Prevenir defeitos em tubos de aço: causas, detecção e soluções

4 de maio de 2024 Roberto Magalhães

Defeitos de Superfície Interna

Dobra Interna

Característica: Um defeito em forma de dente de serra reto ou espiral, semi-espiral, na superfície interna do tubo de aço.

Causas:

Tubo vazio: folga central, segregação; sério resíduo de cavidade de contração; inclusões não metálicas excedem o padrão.
Aquecimento irregular do tubo vazio, temperatura muito alta ou muito baixa e tempo de aquecimento muito longo.
Área de perfuração: desgaste superior severo; ajuste inadequado dos parâmetros da máquina de perfuração; envelhecimento de rolos de perfuração e assim por diante.

Inspeção: Não são permitidas dobras internas na superfície interna do tubo de aço. A dobra interna na extremidade do tubo deve ser reparada esmerilhando ou cortando novamente. O valor real da espessura da parede da posição de retificação não deve ser inferior ao valor mínimo exigido pela norma. Todo o comprimento da dobra interna deve ser rejeitado.

Cicatriz Interna

Característica: A superfície interna do tubo de aço apresenta manchas e cicatrizes, que geralmente não enraízam e são fáceis de descascar.

Causas:

Impurezas no lubrificante de grafite.
A orelha de ferro na extremidade traseira do tubo áspero é pressionada na parede interna do tubo de aço.

Inspeção: Não são permitidas cicatrizes internas na superfície interna do tubo de aço. A extremidade do tubo deve ser retificada e cortada novamente. A profundidade da retificação não deve exceder o desvio negativo dos requisitos da norma, e a espessura real da parede não deve ser inferior ao valor mínimo exigido pela norma. Toda a extensão da cicatriz interna deve ser rejeitada.

Pele ondulada

Característica: Pele pequena com cachos retos ou intermitentes em forma de unha na superfície interna do tubo de aço. Muitas vezes aparece na cabeça do capilar e é fácil de remover.

Causas:

Ajuste inadequado dos parâmetros da máquina de perfuração.
Aço pegajoso no topo.
Acúmulo de película de ferro oxidado no tubo áspero.

Inspeção: A pele ondulada que é fácil de descascar (ou pode ser queimada durante o tratamento térmico) é permitida na superfície interna do tubo de aço. Para a pele enraizada e ondulada, ela deve ser lixada ou removida.

Arranhão reto interno

Característica: Um arranhão reto com certa largura e profundidade na superfície interna do tubo de aço.

Causas:

A temperatura de laminação é baixa e a barra central fica pegajosa com objetos metálicos duros.
Impurezas no grafite, etc.

Inspeção:

A profundidade máxima do risco interno reto permitida para revestimentos e tubos comuns é de 5% (a profundidade máxima para vasos de pressão é de 0,4 mm).

É necessário um exame cuidadoso dos arranhões retos internos do Chad, que devem ser retificados ou removidos.

Os riscos retos internos com arestas vivas devem ser suavizados por esmerilhamento.

Cume Interno

Característica: Uma saliência reta com certa largura e profundidade na superfície interna do tubo de aço.

Causas: Desgaste severo da barra central, retificação irregular ou muito profunda.

Inspeção:

Para tubos de revestimento e tubulação, a altura máxima permitida da cumeeira interna é de 8% da espessura da parede e a altura máxima é de 0,8 mm sem afetar o diâmetro. O desvio deve ser reparado lixando e cortando novamente.
Para tubos comuns e tubulações, a altura máxima permitida da crista interna é de 8% da espessura da parede e a altura máxima é de 0,8 mm. O desvio deve ser reparado lixando e cortando novamente.
Para tubos de aço necessários para atender aos requisitos de detecção de falhas do nível L2 (N5), a altura máxima da crista interna não deve exceder 5% (a altura máxima é de 0,5 mm). O desvio deve ser reparado lixando e cortando novamente.
As arestas internas com arestas vivas devem ser alisadas por esmerilhamento.

Protuberância Interna

Característica: Saliências convexas regulares na superfície interna do tubo de aço sem danos à superfície externa.

Causas: Moagem excessiva ou perda de carne dos rolos de laminação contínua.

Inspeção: Inspecione de acordo com os requisitos para saliências internas.

Puxar Côncavo

Característica: Poços regulares ou irregulares na superfície interna do tubo de aço sem danos à superfície externa.

Causas:

Ajuste incorreto da laminação contínua e as velocidades de laminação de cada rolo da estrutura não correspondem.
Aquecimento irregular do tubo vazio ou temperatura muito baixa.
Desvio da linha central de rolamento, colisão entre o tubo de aço e a estrada secundária de rolamento contínuo, etc. (Nota: Esta razão foi proposta em janeiro de 2003, e o princípio ainda está sendo explorado.)

Inspeção: É permitida a existência de côncavos de tração com desvio negativo que não exceda a espessura da parede e espessura real da parede superior à espessura mínima da parede exigida. Côncavas de tração excessiva devem ser cortadas. (Nota: O desenvolvimento sério de côncavos de tração pode causar rasgos, que devem ser rigorosamente inspecionados.)

Rosca Interna (Este defeito ocorre apenas em unidades Assel)

Característica: Traços espirais na superfície interna do tubo de aço, que aparecem principalmente na superfície interna de tubos de paredes finas e têm uma sensação obviamente irregular.

Causas:

Defeitos inerentes ao processo de laminação inclinada. Este defeito é mais proeminente quando os parâmetros do processo da fábrica de tubos Assel são ajustados incorretamente.
A distribuição da deformação não é razoável e a redução da espessura da parede da fábrica de tubos Assel é muito grande.
Configuração inadequada da ranhura de laminação Assel.

Inspeção: A profundidade do defeito da rosca interna no tubo de aço não deve exceder 0,3 mm e deve estar dentro de uma certa faixa de tolerância.

Defeitos de Superfície Externa

Dobragem Externa

Características: Camada em forma de espiral dobrada na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

Dobras ou rachaduras na superfície do tubo vazio.
Poros subcutâneos ou inclusões subcutâneas graves no tubo vazio.
Limpeza deficiente na superfície do tubo vazio, ou orelha, face errada, etc.
Arranhões na superfície do tubo de aço causados pelo levantamento durante a laminação, que são então pressionados na matriz do tubo de aço para formar dobras externas.

Fiscalização: Não é permitida a existência. Ligeiras dobras podem ser retificadas e, após a retificação, a espessura real da parede e o valor do diâmetro externo não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.

Delaminação

Características: Camadas e rachaduras em espiral ou em forma de bloco na superfície do tubo de aço.

Causas: Inclusões não metálicas graves, furos de contração residuais ou frouxidão grave na peça bruta do tubo.

Fiscalização: Não é permitida a existência.

Cicatriz Externa

Características: Manchas ou cicatrizes na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

Rolo preso, envelhecimento, desgaste severo ou marcas de arranhões.
Objetos estranhos ou desgaste severo nos rolos de transporte.

Inspeção:

A área da cicatriz deve ser lixada ou removida em pedaços.
Para seções de tubos com cicatrizes, a área com cicatrizes superior a 10% deve ser cortada ou retificada.
Cicatrizes mais profundas que 5% da espessura da parede devem ser retificadas.
A espessura real da parede e o valor do diâmetro externo no local de retificação não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.

Superfície áspera

Características: Poços irregulares na superfície do tubo de aço.

Causas:

O tubo de aço permanece no forno por muito tempo ou é aquecido por muito tempo, resultando na formação de incrustações espessas de óxido na superfície, que não são limpas adequadamente e enroladas na superfície do tubo de aço.
Mau funcionamento do equipamento de remoção de fósforo da água de alta pressão, resultando na remoção incompleta do fósforo.

Inspeção:

São permitidas superfícies rugosas locais que não excedam o desvio negativo da espessura da parede.
A área superficial rugosa não deve exceder 20% da área da seção do tubo com superfícies rugosas.
Superfícies ásperas que excedam o padrão podem ser retificadas ou cortadas, e a espessura real da parede e o valor do diâmetro externo no local de retificação não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pelo padrão.
Superfícies ásperas graves são consideradas resíduos.

Linha verde

Características: Marcas de laminação retas simétricas ou assimétricas na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

Desalinhamento ou desgaste severo do formato do furo da máquina de dimensionamento de diâmetro.
Design irracional do formato do furo do rolo da máquina de dimensionamento de diâmetro.
Laminação a frio de aço.
Má usinagem do laminador, com pequenos chanfros nas bordas dos rolos.
Má montagem dos rolos, com folgas excessivas, etc.

Inspeção:

Uma linha verde com altura não superior a 0,2 mm é permitida na superfície externa do invólucro, e excedendo o padrão deve ser retificado.
Linhas verdes sensíveis à mão não são permitidas em tubos de contêineres de alta pressão. As linhas verdes sensíveis à mão devem ser removidas. O local de moagem deve ser liso, sem cantos vivos.
Tubos gerais (estruturais, fluidos, suporte hidráulico, etc.) permitem a existência de uma linha verde com altura não superior a 0,4mm, devendo exceder o padrão devendo ser retificados.
Linhas verdes nítidas nas bordas devem ser lisas.
Os valores reais da espessura da parede e do diâmetro externo no local de retificação não devem exceder o valor mínimo exigido pela norma.

Rachadura na linha do cabelo

Características: Rachaduras finas contínuas ou descontínuas na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

Poros subcutâneos ou inclusões no tubo vazio.
Limpeza incompleta da superfície do blank do tubo, com presença de pequenas fissuras.
Rolos desgastados ou envelhecidos.
Má precisão de usinagem dos rolos, etc.

Inspeção: Não são permitidas rachaduras visíveis na superfície externa do tubo de aço. Caso existam, devem ser totalmente removidos, e os valores reais da espessura da parede e do diâmetro externo após a remoção não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.

Crack tipo rede

Características: Pequenas rachaduras listradas e helicoidais semelhantes a escamas de peixe na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

Alto teor de elementos nocivos (como arsênico) no tubo vazio.
Envelhecimento e aderência de rolos de perfuração.
Colagem de placas guia, etc.

Inspeção: Devem ser completamente removidos. Após a remoção, os valores reais da espessura da parede e do diâmetro externo não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.

Arranhar

Características: Defeitos em forma de ranhura em espiral ou reta na superfície externa do tubo de aço, com a parte inferior da ranhura mais visível.

Causas:

Arranhões mecânicos ocorrem principalmente em caminhos de rolos, leitos frios, endireitamento e transporte.
Usinagem deficiente ou desgaste severo do laminador, ou objetos estranhos na costura do rolo, etc.

Inspeção:

Arranhões locais não superiores a 0,5 mm são permitidos na superfície externa do tubo de aço, e riscos superiores a 0,5 mm devem ser retificados. Os valores reais da espessura da parede e do diâmetro externo no local de retificação não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.
Arranhões afiados nas bordas devem ser lisos.

Dente

Características: A superfície externa do tubo de aço apresenta um fenômeno côncavo-convexo, enquanto a espessura da parede do tubo de aço permanece intacta.

Causas:

Amassados causados por impacto durante o levantamento.
Amassados causados por mordidas durante o alisamento.
Amassados causados pelo caminho do rolo traseiro da máquina de dimensionamento de diâmetro, etc.

Inspeção: Podem existir amassados locais que não excedam o desvio negativo do diâmetro externo e tenham uma superfície lisa. Ao ultrapassar o padrão, devem ser cortados.

Dano do impacto

Características: Cicatrizes irregulares na superfície externa do tubo de aço devido a colisão.

Causas: Pode ocorrer devido a diversas colisões em áreas frias e quentes.

Inspeção:

Danos por impacto local com profundidade não superior a 0,4 mm são permitidos na superfície externa.
Danos por impacto superiores a 0,4 mm devem ser retificados suavemente e os valores reais do diâmetro externo e da espessura da parede no local de retificação não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.
Endireitando a Depressão

Características: Uma depressão em espiral na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

Ajuste incorreto do ângulo dos rolos da endireitadora e força de pressão excessiva.
Desgaste severo do rolo alisador, etc.

Inspeção: A superfície externa do tubo de aço pode ter depressões de endireitamento sem cantos afiados óbvios e sem saliências na superfície interna, e o tamanho do diâmetro externo deve atender aos requisitos de tolerância. Exceder as depressões de endireitamento padrão deve ser cortado.

Dobrar

Características: Rugas locais ou longitudinais ao longo da parede do tubo de aço com aspecto côncavo-convexo, e a superfície externa apresenta uma depressão em forma de faixa.

Causas:

A seleção do coeficiente de expansão do furo é muito pequena.
O ajuste inadequado do laminador leva ao desvio do furo ou à linha central de laminação inconsistente.
Distribuição inadequada da força de prensagem em cada estrutura do laminador contínuo.

Pelas razões acima, o metal entra no espaço entre os rolos durante a laminação ou o tubo perde estabilidade, resultando em rugas na parede do tubo.

Inspeção: Não permitida. Deve ser cortado ou descartado.

Rasgando

Características: A superfície do tubo de aço tem o fenômeno de ser separada e quebrada, principalmente em tubos de paredes finas.

Causas:

Devido ao aquecimento desigual da peça bruta do tubo, a parte de deformação fica estanque e a parte de baixa temperatura é submetida a laminação de tração. Quando a força de tração é grande, o tubo se rompe.
O ajuste inadequado da velocidade e da costura do rolo de cada estrutura do laminador contínuo faz com que o aço seja puxado e rasgado.
A espessura da parede do tubo mãe fornecido pela máquina de perfuração ao laminador contínuo é pequena, e a deformação do metal no laminador contínuo é menor do que a deformação projetada, resultando em laminação e rasgo quando a força de tração é grande.
O próprio tubo vazio apresenta inclusões graves em algumas áreas.

Inspeção: Não permitida. Deve ser cortado ou descartado.

O tamanho está muito errado

1. Espessura de parede irregular

Características: A espessura da parede do tubo de aço é irregular na mesma seção transversal, com grande diferença entre a espessura máxima e mínima da parede.

Causas:

Aquecimento desigual do tarugo.
Desalinhamento da linha de laminação da máquina perfuradora e rolos de centralização instáveis.
Cabeças superiores desgastadas ou excêntricas.
Correção do furo de centralização do boleto.
Curvatura excessiva ou enviesamento do tarugo.

Inspeção: Meça cada tubo individualmente e corte as pontas irregulares da espessura da parede.

2. Desvio na espessura da parede

Características: A espessura da parede do tubo de aço desvia em uma direção, com desvio positivo denominado espessura excessiva e desvio negativo denominado espessura insuficiente.

Causas:

Aquecimento desigual do tarugo.
Ajuste incorreto da máquina de perfuração.

Inspeção: Meça cada tubo individualmente e corte as pontas com desvios, ou inspecione novamente todo o comprimento e mude o julgamento ou descarte o tubo.

3. Desvio no diâmetro externo

Características: O diâmetro externo do tubo de aço está fora das especificações, com desvio positivo denominado superdimensionamento e desvio negativo denominado subdimensionamento.

Causas:

Desgaste excessivo do tipo de furo da calibradora ou projeto inadequado de novos tipos de furo.
Temperatura final de laminação instável.

Inspeção: Meça cada tubo individualmente e mude o julgamento ou descarte o tubo se estiver fora das especificações.

4. Flexão

Características: Uma curva no tubo de aço que não é reta ao longo do comprimento ou que aparece como uma cabeça de ganso na extremidade é chamada de “curva de pescoço de ganso”.

Causas:

Causado pelo resfriamento localizado da água durante a inspeção manual de calor.
Ajuste inadequado durante o alisamento, com desgaste acentuado dos rolos alisadores.
Usinagem, montagem e ajuste inadequados da máquina de dimensionamento.
Dobra causada durante a elevação e transporte.

Inspeção: Em caso de flexão excessiva, pode-se realizar um endireitamento secundário, caso contrário o tubo é descartado. As “curvas do pescoço de ganso” que não podem ser endireitadas devem ser cortadas.

5. Desvio de comprimento

Características: O comprimento do tubo de aço excede o requisito, com desvio positivo denominado comprimento longo e desvio negativo denominado comprimento curto.

Causas: