Entendendo as propriedades dos tubos de aço carbono

O aço é, em geral, um material de alta resistência e durabilidade. Eles podem ter uma ampla gama de variedades com base em diferentes aplicações. O tubo de aço carbono é um dos itens mais populares usados na construção. Além disso, também podemos ver sua aplicação em veículos pesados, como transporte de petróleo, alimentos e cimento. Devido às notáveis vantagens dos tubos de aço carbono, eles são predominantes em uma ampla gama de aplicações. No artigo de hoje, falaremos sobre essas propriedades e aplicações.

Começaremos entendendo as propriedades fundamentais dos tubos de aço carbono. Em seguida, discutiremos algumas de suas aplicações reais. Além disso, também é fundamental entender a diferença entre aço carbono e aço inoxidável. Aprenderemos suas propriedades e aplicações distintas. Por fim, discutiremos algumas dicas sobre como escolher o tubo de aço carbono correto. Portanto, esta discussão será um guia abrangente sobre tubos de aço carbono.

O que é um tubo de aço carbono?

Um tubo de metal feito de aço carbono é chamado de tubo de aço carbono. Ele é uma estrutura tubular composta principalmente de ferro e carbono. A combinação desses dois materiais contribui para suas propriedades distintas. Entretanto, com base em diferentes aplicações, as propriedades e a aplicação do tubo de aço carbono também podem variar.

A principal finalidade dos tubos de aço carbono é transportar fluidos, gases e outros materiais. Em alguns casos, os tubos de aço carbono também são usados na construção civil para fins estruturais. A construção robusta do aço carbono garante a integridade das substâncias transportadas. Como resultado, o tubo de aço carbono tornou-se um elemento de infraestrutura indispensável no projeto.

Propriedades dos tubos de aço carbono

O aço carbono está disponível em uma ampla gama de variedades. Os tipos de aço CS também podem variar com base em diferentes composições de materiais. No entanto, esses tipos têm propriedades distintas que os tornam adequados para aplicações específicas. Vamos explorar como essas mudanças na composição do material alteram as propriedades dos tubos de aço carbono.

Composição do material

A composição do material do aço-carbono determina suas propriedades mecânicas e químicas. Essas composições influenciam a adequação do aço-carbono a várias aplicações. A composição inclui principalmente ferro e carbono. No entanto, eles também podem conter elementos de liga, como manganês, silício, enxofre e fósforo. A tabela a seguir representa a composição geral de alguns exemplos de materiais típicos de tubos CS. Observe que o valor do conteúdo de diferentes materiais pode variar com base em diferentes graus e padrões.

Tubo CS	Exemplo	Ferro	Carbono	Manganês	Fósforo	Silicone
Baixa	A36	98%	0.25%	1.03%	0.04%	0.28%
Médio	Aço 1040	98.6%	0.4%	0.9%	<0,05%	<0,04%
Alta	Aço 1095	98.4%	0.95%	0.5%	<0,05%	<0,04%

Propriedades físicas

O aço carbono oferece várias propriedades físicas que contribuem para sua utilidade variável. Entre elas estão a densidade, a condutividade térmica e a condutividade elétrica. Essas propriedades variam em diferentes graus. Elas também influenciam a adequação do material a aplicações específicas. A densidade fornece informações sobre o peso e a resistência gerais do tubo. A condutividade térmica afeta seu desempenho em ambientes com temperaturas variadas. Além disso, a condutividade elétrica normalmente mede a capacidade do aço carbono de conduzir corrente elétrica.

Para uma comparação abrangente, confira a tabela abaixo. Ela destaca as diferenças nos atributos físicos entre os tipos comuns de aço carbono. Há três tipos típicos de aço-carbono. São eles: aço com baixo teor de carbono, médio teor de carbono e alto teor de carbono. Vamos dar uma olhada em seus números.

Restrições físicas	Aço de baixo carbono	Aço carbono médio	Aço de alto carbono
Densidade (lb/in³)	0.103 - 0.292	0.280 - 0.285	0.0163 - 0.298
Condutividade térmica (BTU-in/hr-ft²-°F)	176 - 645	152 - 361	132 - 361
Condutividade elétrica	15 - 20 (% IACS)	15 - 20 (% IACS)	15 - 20 (% IACS)

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas de um tubo de aço carbono determinam seu desempenho em várias condições. Essas propriedades incluem resistência à tração, resistência ao escoamento, resistência à fratura, módulo de cisalhamento e ponto de fusão. A resistência à tração mede a resistência do material a uma força que o separa. Por outro lado, a resistência ao escoamento indica a tensão na qual o material se deforma permanentemente.

Além disso, a resistência à fratura mede a resistência do aço carbono à fratura frágil. Simplificando, é a capacidade de suportar a propagação de rachaduras. O módulo de cisalhamento mede a resistência do aço carbono à deformação sob tensão de cisalhamento. Por fim, o ponto de fusão do aço carbono é a faixa de temperatura na qual ele começa a derreter. Vamos dar uma olhada nesses números na tabela a seguir.

Restrições mecânicas	Aço de baixo carbono	Aço carbono médio	Aço de alto carbono
Resistência à tração e ao escoamento	20300 - 347000 psi	35500 - 252000 psi	39900 - 484000 psi
Resistência à fratura	30,0 - 105 ksi-in½	73,7 - 130 ksi-in½	12,0 - 150 ksi-in½
Módulo de cisalhamento	10200 - 11600 ksi	10400 - 11900 ksi	11300 - 12000 ksi
Ponto de fusão	2600°F	2597- 2800°F	2,800-2,900°F

Tipos de tubos de aço carbono

A classificação dos tubos de aço carbono é necessária para distinguir as diferentes finalidades de cada tipo. Por exemplo, o tubo de aço carbono soldado não pode cumprir o objetivo principal do tubo de aço carbono sem costura. Portanto, essa divisão fornece uma compreensão das várias formas de tubos de aço carbono. Ela também destaca suas aplicações específicas. Com base em processos de fabricação distintos E funcionalidade, encontramos três tipos de tubos CS.

• Tubos de aço carbono sem costura são feitos por meio de um processo de fabricação contínuo. Há quatro tipos de processo de fabricação de tubos de aço. São eles: moinho de mandril, plugue Mannesmann, forjado e processo de fabricação por extrusão para tubos sem costura. Os tubos de aço carbono sem costura oferecem maior resistência. Eles são adequados principalmente para aplicações de alta pressão.
• Tubos de aço carbono soldados também são feitos por meio de quatro processos principais de fabricação de soldagem. São eles: ERW, EFW, HFW e SAW. Os tubos de aço carbono soldados são mais baratos do que os tubos de aço carbono sem costura. Mas não oferecem a mesma resistência que os tubos de aço carbono sem costura.
• Tubos de aço carbono galvanizado passam por um processo de revestimento. Esse processo envolve a aplicação de uma camada de zinco para proteger o aço contra a corrosão. Essa camada extra de revestimento oferece resistência superior à corrosão.

Aplicação de tubos de aço carbono

Devido à versatilidade e à confiabilidade dos tubos de aço carbono, eles são famosos em vários setores. Normalmente, eles servem como espinha dorsal da infraestrutura essencial. Na construção, são amplamente usados para suporte estrutural e transporte de fluidos. Esses tubos são essenciais em sistemas de encanamento, abastecimento de água e descarte de águas residuais.

Além disso, os tubos de aço carbono também são predominantes no setor de petróleo e gás. Nesse setor, eles são usados em dutos para o transporte de petróleo bruto e gás natural. Além disso, os tubos de aço carbono facilitam o transporte de matérias-primas nas indústrias de manufatura. Assim, eles proporcionam estabilidade e confiabilidade na geração de energia, no processamento químico e na construção de infraestrutura. Isso torna os tubos de aço carbono um componente essencial em diversas aplicações industriais.

Aço carbono vs. aço inoxidável

O aço carbono e o aço inoxidável são equipamentos de construção populares usados em muitos setores. Cada um desses materiais oferece vantagens e aplicações exclusivas. A tabela a seguir ensinará as diferenças fundamentais entre um tubo de aço inoxidável e um de aço carbono.

Propriedade	Tubo de aço carbono	Tubo de aço inoxidável
Composição	Principalmente ferro e carbono com elementos residuais	Ferro, cromo, níquel e vários elementos de liga
Resistência à corrosão	Suscetível à corrosão, especialmente em condições adversas	Excelente resistência à corrosão, adequada para ambientes agressivos
Resistência à tração	Geralmente inferior ao aço inoxidável	Maior resistência à tração, proporcionando maior integridade estrutural
Custo	Normalmente mais econômico	Custo mais alto devido aos elementos de liga e ao processo de fabricação
Soldabilidade	Boa soldabilidade em geral	Algumas classes podem exigir técnicas de soldagem especializadas.
Propriedades magnéticas	Normalmente magnético	Depende dos graus específicos; alguns são não magnéticos
Aplicativos	Comumente usado em vários setores para fins gerais	Amplamente utilizado em setores que exigem resistência à corrosão (químico, alimentício, médico)

Como escolher o tubo de aço carbono correto

A escolha do tubo de aço carbono correto é uma decisão crítica. Ela envolve uma avaliação completa de vários fatores. Você sabe que todos esses fatores contribuem para o desempenho e a durabilidade ideais de uma aplicação específica.

• Requisitos do projeto: Primeiro, você deve avaliar os requisitos do seu projeto. Nesse caso, você pode avaliar a pressão, a temperatura e o tipo de substâncias transportadas. Esses fatores determinam a classe, o tamanho e o tipo adequados de tubo de aço carbono.
• Fatores ambientais também são essenciais a serem considerados. A exposição a elementos corrosivos, temperaturas extremas ou atmosfera é digna de nota nesse caso. Esses fatores são necessários ao usar determinados tipos ou revestimentos. De fato, a escolha certa aumenta a durabilidade e a resistência à corrosão.  
• Padrões do setor garante que o tubo escolhido atenda aos requisitos de segurança, qualidade e desempenho. Ele também oferece confiança em sua adequação à aplicação pretendida.
• Orçamento: Você pode avaliar as restrições orçamentárias e equilibrá-las com a qualidade e o desempenho desejados. Diferentes graus e tipos de tubos de aço carbono têm custos variados. Portanto, encontrar o equilíbrio certo garante o custo-benefício sem comprometer a funcionalidade.
• Especialistas em consultoria e engenheiros pode fornecer informações valiosas. Isso ajuda a selecionar o tubo de aço carbono mais adequado com base em sua experiência e conhecimento.

Resumo

Vamos encerrar o assunto! O tubo de aço carbono é um tipo popular de produção de aço. O teor de carbono nesses materiais normalmente os divide em três classes principais. São eles: aço com baixo, médio e alto teor de carbono. Devido a esse teor variável de carbono, as propriedades de cada grau também variam. Já as listamos resumidamente.

Além disso, analisamos diferentes tipos de tubos de aço carbono. Eles são tubos de aço carbono sem costura, soldados e galvanizados. Cada tipo oferece vantagens e aplicações exclusivas. Além disso, também aprendemos as diferenças fundamentais entre os tubos de aço inoxidável e de aço carbono. No final, discutimos a escolha do tubo de aço carbono certo para seu projeto. Portanto, esperamos que este artigo lhe proporcione conhecimento suficiente sobre tubos de aço carbono. Para obter mais informações, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco.