Slide Number 98
	Resultados – Exercício 1
	Tubos de Ferro Fundido
	Tubos de Metais Não-Ferrosos
	Tubos de Metais Não-Ferrosos
	Tubos de Metais Não-Ferrosos
	Tubos de Metais Não-Ferrosos
	Tubos de Metais Não-Ferrosos
	Referências Bibliográficas