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ASTM A519 SAE 1020 Tubos sem costura

Tubulação de aço estrutura ASTM A519

ASTM A519 SAE 1020 Tubos sem costura: Normas, propriedades, Fabricação e Aplicações

1. Introdução à ASTM A519 SAE 1020 Tubos sem costura

ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são tubos sem costura de aço carbono simples de baixo carbono amplamente utilizados, que são fabricados de acordo com o padrão ASTM A519 formulado pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASMA). SAE 1020 refere-se ao grau do material, que pertence ao aço de baixo carbono com um teor de carbono de 0.18-0.23%, apresentando excelente soldabilidade, Outros elementos podem estar presentes em quantidades muito pequenas para afetar suas propriedades, usinabilidade e custo-benefício. Estes tubos sem costura são peças cilíndricas ocas feitas de SAE 1020 aço através de perfuração, rolante, tratamento térmico e outros processos sem costuras de soldagem, que têm as vantagens de espessura de parede uniforme, alta precisão dimensional, e boas propriedades mecânicas em comparação com tubos soldados.

ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são amplamente utilizados em vários campos industriais, como sistemas de tubulação, fabricação de máquinas, indústria automotiva, engenharia de construção, e máquinas agrícolas. Eles são usados principalmente para transportar fluidos de baixa e média pressão (como a água, óleo, ar), e fabricar peças estruturais mecânicas, componentes automotivos, e outros produtos. Devido ao seu baixo custo e bom desempenho abrangente, eles se tornaram um dos tipos de tubos sem costura mais comumente usados no campo industrial.

Este documento irá elaborar sistematicamente o conhecimento relevante da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, incluindo a visão geral do padrão ASTM A519, composição química e propriedades mecânicas, processo de manufatura, características técnicas, Aplicações industriais, inspeção e controle de qualidade, e perspectivas de mercado, fornecendo uma referência abrangente para pessoal técnico e de engenharia, pessoal de compras e profissionais relevantes.

2. Visão geral do padrão ASTM A519

O padrão ASTM A519 é um padrão chave formulado pela ASTM para tubos sem costura de aço carbono e aço-liga, que especifica os requisitos técnicos, métodos de teste, Regras de inspeção, embalagem, marcação e transporte de tubos sem costura para aplicações mecânicas e de pressão. Esta norma cobre uma variedade de tipos de materiais, incluindo SAE 1010, SAE 1020, SAE 1045, SAE 4130, etc., entre os quais SAE 1020 é o tipo de aço de baixo carbono mais amplamente utilizado no padrão.

A norma ASTM A519 foi emitida pela primeira vez em 1937 e foi revisado muitas vezes desde então para se adaptar ao desenvolvimento da tecnologia industrial e às necessidades de aplicações práticas. A versão mais recente do padrão (a partir de 2024) é ASTM A519/A519M-24, que adota o sistema de unidade dupla (sistema métrico e sistema imperial) para especificar os parâmetros técnicos, tornando-o aplicável aos mercados nacionais e internacionais. O objetivo principal desta norma é garantir que os tubos sem costura fabricados tenham qualidade estável e desempenho confiável., e pode atender aos requisitos de diversas aplicações mecânicas e de pressão.

2.1 Escopo de aplicação

A norma ASTM A519 se aplica a tubos sem costura acabados a quente e a frio feitos de aço carbono e aço-liga, com diâmetros externos variando de 12.7 mm (0.5 no.) Para 273.05 mm (10.75 no.) e espessuras de parede variando de 1.24 mm (0.049 no.) Para 25.4 mm (1.0 no.). Estes tubos sem costura são usados principalmente para estruturas mecânicas, tubulação de pressão, componentes automotivos, e outras aplicações, mas não incluem tubos sem costura para aplicações em caldeiras e vasos de pressão (que são cobertos pela ASTM A106, ASTM A213 e outros padrões).

ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, como parte do padrão ASTM A519, cumprir integralmente o escopo de aplicação da norma. Eles estão disponíveis em tipos com acabamento a quente e com acabamento a frio: tubos sem costura acabados a quente são adequados para aplicações de uso geral que exigem boa ductilidade, enquanto os tubos sem costura acabados a frio são adequados para aplicações que exigem alta precisão dimensional e acabamento superficial, como peças mecânicas de precisão e tubulações hidráulicas automotivas.

2.2 Requisitos Técnicos Básicos da Norma

A norma ASTM A519 possui requisitos rigorosos sobre os parâmetros técnicos de tubos sem costura, incluindo precisão dimensional, composição química, Propriedades mecânicas, Qualidade da superfície, e qualidade interna, que são a base fundamental para garantir a qualidade da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura.

2.2.1 Requisitos de precisão dimensional

A precisão dimensional da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura incluem principalmente desvio de diâmetro externo, desvio de espessura da parede, desvio de comprimento, e retidão, que são divididos em tipos acabados a quente e acabados a frio com diferentes requisitos:

Desvio do diâmetro externo: Para tubos sem costura com acabamento a quente, o desvio do diâmetro externo é ± 0,5% do diâmetro externo nominal (desvio mínimo não inferior a ±0,13 mm); para tubos sem costura acabados a frio, o desvio do diâmetro externo é mais rigoroso, variando de ±0,05 mm a ±0,10 mm, dependendo do diâmetro externo nominal.
Desvio da Espessura da Parede: O desvio da espessura da parede dos tubos sem costura acabados a quente é de ±10% da espessura nominal da parede (desvio mínimo não inferior a ±0,13 mm); o desvio da espessura da parede dos tubos sem costura acabados a frio é de ± 5% da espessura nominal da parede, garantindo espessura de parede mais uniforme.
Desvio de comprimento: O comprimento dos tubos sem costura pode ser fixo ou aleatório. O comprimento aleatório é geralmente 4-7 metros; o desvio de comprimento fixo é ± 10 mm, e o desvio máximo não deve exceder ±20 mm para tubos com comprimento superior a 6 metros.
Linearidade: O desvio de retilineidade dos tubos sem costura acabados a quente não deve exceder 1.5 mm por metro; o desvio de retilineidade dos tubos sem costura acabados a frio não deve exceder 1.0 mm por metro, garantindo que os tubos não sejam facilmente dobrados durante a instalação e uso.

2.2.2 Requisitos de qualidade de superfície

A qualidade da superfície ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são estritamente regulamentados pela norma ASTM A519, que exige que as superfícies interna e externa dos tubos sejam lisas, livre de rachaduras, inclusões, arranhões, poços, dobras e outros defeitos que afetam o desempenho. A rugosidade superficial dos tubos sem costura acabados a quente não deve exceder 6.3 Μm (Ra), e a rugosidade superficial dos tubos sem costura acabados a frio não deve exceder 1.6 Μm (Ra), que pode ser conseguido através do polimento, decapagem e outros processos, se necessário.

além do que, além do mais, a superfície do tubo não deve apresentar incrustações excessivas de óxido e ferrugem. Para tubos sem costura que precisam ser armazenados e transportados por muito tempo, tratamento antiferrugem de superfície (como galvanização, pintura) devem ser realizados para evitar corrosão.

2.2.3 Requisitos Internos de Qualidade

A qualidade interna da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura referem-se principalmente à estrutura interna e defeitos, que devem estar livres de rachaduras internas, furos de encolhimento, porosidade, segregação e outros defeitos que afetam as propriedades mecânicas. A norma exige que o tamanho do grão do tubo seja 6-8 notas (de acordo com a norma ASTM E112), garantindo microestrutura uniforme e propriedades mecânicas estáveis.

Para tubos sem costura de paredes espessas (espessura da parede maior que 15 mm), teste não destrutivo (como testes ultrassônicos, testes radiográficos) deve ser realizada para verificar os defeitos internos, e os resultados dos testes devem cumprir os requisitos da norma ASTM A519. Se defeitos internos forem encontrados, o tubo deverá ser reparado ou sucateado de acordo com a gravidade dos defeitos.

2.3 Relacionamento com outras normas relevantes

ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura estão intimamente relacionados com outros padrões relevantes, que são complementares e diferenciados em escopo de aplicação e requisitos técnicos, incluindo principalmente o seguinte:

Padrão ASTM A106: Esta norma se aplica a tubos sem costura de aço carbono para tubulações de alta temperatura e alta pressão, que são usados principalmente em caldeiras, vaso de pressão e outras aplicações de alta temperatura e alta pressão. Comparado com ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, ASMA A106 sem costura os tubos têm requisitos mais elevados em desempenho em alta temperatura e capacidade de suporte de pressão, e o grau do material é principalmente A, B, C (o teor de carbono aumenta por sua vez).
Padrão ASTM A213: Esta norma se aplica a tubos sem costura de liga de aço e aço inoxidável para caldeiras e trocadores de calor, que são usados principalmente em alta temperatura, ambientes de alta pressão e corrosivos. As classes de materiais incluem TP304, TP316 (aço inoxidável), STPG370, T22 (Liga de aço), etc., que têm melhor resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão do que ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura.
Padrão SAE J524: Este padrão é formulado pela Society of Automotive Engineers (SAE), que especifica os requisitos técnicos de tubos de aço sem costura para aplicações automotivas. ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura podem ser usados em aplicações automotivas se atenderem aos requisitos da norma SAE J524, como tubos de combustível automotivo, tubos hidráulicos, etc.
GB/T 8162 Padrão: Este é um padrão nacional chinês para tubos estruturais de aço sem costura, que é equivalente à norma ASTM A519 em escopo de aplicação e requisitos técnicos. o 20# tubo sem costura de aço em GB/T 8162 é semelhante ao ASTM A519 SAE 1020 tubo sem costura em composição química e propriedades mecânicas, e pode ser usado de forma intercambiável em algumas aplicações de uso geral.

Deve-se notar que quando ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são usados em campos específicos (como tubulação de pressão, indústria automotiva), eles não devem apenas estar em conformidade com a norma ASTM A519, mas também atender aos requisitos dos padrões industriais correspondentes para garantir a segurança e confiabilidade da aplicação.

3. Composição Química e Propriedades Mecânicas da ASTM A519 SAE 1020 Tubos sem costura

A composição química e as propriedades mecânicas são os principais indicadores que determinam o desempenho e o escopo de aplicação da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura. A composição química do SAE 1020 o aço é rigorosamente controlado de acordo com a norma ASTM A519 para garantir a estabilidade de suas propriedades mecânicas e desempenho de processamento. As propriedades mecânicas, incluindo resistência à tração, força de rendimento, alongamento, Diferentes tipos de aço são produzidos de acordo com as propriedades mecânicas e físicas necessárias para sua aplicação, são determinados pela composição química e estado de tratamento térmico, e afeta diretamente a capacidade de carga e o desempenho de processamento dos tubos sem costura.

3.1 Composição química

ASTM A519 SAE 1020 é um aço carbono simples com baixo teor de carbono, e sua composição química inclui principalmente carbono (C), manganês (MN), silício (Si), fósforo (P), enxofre (S), e outros oligoelementos. O conteúdo de cada elemento é estritamente limitado pela norma ASTM A519 para evitar os efeitos adversos de elementos prejudiciais (como P e S) no desempenho do material e para garantir o equilíbrio entre a resistência e a ductilidade do material. Os requisitos detalhados de composição química da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são mostrados na tabela 2.

Elemento	Mínimo (min)	Máximo (Max)	Valor típico	Função e Influência
Carbono (C)	0.18	0.23	0.20	O elemento de fortalecimento mais importante; controla a resistência e dureza do aço. Um teor de carbono de 0.18-0.23% equilibra resistência e ductilidade, garantindo boa soldabilidade e conformabilidade.
Manganês (MN)	0.30	0.60	0.45	Melhora a resistência e tenacidade do aço; aumenta a temperabilidade e reduz a fragilidade causada pelo enxofre. Também atua como desoxidante durante a fabricação do aço para remover impurezas.
Silício (Si)	0.10	0.35	0.20	Atua como desoxidante e fortalece a matriz de ferrite, melhorando a resistência e dureza do aço. O excesso de silício reduzirá a soldabilidade e a ductilidade do aço.
Fósforo (P)	–	0.040	0.025	Impureza prejudicial; causa fragilidade a frio do aço, reduzindo sua tenacidade em baixas temperaturas. Estritamente controlado a um nível baixo para garantir o desempenho do material em baixas temperaturas.
Enxofre (S)	–	0.050	0.030	Impureza prejudicial; causa fragilidade a quente do aço, reduzindo sua ductilidade e tenacidade durante o processamento a quente (como perfurar e rolar). Controlado para evitar efeitos adversos no desempenho do processamento.
Cobre (Cu)	–	0.20	0.10	Elemento traço; melhora ligeiramente a resistência à corrosão do aço, mas o cobre excessivo reduzirá a trabalhabilidade a quente.
Ferro (Fe)	bola.	bola.	98.7-99.2	Elemento matricial; forma a estrutura básica do aço (ferrita e perlita).

A composição química da ASTM A519 SAE 1020 é projetado para equilibrar o desempenho de processamento do material e as propriedades mecânicas. O baixo teor de carbono (0.18-0.23%) garante boa soldabilidade e conformabilidade, tornando os tubos sem costura adequados para vários métodos de soldagem (como soldagem a arco, soldagem a gás, e soldagem por resistência) e processos de formação (como dobrar, flanging, e expandindo). Manganês e silício são adicionados como elementos de liga para melhorar a resistência e a tenacidade do aço sem reduzir significativamente a sua ductilidade.. Fósforo e enxofre são estritamente controlados como impurezas prejudiciais para evitar fragilidade a frio e fragilidade a quente, garantindo a confiabilidade do material durante o processamento e serviço.

Deve-se notar que a composição química da ASTM A519 SAE 1020 pode ter pequenos desvios em diferentes lotes de produção, mas deve estar dentro da faixa especificada pela norma ASTM A519. O fabricante deve fornecer um Relatório de Teste de Material (MTR) para cada lote de tubos sem costura, detalhando os resultados reais dos testes de composição química para garantir rastreabilidade e controle de qualidade.

3.2 Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura estão intimamente relacionados ao seu estado de tratamento térmico e método de processamento (acabado a quente ou acabado a frio). A norma ASTM A519 especifica os requisitos mínimos para propriedades mecânicas, como resistência à tração, força de rendimento (0.2% desvio), alongamento, e redução de área. As propriedades mecânicas de ASTM A519 SAE com acabamento a quente e a frio 1020 tubos sem costura são diferentes: tubos sem costura acabados a frio têm maior resistência à tração e resistência ao escoamento devido ao endurecimento durante o processamento a frio, mas menor alongamento; tubos sem costura acabados a quente têm melhor ductilidade e tenacidade devido à eliminação do endurecimento durante o processamento a quente. Os requisitos detalhados de propriedade mecânica da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são mostrados na tabela 3.

Propriedade mecânica	Padrão de teste	Acabado a quente (Recozido) Estado	Estado finalizado a frio	DN15
Resistência à tração (TS), min	ASTM E8/E8M	415	450	MPa (ksi)
Força de rendimento (YS, 0.2% desvio), min	ASTM E8/E8M	240 (35)	310 (45)	MPa (ksi)
Alongamento em 50 mm (2 no.) Comprimento do medidor, min	ASTM E8/E8M	25	15	%
Redução da área, min	ASTM E8/E8M	50	40	%
Dureza Brinell (HB), Max	ASTM E10	137	179	HB
Resistência ao Impacto (Izod, 23℃), min	ASTM E23	60	40	J

As propriedades mecânicas da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura podem ser ajustados por tratamento térmico. Por exemplo, tratamento de recozimento (aquecimento a 815-870℃, segurando por um certo tempo, e resfriamento lento) pode reduzir a dureza do aço, melhorar a ductilidade e a tenacidade, e eliminar tensões residuais geradas durante o processamento. Normalizando o tratamento (aquecimento a 890-950℃, segurando por um certo tempo, e resfriamento de ar) pode refinar a estrutura do grão, melhorar a resistência e tenacidade do aço, e é adequado para tubos sem costura que exigem maior resistência. Tratamento de têmpera e revenimento (têmpera em 850-900℃, têmpera a 550-650℃) pode melhorar ainda mais a resistência e a dureza do aço, mas reduzirá a ductilidade, por isso raramente é usado para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, que são usados principalmente para aplicações de uso geral que exigem boa ductilidade.

Para entender melhor as características de desempenho da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, Mesa 4 compara suas propriedades mecânicas com outras classes comuns de tubos sem costura de aço carbono e ligas de aço abrangidas pela norma ASTM A519. Pode-se observar na tabela que ASTM A519 SAE 1020 tem menor resistência à tração e resistência ao escoamento do que o aço de alto carbono (SAE 1045) e ligas de aço (SAE 4130), mas maior alongamento e melhor ductilidade, o que reflete suas vantagens no desempenho de processamento. Comparado com aço de baixo carbono com menor teor de carbono (SAE 1010), ASTM A519 SAE 1020 tem maior resistência, o que o torna mais adequado para aplicações que exigem uma certa capacidade de carga.

Grau	Resistência à tração (MPa), min	Força de rendimento (MPa), min	Alongamento (%), min	Dureza Brinell (HB), Max	Tipo de material
ASTM A519 SAE 1010	330	180	30	111	Aço carbono simples com baixo teor de carbono
ASTM A519 SAE 1020	415	240	25	137	Aço carbono simples com baixo teor de carbono
ASTM A519 SAE 1045	620	330	16	217	Aço carbono simples de médio carbono
ASTM A519 SAE 4130	860	690	18	255	Liga de aço (Aço Cr-Mo)
ASTM A519 SAE 4340	1030	860	12	302	Liga de aço (Aço Ni-Cr-Mo)

O teste de propriedade mecânica da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura devem ser realizados de acordo com os padrões relevantes especificados na Tabela 3, e as amostras de teste devem ser colhidas em estrita conformidade com os requisitos da ASTM A519. O teste de tração e o teste de resistência ao escoamento são realizados usando uma máquina de teste universal, e a amostra de teste é uma amostra de barra redonda padrão cortada do tubo sem costura. O comprimento de referência da amostra é 50 mm (2 no.), e a velocidade de teste é controlada em 2-5 mm/min para garantir a precisão dos resultados do teste. O teste de dureza Brinell é realizado usando um testador de dureza Brinell, com uma carga de teste de 3000 kgf e uma esfera de aço com diâmetro de 10 mm. O ponto de teste é selecionado na seção transversal do tubo, e pelo menos três pontos de teste são tomados para cada amostra para calcular o valor médio, que é considerado o valor de dureza do tubo.

Vale ressaltar que as propriedades mecânicas listadas na Tabela 3 e Tabela 4 são os requisitos mínimos especificados pela norma ASTM A519. Na produção real, devido às diferenças nos processos de produção (como qualidade do tarugo, parâmetros de rolamento, e controle de tratamento térmico), as propriedades mecânicas reais da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura podem ser ligeiramente superiores aos requisitos padrão. Por exemplo, a resistência à tração real do ASTM A519 SAE acabado a quente 1020 tubos sem costura geralmente fica entre 420-480 MPa, e o limite de escoamento está entre 245-290 MPa, que é ligeiramente superior ao valor padrão mínimo, garantindo uma certa margem de segurança para aplicações práticas. No entanto, o desempenho real não deve ser inferior aos requisitos padrão; de outra forma, o produto será considerado não qualificado e não poderá ser colocado em uso.

além do que, além do mais, as propriedades mecânicas da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura também são afetados pela espessura da parede do tubo. Para tubos sem costura com maior espessura de parede (mais do que 20 mm), devido à dificuldade no tratamento térmico (como aquecimento e resfriamento irregulares), pode haver pequenas diferenças nas propriedades mecânicas entre a superfície e o núcleo. Assim sendo, ao produzir ASTM A519 SAE de paredes espessas 1020 tubos sem costura, os fabricantes precisam otimizar o processo de tratamento térmico, como estender o tempo de retenção e controlar a taxa de resfriamento, para garantir a uniformidade das propriedades mecânicas de toda a parede do tubo.

4. Processo de Fabricação de ASTM A519 SAE 1020 Tubos sem costura

O processo de fabricação de ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura é um projeto sistemático complexo, que inclui principalmente preparação de tarugos, A galvanização pode aumentar a resistência à corrosão do tubo de aço e prolongar a vida útil, rolante, tratamento térmico, e acabamento. Cada link de processo possui requisitos técnicos rigorosos e padrões de controle de processo, que afetam diretamente a qualidade, desempenho, e precisão dimensional do produto final. Como um aço carbono simples de baixo carbono, ASTM A519 SAE 1020 tem boa trabalhabilidade a quente e trabalhabilidade a frio, o que o torna adequado para processos de fabricação com acabamento a quente e a frio. Esta seção irá elaborar sistematicamente o processo de fabricação do ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, focando nos principais pontos técnicos e requisitos de controle de processo de cada etapa.

4.1 Preparação de boleto

A preparação do tarugo é o primeiro e mais básico elo no processo de fabricação de tubos sem costura, e a qualidade do tarugo determina diretamente a qualidade do tubo sem costura final. ASTM A519 SAE 1020 tarugos de tubos sem costura são feitos principalmente de tarugos fundidos contínuos ou tarugos forjados, entre os quais os tarugos fundidos contínuos são amplamente utilizados na produção em larga escala devido à sua alta eficiência de produção e baixo custo. A matéria-prima para preparação do tarugo é SAE 1020 lingote de aço ou placa de fundição contínua, que deve atender aos requisitos de composição química especificados na Tabela 2 para garantir o desempenho subsequente do tubo sem costura.

As etapas específicas da preparação do tarugo incluem a inspeção da matéria-prima, aquecimento de tarugo, e corte de tarugo. Primeiro, a matéria-prima (lingote de aço ou placa de fundição contínua) deve passar por rigorosa análise de composição química e inspeção de qualidade de superfície. A composição química é testada por espectroscopia de emissão óptica (OES) ou fluorescência de raios X (XRF) para confirmar que atende aos requisitos da ASTM A519 SAE 1020; a qualidade da superfície é inspecionada por inspeção visual (TV) para verificar se há defeitos como rachaduras, inclusões, arranhões, e poços. Qualquer matéria-prima que não passar na inspeção deverá ser rejeitada e não poderá ser utilizada para preparação de tarugos.

Depois de passar pela inspeção de matéria-prima, o lingote de aço ou placa de lingotamento contínuo é aquecido a uma temperatura adequada para laminação ou forjamento de tarugos. A temperatura de aquecimento é geralmente controlada em 1100-1250℃, qual é a faixa ideal de temperatura de trabalho a quente para SAE 1020 aço. A esta temperatura, o aço tem boa plasticidade e tenacidade, e a resistência à deformação é baixa, que é propício para laminação ou forjamento subsequente. Durante o processo de aquecimento, é necessário controlar a taxa de aquecimento e o tempo de retenção para evitar superaquecimento, queimando, ou aquecimento desigual do tarugo. O superaquecimento fará com que o grão do aço cresça excessivamente, reduzindo a resistência e tenacidade do tarugo; a queima causará oxidação e descarbonetação da superfície do tarugo, afetando a qualidade da superfície e o desempenho do tubo sem costura final.

Depois de aquecer, o lingote de aço ou placa de lingotamento contínuo é laminado ou forjado em tarugos com determinado diâmetro e comprimento. O diâmetro do tarugo é determinado de acordo com o diâmetro externo e a espessura da parede do tubo sem costura final, usualmente 50-200 mm, e o comprimento é 1-3 metros. Para tarugos fundidos contínuos, eles podem ser usados diretamente após o corte no comprimento necessário, sem laminação ou forjamento adicional; para lingotes de aço, eles precisam primeiro ser forjados em tarugos para refinar a estrutura do grão e eliminar defeitos internos, como porosidade e segregação.

Finalmente, os tarugos laminados ou forjados são cortados em tarugos de comprimento fixo usando uma máquina de corte por chama ou uma máquina de serrar, e a superfície de corte é aparada para garantir que a superfície de corte esteja plana e livre de rebarbas. Os tarugos aparados são então enviados para o próximo processo (A galvanização pode aumentar a resistência à corrosão do tubo de aço e prolongar a vida útil) para processamento adicional. Deve-se notar que os tarugos após o corte devem ser resfriados lentamente à temperatura ambiente para evitar rachaduras causadas pelo resfriamento rápido.

4.2 Processo de perfuração

O processo de perfuração é o elo central na fabricação de tubos sem costura, cujo objetivo principal é fazer um furo no centro do tarugo sólido para formar um tubo oco (também conhecido como tarugo oco). A qualidade do processo de perfuração afeta diretamente a uniformidade da espessura da parede, qualidade da superfície interna, e precisão dimensional do tubo sem costura final. Para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, os métodos de perfuração comumente usados incluem perfuração de dois rolos (Homem perfurando) e piercing de três rolos, entre os quais o piercing de dois rolos é o mais utilizado na produção industrial devido à sua alta eficiência de produção e boa qualidade do produto.

A perfuração de dois rolos é completada principalmente por um moinho de perfuração, que consiste em dois rolos inclinados, um plugue, e uma placa guia. O princípio de funcionamento é o seguinte: o tarugo é alimentado no moinho de perfuração, e sob o acionamento dos dois rolos inclinados, o tarugo gira e avança ao mesmo tempo; o tampão instalado no centro dos rolos pressiona o centro do tarugo, e sob a ação combinada dos rolos e do tampão, o tarugo é gradualmente perfurado para formar um tubo oco em branco. Durante o processo de perfuração, os principais parâmetros técnicos que precisam ser rigorosamente controlados incluem o ângulo de rotação, velocidade de rotação, posição do plugue, e temperatura do tarugo.

O ângulo de rotação é o ângulo entre o eixo de rotação e o plano horizontal, que geralmente varia de 8° a 15° para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura. Um ângulo de rotação razoável pode garantir que o tarugo seja perfurado suavemente, e a espessura da parede do tubo oco é uniforme. Se o ângulo de rotação for muito pequeno, a resistência à perfuração aumentará, e o boleto não pode ser perfurado; se o ângulo de rotação for muito grande, a espessura da parede do tubo oco será irregular, e defeitos como rugas e rachaduras podem ocorrer nas superfícies internas e externas.

A velocidade do rolo afeta diretamente a eficiência de perfuração e a qualidade da peça bruta do tubo oco. Para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, a velocidade do rolo é geralmente controlada em 30-60 rpm. Uma velocidade de rolagem moderada pode garantir que o tarugo fique totalmente deformado, e as superfícies interna e externa do tubo oco são lisas. Se a velocidade do rolo for muito alta, o tarugo pode estar superaquecido devido ao atrito excessivo, resultando em defeitos superficiais; se a velocidade do rolo for muito baixa, a eficiência da produção será reduzida, e a uniformidade da espessura da parede do tubo oco será afetada.

A posição do plugue é a distância entre o plugue e o rolo, que afeta diretamente o diâmetro interno e a espessura da parede da peça bruta do tubo oco. Durante o processo de perfuração, a posição do plugue precisa ser ajustada de acordo com o tamanho do tarugo e o diâmetro interno necessário da peça bruta do tubo oco para garantir que o diâmetro interno e a espessura da parede da peça bruta do tubo oco atendam aos requisitos do processo. Se o plugue estiver muito à frente, o diâmetro interno do tubo oco será muito pequeno, e a espessura da parede será muito grande; se o plugue estiver muito para trás, o diâmetro interno do tubo oco será muito grande, e a espessura da parede será muito pequena.

A temperatura do tarugo durante a perfuração também é um parâmetro chave de controle. A temperatura ideal de perfuração para ASTM A519 SAE 1020 os tarugos são 1050-1200℃, que é ligeiramente inferior à temperatura de aquecimento do tarugo. Durante o processo de perfuração, a temperatura do tarugo diminuirá devido à dissipação de calor e ao trabalho de deformação, por isso é necessário pré-aquecer o plugue e a placa guia para reduzir a perda de calor. Se a temperatura do tarugo durante a perfuração for muito baixa, a resistência à perfuração aumentará, e defeitos como rachaduras podem ocorrer na peça bruta do tubo oco; se a temperatura estiver muito alta, a peça bruta do tubo oco pode ser oxidada e descarbonetada, afetando a qualidade da superfície.

Após o processo de perfuração, a peça bruta do tubo oco precisa ser inspecionada quanto à qualidade da superfície e precisão dimensional. A qualidade da superfície é inspecionada por inspeção visual para verificar defeitos como rachaduras, rugas, arranhões, e inclusões; a precisão dimensional é inspecionada por paquímetros e micrômetros para verificar o diâmetro interno, diâmetro exterior, e espessura da parede do tubo oco em bruto. Qualquer peça bruta de tubo oco com qualidade de superfície ou precisão dimensional não qualificada deve ser reparada ou descartada para evitar afetar a qualidade do produto final.

4.3 Processo de laminação

O processo de laminação é o processo de redução do diâmetro externo e da espessura da parede do tubo oco em bruto para o tamanho necessário do tubo sem costura acabado, enquanto melhora a precisão dimensional, Qualidade da superfície, e propriedades mecânicas do tubo. Para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, o processo de laminação é geralmente dividido em laminação a quente e laminação a frio, correspondendo a tubos sem costura acabados a quente e acabados a frio, respectivamente. A escolha do método de laminação depende dos requisitos de aplicação do tubo sem costura: tubos sem costura acabados a quente são adequados para aplicações de uso geral que exigem boa ductilidade, enquanto os tubos sem costura acabados a frio são adequados para aplicações que exigem alta precisão dimensional e acabamento superficial.

4.3.1 Processo de laminação a quente

A laminação a quente é o método de laminação mais comumente usado para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, que é completado por um laminador a quente (como um laminador contínuo, um moinho de peregrinos, ou um laminador planetário). O processo de laminação a quente é realizado a uma e encontrei o acima, geralmente 900-1100℃, o que pode eliminar o endurecimento gerado durante o processo de perfuração, melhorar a ductilidade e a resistência do tubo, e reduzir a resistência ao rolamento.

O laminador contínuo é o equipamento de laminação a quente mais utilizado na produção industrial, que consiste em vários pares de rolos dispostos em sequência. O princípio de funcionamento é o seguinte: a peça bruta do tubo oco após a perfuração é alimentada no laminador contínuo, e sob o impulso dos rolos, o tubo em branco é enrolado passo a passo. Cada par de rolos reduz o diâmetro externo e a espessura da parede do tubo em bruto em uma certa quantidade, e finalmente o enrola em um tubo sem costura com o tamanho necessário. Durante o processo de laminação a quente, os principais parâmetros técnicos que precisam ser controlados incluem a temperatura de laminação, velocidade de rolamento, tamanho do passe de rolo, e tensão entre rolos.

A temperatura de laminação é o parâmetro central do processo de laminação a quente, que geralmente é controlado em 900-1100 ℃ para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura. Uma temperatura de laminação razoável pode garantir que o tubo em branco tenha boa plasticidade e resistência, e o processo de laminação é suave. Se a temperatura de laminação for muito alta, o tubo pode estar superaquecido, resultando em crescimento de grãos e resistência reduzida; se a temperatura estiver muito baixa, a resistência ao rolamento aumentará, e defeitos como rachaduras e arranhões podem ocorrer na superfície do tubo.

A velocidade de laminação é determinada de acordo com a temperatura de laminação, tamanho do tubo, e eficiência de produção. Para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, a velocidade de laminação é geralmente controlada em 1-5 EM. Uma velocidade de laminação moderada pode garantir que o tubo esteja totalmente deformado, e a precisão dimensional e a qualidade da superfície são estáveis. Se a velocidade de rolamento for muito alta, o tubo pode ser puxado ou quebrado devido à tensão excessiva; se a velocidade for muito baixa, a eficiência da produção será reduzida, e o tubo pode ser oxidado devido à exposição prolongada a altas temperaturas.

O tamanho do rolo é projetado de acordo com o tamanho necessário do tubo acabado. Cada par de rolos tem um formato de passagem específico (como circular, oval, ou quadrado), o que reduz gradualmente o diâmetro externo e a espessura da parede do tubo em branco. O tamanho do passe de rolo deve ser estritamente controlado para garantir que a precisão dimensional do tubo laminado atenda aos requisitos da norma ASTM A519. Se o tamanho da passagem do rolo for muito grande, o diâmetro externo e a espessura da parede do tubo serão muito grandes; se o tamanho for muito pequeno, o tubo pode estar enrolado demais, resultando em paredes finas ou rachaduras.

A tensão entre os rolos também é um parâmetro de controle importante. Uma certa tensão pode garantir que o tubo avance de forma estável durante o processo de laminação, e a espessura da parede é uniforme. No entanto, tensão excessiva fará com que o tubo seja esticado, resultando em espessura de parede reduzida e precisão dimensional irregular; tensão insuficiente fará com que o tubo deslize entre os rolos, resultando em defeitos de superfície e espessura de parede irregular.

4.3.2 Processo de laminação a frio

A laminação a frio é usada principalmente para produzir ASTM A519 SAE acabado a frio 1020 tubos sem costura, que é completado por um laminador a frio (como um laminador a frio de dois rolos ou um laminador a frio de vários rolos). O processo de laminação a frio é realizado à temperatura ambiente (ou ligeiramente superior à temperatura ambiente), sem aquecer o tubo vazio. Comparado com laminação a quente, a laminação a frio tem as vantagens de alta precisão dimensional, bom acabamento superficial, e alta resistência à tração e resistência ao escoamento, mas também tem as desvantagens de alta resistência ao rolamento e baixa eficiência de produção. Assim sendo, a laminação a frio é usada principalmente para a produção de pequenos diâmetros, tubos sem costura de paredes finas com requisitos de alta precisão, como peças mecânicas de precisão, tubulações hidráulicas automotivas, e tubulações de instrumentos.

Antes da laminação a frio, o tubo oco em branco após perfuração e laminação a quente (ou diretamente após o piercing) precisa passar por um pré-tratamento, incluindo decapagem, lavagem, e lubrificação. A decapagem consiste em remover a incrustação de óxido e a ferrugem na superfície do tubo em branco, geralmente usando ácido clorídrico ou solução de ácido sulfúrico; o enxágue consiste em lavar a solução ácida residual na superfície do tubo em branco para evitar corrosão; lubrificação é aplicar uma camada de lubrificante (como óleo mineral, grafite) na superfície da peça bruta do tubo para reduzir o atrito entre a peça bruta do tubo e os rolos durante a laminação a frio, evitar arranhões superficiais, e melhorar o acabamento superficial do tubo acabado. A qualidade do pré-tratamento afeta diretamente o efeito de laminação a frio e a qualidade da superfície do tubo acabado; se o pré-tratamento não estiver em vigor, defeitos como arranhões, poços, e manchas de ferrugem podem ocorrer na superfície do tubo laminado a frio.

O princípio de funcionamento da laminação a frio é semelhante ao da laminação a quente, mas é realizado à temperatura ambiente. O tubo em branco é alimentado no laminador a frio, e sob a pressão dos rolos, o diâmetro externo e a espessura da parede do tubo em branco são gradualmente reduzidos até o tamanho necessário do tubo acabado. Durante o processo de laminação a frio, o tubo em branco sofre deformação plástica, e o endurecimento por trabalho ocorre, o que faz com que a resistência à tração e a resistência ao escoamento do tubo aumentem significativamente, enquanto o alongamento diminui. Os principais parâmetros técnicos que precisam ser rigorosamente controlados durante a laminação a frio incluem a pressão de laminação, velocidade de rolamento, tamanho do passe de rolo, e condição de lubrificação.

A pressão de laminação é o parâmetro central do processo de laminação a frio, que é determinado de acordo com as propriedades do material do tubo em branco, o tamanho do tubo em branco, e o tamanho necessário do tubo acabado. Para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, a pressão de laminação é geralmente controlada em 100-300 MPa. Uma pressão de rolamento razoável pode garantir que o tubo vazio esteja totalmente deformado, e a precisão dimensional e a qualidade da superfície do tubo acabado atendem aos requisitos. Se a pressão de laminação for muito alta, o tubo pode estar quebrado ou rachado devido ao estresse excessivo; se a pressão de rolamento for muito baixa, a deformação do tubo em branco é insuficiente, e o diâmetro externo e a espessura da parede do tubo acabado não podem atender aos requisitos.

A velocidade de laminação afeta diretamente a eficiência da produção e a qualidade do tubo acabado. Para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, a velocidade de laminação é geralmente controlada em 0.5-2 EM. Uma velocidade de laminação moderada pode garantir que o tubo avance de forma estável durante o processo de laminação, e a condição de lubrificação é boa, evitando defeitos superficiais. Se a velocidade de rolamento for muito alta, o atrito entre o tubo vazio e os rolos aumenta, o que pode causar arranhões na superfície e reduzir o acabamento da superfície; se a velocidade de rolamento for muito baixa, a eficiência da produção é reduzida, e o custo de produção aumenta.

O tamanho da passagem do rolo para laminação a frio é mais preciso do que para laminação a quente, que é projetado de acordo com a precisão dimensional necessária do tubo acabado. O tamanho da passagem do rolo deve ser estritamente controlado para garantir que o desvio do diâmetro externo, desvio de espessura da parede, e a redondeza do tubo laminado a frio atendem aos rigorosos requisitos da norma ASTM A519 para tubos sem costura acabados a frio. além do que, além do mais, os rolos precisam ser inspecionados e retificados regularmente para garantir que o tamanho da passagem do rolo seja estável e livre de desgaste.

A condição de lubrificação é muito importante para o processo de laminação a frio. Uma boa lubrificação pode reduzir o atrito entre a peça bruta do tubo e os rolos, evitar arranhões superficiais, e melhorar o acabamento superficial do tubo acabado. Durante a laminação a frio, o lubrificante precisa ser fornecido continuamente à superfície de contato entre a peça bruta do tubo e os rolos, e o tipo e dosagem do lubrificante precisam ser selecionados de acordo com a pressão de laminação, velocidade de rolamento, e outros parâmetros. Depois de laminação a frio, o lubrificante residual na superfície do tubo precisa ser limpo para evitar afetar o tratamento térmico subsequente e os processos de tratamento de superfície.

Depois de laminação a frio, o tubo sem costura está em um estado endurecido, com alta dureza e baixa ductilidade, que não pode atender aos requisitos de algumas aplicações. Assim sendo, ASTM A519 SAE com acabamento a frio 1020 tubos sem costura geralmente precisam passar por tratamento térmico (como recozimento) para eliminar o endurecimento por trabalho, reduzir a dureza, melhorar a ductilidade e a tenacidade, e restaurar as propriedades mecânicas do tubo para a faixa necessária. A temperatura de recozimento para ASTM A519 SAE com acabamento a frio 1020 tubos sem costura são geralmente 700-750 ℃, e o tempo de espera é 1-2 horas, seguido de resfriamento lento até a temperatura ambiente.

4.4 Processo de tratamento térmico

O tratamento térmico é um elo importante no processo de fabricação da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, cujo objetivo principal é ajustar a microestrutura do tubo, eliminar tensões residuais geradas durante o processamento, melhorar propriedades mecânicas, e atender aos requisitos de desempenho de diferentes aplicações. O processo de tratamento térmico da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são determinados principalmente pelo método de processamento (acabado a quente ou acabado a frio) e os requisitos de aplicação do tubo, e os métodos de tratamento térmico comumente usados incluem recozimento, normalizando, e recozimento de alívio de tensão.

4.4.1 Tratamento de Recozimento

O tratamento de recozimento é o método de tratamento térmico mais comumente usado para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, que é usado principalmente para eliminar o endurecimento por trabalho, reduzir a dureza, melhorar a ductilidade e a tenacidade, e uniformizar a microestrutura. O tratamento de recozimento é aplicável a tubos sem costura com acabamento a quente e a frio: para tubos sem costura acabados a quente, o tratamento de recozimento pode eliminar tensões residuais geradas durante laminação a quente e perfuração, e uniformizar a microestrutura; para tubos sem costura acabados a frio, o tratamento de recozimento é usado principalmente para eliminar o endurecimento gerado durante a laminação a frio, restaurar a ductilidade e resistência do tubo.

O processo de recozimento para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são os seguintes: primeiro, o tubo sem costura é aquecido a 815-870°C (a temperatura de recozimento), e o tempo de espera é determinado de acordo com a espessura da parede do tubo, usualmente 1-3 horas (quanto mais espessa for a espessura da parede, quanto maior o tempo de espera); em seguida, o tubo é resfriado lentamente até a temperatura ambiente, com uma taxa de resfriamento de 50-100°C por hora. O resfriamento lento pode garantir que a microestrutura do tubo seja totalmente transformada em ferrita e perlita, e as tensões residuais são totalmente eliminadas. Após o tratamento de recozimento, a dureza Brinell da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura é reduzido para ≤137 HB (para acabamento a quente) ou ≤150 HB (para acabamento a frio após recozimento), o alongamento é aumentado, e as propriedades mecânicas são mais estáveis.

4.4.2 Normalizando o tratamento

O tratamento de normalização é usado principalmente para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura que exigem maior resistência e tenacidade, tais como tubos sem costura usados para peças estruturais mecânicas com certa capacidade de carga. O objetivo do tratamento de normalização é refinar a estrutura do grão, eliminar tensões residuais, melhorar a resistência e tenacidade do tubo, e tornar a microestrutura mais uniforme.

O processo de normalização para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são os seguintes: o tubo sem costura é aquecido a 890-950°C (a temperatura de normalização), que é 30-50°C maior que a temperatura de recozimento, e o tempo de espera é 0.5-1 hora; em seguida, o tubo é resfriado à temperatura ambiente no ar. O resfriamento a ar é mais rápido que o resfriamento lento no recozimento, o que pode fazer com que a estrutura de grãos do tubo seja refinada, e a resistência e a tenacidade são melhoradas em comparação com o recozimento. Depois de normalizar o tratamento, a resistência à tração da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura podem alcançar 450-500 MPa, a resistência ao escoamento pode atingir 260-300 MPa, e a dureza Brinell é 140-160 HB, que é adequado para aplicações que exigem maior resistência.

4.4.3 Recozimento de alívio de estresse

O recozimento de alívio de tensão é usado principalmente para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura que foram submetidos a soldagem, dobrando-se, flangeamento e outros processamentos após laminação, cujo objetivo principal é eliminar as tensões residuais geradas durante estes processos de processamento, evitar que o tubo se deforme ou rache durante o uso, e melhorar a estabilidade dimensional do tubo.

O processo de recozimento com alívio de tensão para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são os seguintes: o tubo sem costura é aquecido a 550-650°C (a temperatura de recozimento de alívio de tensão), e o tempo de espera é 1-2 horas; em seguida, o tubo é resfriado lentamente até a temperatura ambiente. A temperatura de recozimento de alívio de tensão é inferior às temperaturas de recozimento e normalização, o que não alterará a microestrutura do tubo, mas apenas elimine as tensões residuais. Após recozimento de alívio de tensão, as propriedades mecânicas do tubo permanecem basicamente inalteradas, mas a estabilidade dimensional é significativamente melhorada, que é adequado para tubos sem costura usados em instrumentos e equipamentos de precisão.

Deve-se notar que o processo de tratamento térmico da norma ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura devem ser rigorosamente controlados de acordo com os requisitos do processo, incluindo temperatura de aquecimento, tempo de espera, e taxa de resfriamento. Qualquer desvio nestes parâmetros afetará a microestrutura e as propriedades mecânicas do tubo, resultando em produtos não qualificados. além do que, além do mais, após tratamento pelo calor, o tubo sem costura precisa ser inspecionado quanto às propriedades mecânicas e microestrutura para garantir que atenda aos requisitos da norma ASTM A519.

4.5 Processo de Acabamento

O acabamento é o elo final no processo de fabricação da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, cujo objetivo principal é melhorar a precisão dimensional, Qualidade da superfície, e aparência do tubo, e fazer com que o tubo atenda aos requisitos finais da aplicação. O processo de acabamento inclui principalmente corte, alisamento, tratamento de superfície, inspeção, embalagem, e marcação, cada um dos quais tem requisitos técnicos rigorosos.

4.5.1 Corte

Após laminação e tratamento térmico, o tubo sem costura geralmente tem um comprimento longo (4-7 metros para comprimento aleatório), que precisa ser cortado em tubos de comprimento fixo de acordo com os requisitos do cliente. O método de corte para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura incluem principalmente serrar, corte de chama, e corte a plasma. A serragem é usada principalmente para tubos sem costura de pequeno diâmetro e paredes finas, que tem as vantagens de alta precisão de corte e superfície de corte lisa; o corte por chama é usado principalmente para tubos sem costura de grande diâmetro e paredes espessas, que tem as vantagens de alta eficiência de corte e baixo custo; o corte a plasma é adequado para vários diâmetros e espessuras de parede de tubos sem costura, que tem as vantagens de velocidade de corte rápida e boa qualidade de corte.

Durante o processo de corte, é necessário controlar a velocidade de corte e a temperatura de corte para evitar defeitos como rebarbas, rachaduras, e deformação na superfície de corte. Depois de cortar, a superfície de corte precisa ser aparada para garantir que a superfície de corte esteja plana, perpendicular ao eixo do tubo, e livre de rebarbas. O desvio de comprimento do tubo de comprimento fixo deve atender aos requisitos da norma ASTM A519, que é ±10 mm para tubos gerais de comprimento fixo, e o desvio máximo não deve exceder ±20 mm para tubos com comprimento superior a 6 metros.

4.5.2 Endireitar

Durante a rolagem, tratamento térmico, e processos de corte, o tubo sem costura pode produzir uma ligeira curvatura, o que afeta a instalação e uso do tubo. Assim sendo, o tubo sem costura precisa ser endireitado para garantir que a retilineidade atenda aos requisitos da norma ASTM A519. O método de endireitamento para ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura incluem principalmente endireitamento de rolo e endireitamento de prensa.

O endireitamento com rolo é o método de endireitamento mais utilizado na produção industrial, que é completado por uma endireitadeira com vários pares de rolos. O tubo sem costura é alimentado na máquina de endireitamento, e sob a pressão dos rolos, a parte dobrada do tubo é gradualmente endireitada. Os principais parâmetros técnicos que precisam ser controlados durante o endireitamento do rolo incluem a pressão do rolo, velocidade do rolo, e número de passadas de endireitamento. Uma pressão razoável do rolo e um número razoável de passagens de endireitamento podem garantir que a retilineidade do tubo atenda aos requisitos, evitando tensão excessiva e deformação do tubo.

O endireitamento por prensa é usado principalmente para tubos sem costura com ligeira curvatura ou tubos sem costura de grande diâmetro, que é completado por uma imprensa. A parte dobrada do tubo é pressionada pela prensa para torná-lo reto. Durante o alisamento da prensa, é necessário controlar a força de prensagem e o tempo de prensagem para evitar rachaduras e deformações do tubo. Depois de endireitar, o desvio de retilineidade do tubo sem costura não deve exceder 1.5 mm por metro para tubos sem costura acabados a quente e 1.0 mm por metro para tubos sem costura acabados a frio.

4.5.3 Tratamento da superfície

O tratamento de superfície de ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são usados principalmente para melhorar a resistência à corrosão do tubo e melhorar a qualidade da aparência. Os métodos de tratamento de superfície comumente usados incluem decapagem, passivação, galvanização, pintura, e polimento, que são selecionados de acordo com o ambiente de aplicação do tubo.

A decapagem e a passivação são usadas principalmente para remover incrustações de óxido e ferrugem na superfície do tubo, e formar uma película passiva na superfície do tubo para melhorar a resistência à corrosão. A decapagem geralmente é realizada com ácido clorídrico ou solução de ácido sulfúrico, e a passivação é realizada usando solução de ácido crômico ou ácido fosfórico. Após decapagem e passivação, a superfície do tubo é lisa e limpa, e a resistência à corrosão é significativamente melhorada.

A galvanização é dividida em galvanização por imersão a quente e eletrogalvanização. A galvanização por imersão a quente consiste em mergulhar o tubo sem costura em líquido de zinco fundido para formar uma camada de zinco na superfície do tubo, que tem boa resistência à corrosão e é adequado para tubos sem costura usados em ambientes externos ou corrosivos; eletrogalvanização é formar uma camada de zinco na superfície do tubo por meio de eletrólise, que tem as vantagens da camada uniforme de zinco e da aparência bonita, e é adequado para tubos sem costura usados em ambientes internos ou levemente corrosivos.

Pintura consiste em aplicar uma camada de tinta na superfície do tubo para isolar o tubo do ambiente externo e evitar corrosão. O tipo de tinta é selecionado de acordo com o ambiente de aplicação do tubo, como tinta antiferrugem, tinta anticorrosiva, e tinta decorativa. O polimento é usado principalmente para tubos sem costura acabados a frio que exigem alto acabamento superficial, que consiste em polir a superfície do tubo através de equipamento de polimento para reduzir a rugosidade da superfície e melhorar o acabamento superficial, tornando a superfície do tubo lisa e brilhante.

4.5.4 Inspeção, Embalagem, e marcação

Depois de terminar, o ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura precisam passar por uma inspeção final rigorosa para garantir que a qualidade, desempenho, e a precisão dimensional dos tubos atendem aos requisitos da norma ASTM A519 e aos requisitos do cliente. A inspeção final inclui principalmente inspeção dimensional, inspeção de qualidade de superfície, inspeção de propriedade mecânica, e inspeção de qualidade interna.

A inspeção dimensional consiste em verificar o diâmetro externo, espessura de parede, comprimento, linearidade, e circularidade do tubo usando pinças, micrômetros, réguas, e outras ferramentas para garantir que o desvio dimensional atenda aos requisitos padrão. A inspeção da qualidade da superfície consiste em verificar as superfícies internas e externas do tubo por inspeção visual ou detecção ultrassônica de falhas para garantir que não haja rachaduras, inclusões, arranhões, poços, dobras, e outros defeitos. A inspeção de propriedades mecânicas consiste em amostrar aleatoriamente os tubos e testar sua resistência à tração, força de rendimento, alongamento, e dureza para garantir que as propriedades mecânicas atendam aos requisitos padrão. A inspeção de qualidade interna consiste em verificar os defeitos internos dos tubos por meio de testes ultrassônicos ou testes radiográficos, especialmente para tubos sem costura de paredes espessas, para garantir que não haja rachaduras internas, furos de encolhimento, porosidade, e outros defeitos.

Depois de passar na inspeção, os tubos sem costura são embalados para evitar danos, corrosão, e contaminação durante o armazenamento e transporte. O método de embalagem é selecionado de acordo com o diâmetro, comprimento, e quantidade de tubos, como embalagem de pacote, embalagem de caixa de madeira, e embalagens de filme plástico. Para tubos sem costura que requerem armazenamento e transporte de longo prazo, o tratamento à prova de umidade e antiferrugem é realizado dentro da embalagem, como colocar dessecantes e embrulhar papel antiferrugem.

A marcação é realizada nos tubos sem costura embalados para garantir a rastreabilidade. O conteúdo da marcação inclui principalmente o nome do fabricante, nome do produto, Grau de material (ASTM A519 SAE 1020), diâmetro exterior, espessura de parede, comprimento, número padrão (ASTM A519/A519M-24), número do lote, e data de produção. A marcação é clara, empresa, e fácil de identificar, o que é conveniente para os clientes verificarem e usarem.

5. Características Técnicas da ASTM A519 SAE 1020 Tubos sem costura

ASTM A519 SAE 1020 os tubos sem costura possuem características técnicas únicas devido à sua composição química razoável, rigoroso processo de fabricação, e controle de qualidade padronizado, o que os torna amplamente utilizados em vários campos industriais. As principais características técnicas da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são os seguintes:

5.1 Excelente desempenho de processamento

ASTM A519 SAE 1020 é um aço carbono simples de baixo carbono com um teor de carbono de 0.18-0.23%, que tem excelente soldabilidade, Outros elementos podem estar presentes em quantidades muito pequenas para afetar suas propriedades, e usinabilidade. Em termos de soldabilidade, o baixo teor de carbono garante que o tubo não tenha zona de endurecimento óbvia após a soldagem, e a costura de solda tem boa resistência e tenacidade, que é adequado para vários métodos de soldagem, como soldagem a arco, soldagem a gás, soldagem por resistência, e soldagem a laser. A junta soldada pode atender aos requisitos de propriedades mecânicas do metal base sem tratamento térmico após a soldagem (exceto para aplicações especiais).

Em termos de conformabilidade, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura têm boa plasticidade e resistência, que pode ser facilmente processado dobrando, flanging, expandindo, estampagem, e outros processos de formação sem fissuras ou deformações. Por exemplo, o tubo pode ser dobrado em vários ângulos de acordo com os requisitos de instalação, e o processamento de flangeamento e expansão pode ser realizado para atender aos requisitos de conexão do sistema de dutos. A conformabilidade dos tubos sem costura acabados a frio é ligeiramente pior do que a dos tubos sem costura acabados a quente devido ao endurecimento por trabalho, mas pode ser melhorado com tratamento de recozimento.

Em termos de usinabilidade, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura têm baixa dureza e bom desempenho de corte, que pode ser facilmente processado girando, de trituração, de perfuração, tocando, e outros métodos de usinagem. O desgaste da ferramenta de corte é pequeno, a eficiência de corte é alta, e o acabamento superficial das peças usinadas é bom. Isto torna o tubo adequado para a fabricação de diversas peças estruturais mecânicas que requerem usinagem, como eixos, mangas, e conectores.

5.2 Propriedades mecânicas estáveis

A composição química da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são estritamente controlados de acordo com a norma ASTM A519, e o processo de fabricação (A galvanização pode aumentar a resistência à corrosão do tubo de aço e prolongar a vida útil, rolante, tratamento térmico) é padronizado, o que garante que as propriedades mecânicas dos tubos sejam estáveis e confiáveis. O ASTM A519 SAE com acabamento a quente 1020 tubos sem costura têm boa ductilidade e resistência, com uma resistência à tração não inferior a 415 MPa, uma resistência ao escoamento não inferior a 240 MPa, e um alongamento não inferior a 25%, que é adequado para aplicações de uso geral que exigem boa ductilidade.

O ASTM A519 SAE com acabamento a frio 1020 tubos sem costura têm alta resistência à tração e resistência ao escoamento devido ao endurecimento por trabalho, com uma resistência à tração não inferior a 450 MPa, uma resistência ao escoamento não inferior a 310 MPa, e um alongamento não inferior a 15%, que é adequado para aplicações que exigem alta resistência e alta precisão dimensional. além do que, além do mais, as propriedades mecânicas dos tubos podem ser ajustadas por tratamento térmico (recozimento, normalizando) para atender aos requisitos de desempenho de diferentes aplicações, o que aumenta a versatilidade dos tubos.

5.3 Alta precisão dimensional e boa qualidade de superfície

ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura têm requisitos rigorosos de precisão dimensional de acordo com a norma ASTM A519. Os tubos sem costura acabados a quente têm um desvio de diâmetro externo de ±0,5% do diâmetro externo nominal, um desvio de espessura da parede de ±10% da espessura nominal da parede, e um desvio de retidão não superior a 1.5 mm por metro; os tubos sem costura acabados a frio têm maior precisão dimensional, com um desvio de diâmetro externo de ±0,05-±0,10 mm, um desvio de espessura da parede de ±5% da espessura nominal da parede, e um desvio de retidão não superior a 1.0 mm por metro. A alta precisão dimensional garante que os tubos tenham boa intercambialidade e possam ser facilmente instalados e conectados.

A qualidade da superfície ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura também são estritamente controlados. Os tubos sem costura acabados a quente têm uma rugosidade superficial não superior a 6.3 Μm (Ra), e os tubos sem costura acabados a frio têm uma rugosidade superficial não superior a 1.6 Μm (Ra). As superfícies interna e externa dos tubos são lisas, livre de rachaduras, inclusões, arranhões, poços, e outros defeitos, o que não só melhora a qualidade da aparência dos tubos, mas também reduz a resistência no transporte de fluidos e evita o acúmulo de impurezas na tubulação.

5.4 Custo-benefício e ampla versatilidade

ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são feitos de aço carbono simples com baixo teor de carbono, que possui fontes abundantes de matéria-prima e baixos custos de produção em comparação com tubos sem costura de liga de aço e aço inoxidável. além do que, além do mais, o processo de fabricação dos tubos é maduro e simples, com alta eficiência de produção, o que reduz ainda mais o custo de produção. Assim sendo, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura têm alto custo-benefício, que é adequado para uso em larga escala em campos industriais.

Ao mesmo tempo, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura têm ampla versatilidade, que pode ser usado em vários campos industriais, como sistemas de tubulação, fabricação de máquinas, indústria automotiva, engenharia de construção, e máquinas agrícolas. Eles podem ser usados para transportar fluidos de baixa e média pressão (água, óleo, ar), fabricar peças estruturais mecânicas (eixos de, mangas, conectores), componentes automotivos (tubos de combustível, tubos hidráulicos), e componentes de construção (andaimes, tubos de suporte). A ampla versatilidade faz com que os tubos tenham uma grande demanda de mercado e amplas perspectivas de aplicação.

5.5 Boa resistência à corrosão (Após tratamento de superfície)

O metal base da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura têm resistência geral à corrosão, que é propenso a ferrugem e corrosão em ambientes úmidos, ambientes corrosivos. No entanto, após tratamento de superfície (como galvanização, pintura, decapagem, e passivação), a resistência à corrosão dos tubos pode ser significativamente melhorada. Por exemplo, galvanizado por imersão a quente ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura podem ser usados ao ar livre, costeiro, e outros ambientes corrosivos por um longo tempo sem ferrugem; tubos sem costura pintados podem ser usados em oficinas industriais com gases corrosivos para evitar corrosão. Isto expande a gama de aplicações dos tubos e os torna adequados para ambientes de aplicação mais complexos.

6. Aplicações Industriais da ASTM A519 SAE 1020 Tubos sem costura

Devido ao seu excelente desempenho de processamento, propriedades mecânicas estáveis, alta precisão dimensional, bom custo-benefício, e ampla versatilidade, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são amplamente utilizados em vários campos industriais. As principais aplicações industriais são detalhadas a seguir, incluindo sistemas de tubulação, fabricação de máquinas, indústria automotiva, engenharia de construção, maquinaria agrícola, e outros campos. Os cenários e requisitos de aplicação específicos de cada campo são elaborados para fornecer referência para aplicação prática.

6.1 Sistemas de tubulação

Os sistemas de tubulação são o campo de aplicação mais importante da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, que são usados principalmente para transportar fluidos de baixa e média pressão, como água, óleo, ar, gás, e reagentes químicos. Os tubos sem costura têm as vantagens da espessura uniforme da parede, capacidade de suporte de alta pressão, superfície interna lisa, e baixa resistência a fluidos, que são adequados para vários sistemas de tubulação em áreas industriais e civis.

Em sistemas de tubulação industrial, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são amplamente utilizados em sistemas de abastecimento de água e drenagem, oleodutos, dutos de ar, gasodutos, e tubulações de reagentes químicos de fábricas, usinas de energia, plantas químicas, e empresas de mineração. Por exemplo, em uma usina, os tubos são usados como tubulações de água circulante para transportar água de resfriamento para equipamentos de geração de energia; em uma fábrica de produtos químicos, os tubos são usados como tubulações de reagentes químicos de baixa pressão para transportar reagentes químicos não corrosivos ou levemente corrosivos (após tratamento de superfície). Os tubos sem costura acabados a quente são normalmente utilizados em sistemas de tubulação industrial em geral devido à sua boa ductilidade e baixo custo.; os tubos sem costura acabados a frio são usados em sistemas de tubulação de precisão que exigem alta precisão dimensional e acabamento superficial, como tubulações de instrumentos e tubulações hidráulicas.

Em sistemas de tubulação civil, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são usados em tubulações de abastecimento de água, tubulações de aquecimento, e gasodutos de edifícios residenciais, edifícios comerciais, e instalações públicas. Por exemplo, os tubos são usados como tubulações de aquecimento para transportar água quente ou vapor para aquecimento interno; os tubos são usados como gasodutos para transportar gás natural ou gás liquefeito de petróleo (após tratamento anticorrosivo). Os sistemas de tubulação civil têm requisitos relativamente baixos quanto à capacidade de suporte de pressão e precisão dimensional dos tubos, ASTM A519 SAE com acabamento a quente 1020 tubos sem costura são usados principalmente, que têm as vantagens de baixo custo e fácil instalação.

6.2 Indústria de fabricação de máquinas

A indústria de fabricação de máquinas é outro importante campo de aplicação da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura, que são usados principalmente para fabricar peças estruturais mecânicas e peças de transmissão. Os tubos têm excelente usinabilidade e conformabilidade, e propriedades mecânicas estáveis, que pode ser facilmente processado em várias peças estruturais que atendem aos requisitos de equipamentos mecânicos.

Cenários de aplicação comuns na indústria de fabricação de máquinas incluem: eixos de fabricação, mangas, buchas, conectores, colchetes, e outras peças estruturais para máquinas-ferramentas, bombas, válvulas, compressores, e outros equipamentos mecânicos. Por exemplo, os tubos são processados em mangas através de torneamento e fresamento, que são usados para apoiar o eixo rotativo da máquina-ferramenta; os tubos são processados em conectores através de perfuração e rosqueamento, que são usados para conectar vários componentes do equipamento mecânico; os tubos são processados em suportes por meio de dobra e soldagem, que são usados para consertar o equipamento mecânico.

além do que, além do mais, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura também são usados para fabricar cilindros hidráulicos e cilindros pneumáticos de sistemas hidráulicos e pneumáticos. Os tubos sem costura acabados a frio são usados principalmente para esta aplicação devido à sua alta precisão dimensional e bom acabamento superficial, o que pode garantir o desempenho de vedação e a precisão do movimento do cilindro hidráulico e do cilindro pneumático. As propriedades mecânicas dos tubos podem ser ajustadas por tratamento térmico para atender aos requisitos de suporte de carga dos sistemas hidráulicos e pneumáticos.

6.3 Indústria automotiva

Na indústria automotiva, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são amplamente utilizados para fabricar vários componentes automotivos devido ao seu bom desempenho de processamento, alta resistência, e baixo custo. Os principais cenários de aplicação incluem tubos de combustível automotivo, tubos hidráulicos, tubos de freio, tubos de escape, e componentes estruturais.

Tubos de combustível automotivo são usados para transportar combustível do tanque de combustível para o motor, que requer um bom desempenho de vedação, A galvanização pode aumentar a resistência à corrosão do tubo de aço e prolongar a vida útil, e capacidade de porte de pressão. ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura após galvanização ou tratamento de pintura são usados como tubos de combustível, que pode atender aos requisitos de resistência à corrosão do sistema de combustível e garantir o transporte seguro de combustível. Tubos hidráulicos automotivos são usados para transportar óleo hidráulico para o sistema hidráulico automotivo (como sistema de direção hidráulica, sistema de freio), que requer alta precisão dimensional e acabamento superficial. ASTM A519 SAE com acabamento a frio 1020 tubos sem costura são usados como tubos hidráulicos, o que pode garantir o desempenho de vedação e a capacidade de suporte de pressão do sistema hidráulico.

Tubos de freio automotivo são usados para transportar fluido de freio para o sistema de freio automotivo, que requer alta resistência, boa ductilidade, e resistência à corrosão. ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura após tratamento anticorrosivo são usados como tubos de freio, o que pode garantir a confiabilidade do sistema de freio e evitar falhas de freio causadas por corrosão ou rachaduras no tubo. além do que, além do mais, os tubos também são usados para fabricar componentes estruturais automotivos, como suportes de quadros e suportes de suspensão, que exigem boa resistência e tenacidade para garantir a segurança e estabilidade do veículo.

6.4 Indústria de Engenharia de Construção

Na indústria de engenharia de construção, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são usados principalmente para fabricar peças estruturais de construção, andaimes, tubos de suporte, e componentes decorativos. Os tubos têm boa resistência, ductilidade, e soldabilidade, que são adequados para vários cenários de construção.

Andaimes e tubos de suporte são as aplicações mais comuns da ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura na indústria da construção. Os tubos são usados para construir andaimes para trabalhadores da construção civil operarem em altura, e tubos de suporte para apoiar a fôrma de estruturas de concreto (como vigas, colunas, e lajes). O ASTM A519 SAE com acabamento a quente 1020 tubos sem costura são usados principalmente para esta aplicação devido à sua boa ductilidade, alta capacidade de carga, e baixo custo. Os tubos são conectados por soldagem ou fixadores para formar um andaime estável e um sistema de suporte, que pode garantir a segurança do processo de construção.

além do que, além do mais, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura também são usados para fabricar componentes estruturais de construção, como estruturas de aço, trilhos, e corrimãos. Por exemplo, os tubos são processados em trilhos e corrimãos por meio de dobra e soldagem, que são usados em escadas, varandas, e corredores de edifícios residenciais e edifícios comerciais; os tubos são usados como componentes de estrutura de aço para construir estruturas de aço leves, que têm as vantagens do peso leve, alta resistência, e fácil instalação. Os tubos sem costura acabados a frio são usados para componentes decorativos que exigem alto acabamento superficial, como grades decorativas e corrimãos, o que pode melhorar a qualidade da aparência do edifício.

6.5 Indústria de máquinas agrícolas

Na indústria de máquinas agrícolas, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são amplamente utilizados na fabricação de diversos componentes de máquinas agrícolas devido ao seu baixo custo, bom desempenho de processamento, e durabilidade. Os principais cenários de aplicação incluem quadros de máquinas agrícolas, eixos de transmissão, tubos hidráulicos, e tubos de transporte de fluidos.

As estruturas de máquinas agrícolas são utilizadas para suportar diversos componentes de máquinas agrícolas (como tratores, colheitadeiras, e plantadores), que exigem boa resistência e tenacidade para suportar o impacto e a vibração durante a operação. ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura são usados para fabricar estruturas por meio de soldagem e dobra, que pode atender aos requisitos de resistência das máquinas agrícolas e reduzir o peso das máquinas. Os eixos de transmissão são usados para transmitir energia entre vários componentes de máquinas agrícolas, que exigem alta resistência e boa resistência ao desgaste. ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura após tratamento de têmpera e revenido são usados como eixos de transmissão, o que pode melhorar a resistência e resistência ao desgaste dos eixos.

Tubos hidráulicos e tubos de transporte de fluidos são usados no sistema hidráulico e no sistema de transporte de fluidos de máquinas agrícolas, como o transporte de óleo hidráulico para o sistema de elevação hidráulica de tratores e o transporte de água e fertilizantes para máquinas de irrigação agrícola. O ASTM A519 SAE com acabamento a quente ou a frio 1020 tubos sem costura são selecionados de acordo com os requisitos de precisão do sistema, que pode garantir o funcionamento normal do sistema hidráulico e do sistema de transporte de fluidos.

6.6 Outros campos de aplicação

Além dos campos acima, ASTM A519 SAE 1020 tubos sem costura também são usados em outros campos industriais, como aeroespacial, Engenharia Naval, e equipamentos médicos, mas o volume do aplicativo é relativamente pequeno, e os requisitos são mais rigorosos.

No campo aeroespacial, os tubos são usados para fabricar componentes auxiliares de aeronaves (como tubulações de ar e tubulações hidráulicas), que exigem alta precisão dimensional, boas propriedades mecânicas, e peso leve. ASTM A519 SAE com acabamento a frio 1020 tubos sem costura após rigoroso tratamento térmico e inspeção são usados para esta aplicação, que pode atender aos requisitos rigorosos da indústria aeroespacial. Na área de engenharia naval, os tubos são usados como tubulações de transporte de fluidos de baixa pressão em navios, que requerem boa resistência à corrosão (após galvanização por imersão a quente ou pintura anticorrosiva) para resistir ao ambiente corrosivo da água do mar. Na área de equipamentos médicos, os tubos são utilizados na fabricação de componentes auxiliares de equipamentos médicos (como pipelines de instrumentos), que exigem alta precisão dimensional e acabamento superficial, e requisitos rigorosos de higiene. ASTM A519 SAE com acabamento a frio 1020 tubos sem costura após tratamento de polimento e desinfecção são usados para esta aplicação.

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