20G: É o aço listado na norma GB5310-95 (correspondente a marcas estrangeiras: st45.8 na Alemanha, STB42 no Japão e SA106B nos Estados Unidos). É o aço mais comumente usado para tubos de caldeiras. A composição química e as propriedades mecânicas são basicamente as mesmas das chapas de aço 20. O aço apresenta resistência mecânica em temperaturas normais, médias e altas, baixo teor de carbono, boa plasticidade e tenacidade, além de boas propriedades de conformação a frio e a quente e de soldagem. É usado principalmente na fabricação de conexões de tubos de caldeiras de alta pressão e parâmetros elevados, superaquecedores, reaquecedores, economizadores e paredes d'água na seção de baixa temperatura. tais como tubos de pequeno diâmetro para aquecimento de superfícies com temperatura de parede ≤ 500 °C, e tubos de parede d'água, tubos de economizadores, etc., tubos de grande diâmetro para vapor e coletores (economizador, parede d'água, superaquecedor de baixa temperatura e coletor de reaquecedor) com temperatura de parede ≤ 450 °C, e acessórios para tubulações com temperatura intermediária ≤ 450 °C, etc. Como o aço carbono sofre grafitização se operado por longo tempo acima de 450 °C, a temperatura máxima de uso a longo prazo do tubo de aquecimento de superfícies deve ser limitada a menos de 450 °C. Nessa faixa de temperatura, a resistência do aço atende aos requisitos de superaquecedores e tubos de vapor, apresentando boa resistência à oxidação, tenacidade plástica, soldabilidade e outras propriedades de processamento a quente e a frio, sendo amplamente utilizado. O aço utilizado no forno iraniano (referindo-se a uma única unidade) é o tubo de introdução de esgoto (28 toneladas), o tubo de introdução de água a vapor (20 toneladas), o tubo de conexão de vapor (26 toneladas) e o coletor do economizador (8 toneladas), o sistema de água de dessuperaquecimento (5 toneladas), sendo o restante utilizado como aço plano e materiais para a estrutura (cerca de 86 toneladas).
SA-210C (25MnG): Este é o aço da norma ASME SA-210. Trata-se de um aço carbono-manganês para tubos de pequeno diâmetro, utilizado em caldeiras e superaquecedores, sendo um aço perlítico de alta resistência térmica. Na China, foi incorporado à norma GB5310 em 1995 e denominado 25MnG. Sua composição química é simples, com exceção do alto teor de carbono e manganês; o restante é similar ao do aço 20G. Consequentemente, sua resistência ao escoamento é cerca de 20% maior que a do 20G, e sua plasticidade e tenacidade são equivalentes. O aço possui um processo de fabricação simples e boa trabalhabilidade a frio e a quente. Sua utilização em substituição ao 20G permite reduzir a espessura da parede e o consumo de material, além de melhorar a transferência de calor da caldeira. Suas aplicações e temperaturas de operação são basicamente as mesmas do 20G, sendo utilizado principalmente em paredes d'água, economizadores, superaquecedores de baixa temperatura e outros componentes cuja temperatura de trabalho é inferior a 500 °C.
SA-106C: Este é o grau de aço da norma ASME SA-106. Trata-se de um tubo de aço carbono-manganês para caldeiras de grande porte e superaquecedores de alta temperatura. Sua composição química é simples e similar à do aço carbono 20G, porém com teor de carbono e manganês mais elevado, resultando em uma resistência ao escoamento cerca de 12% superior à do 20G, além de apresentar plasticidade e tenacidade satisfatórias. O aço possui processo de fabricação simples e boa trabalhabilidade a frio e a quente. Sua utilização para substituir coletores de aço 20G (economizador, parede d'água, superaquecedor de baixa temperatura e coletor de reaquecedor) permite reduzir a espessura da parede em cerca de 10%, o que possibilita economia de material, redução do trabalho de soldagem e melhoria na distribuição de tensões dos coletores durante a partida.
15Mo3 (15MoG): Trata-se de um tubo de aço conforme a norma DIN 17175. É um tubo de aço carbono-molibdênio de pequeno diâmetro para superaquecedores de caldeiras. É um aço perlítico de alta resistência térmica. A China o adotou na norma GB 5310 em 1995, denominando-o 15MoG. Sua composição química é simples, mas contém molibdênio, o que lhe confere desempenho semelhante ao do aço carbono em processos de fabricação, porém com resistência térmica superior. Devido ao seu bom desempenho e baixo custo, tem sido amplamente adotado em diversos países ao redor do mundo. Contudo, o aço apresenta tendência à grafitização em operação prolongada em altas temperaturas, portanto, sua temperatura de uso deve ser controlada abaixo de 510 °C, e a quantidade de alumínio adicionada durante a fundição deve ser limitada para controlar e retardar o processo de grafitização. Este tubo de aço é utilizado principalmente em superaquecedores e reaquecedores de baixa temperatura, onde a temperatura da parede é inferior a 510 °C. Sua composição química é C0,12-0,20, Si0,10-0,35, Mn0,40-0,80, S≤0,035, P≤0,035, Mo0,25-0,35; nível de resistência ao fogo normal σs≥270-285, σb≥450-600 MPa; Plasticidade δ≥22.
SA-209T1a (20MoG): Este é o grau de aço da norma ASME SA-209. Trata-se de um tubo de aço carbono-molibdênio de pequeno diâmetro para caldeiras e superaquecedores, sendo um aço perlítico de alta resistência térmica. Na China, foi incorporado à norma GB5310 em 1995, sendo denominado 20MoG. Sua composição química é simples, porém contém molibdênio, o que lhe confere desempenho de processamento semelhante ao do aço carbono, porém com resistência térmica superior. Contudo, o aço apresenta tendência à grafitização em operação prolongada em altas temperaturas, devendo sua temperatura de uso ser controlada abaixo de 510 °C e o sobreaquecimento deve ser evitado. Durante a fundição, a quantidade de alumínio adicionada deve ser limitada para controlar e retardar o processo de grafitização. Este tubo de aço é utilizado principalmente em componentes como paredes de refrigeração a água, superaquecedores e reaquecedores, onde a temperatura da parede é inferior a 510 °C. Sua composição química é C0,15-0,25, Si0,10-0,50, Mn0,30-0,80, S≤0,025, P≤0,025, Mo0,44-0,65; nível de resistência normalizada σs≥220, σb≥415 MPa; plasticidade δ≥30.
15CrMoG: é um aço da classe GB5310-95 (correspondente aos aços 1Cr-1/2Mo e 11/4Cr-1/2Mo-Si amplamente utilizados em diversos países ao redor do mundo). Seu teor de cromo é superior ao do aço 12CrMo, o que lhe confere maior resistência térmica. Quando a temperatura ultrapassa 550 °C, sua resistência térmica diminui significativamente. Em operação prolongada a temperaturas entre 500 e 550 °C, não ocorre grafitização, mas sim esferoidização de carbonetos e redistribuição de elementos de liga, o que leva à redução da resistência térmica do aço. Apesar disso, o aço apresenta boa resistência à relaxação térmica a 450 °C, apresentando bom desempenho em processos de fabricação de tubos e soldagem. Utilizado principalmente como tubos e coletores de vapor de alta e média pressão com parâmetros de vapor abaixo de 550℃, tubos de superaquecedores com temperatura da parede abaixo de 560℃, etc. Sua composição química é C0,12-0,18, Si0,17-0,37, Mn0,40-0,70, S≤0,030, P≤0,030, Cr0,80-1,10, Mo0,40-0,55; nível de resistência σs≥ 235 no estado temperado normal, σb≥440-640 MPa; Plasticidade δ≥21.
T22 (P22), 12Cr2MoG: O T22 (P22) é um material padrão ASME SA213 (SA335), listado na norma chinesa GB5310-95. Na série de aços Cr-Mo, sua resistência térmica é relativamente alta, e sua resistência à fadiga e tensão admissível à mesma temperatura são ainda maiores que as do aço 9Cr-1Mo. Portanto, é amplamente utilizado em usinas termelétricas, usinas nucleares e vasos de pressão no exterior. Entretanto, sua relação custo-benefício não é tão vantajosa quanto a do aço 12Cr1MoV chinês, sendo menos utilizado na fabricação de caldeiras termelétricas no país. Sua adoção se restringe a situações de demanda específica (especialmente quando o projeto e a fabricação seguem as especificações ASME). O aço não é sensível ao tratamento térmico, possui alta plasticidade e boa soldabilidade. Os tubos de pequeno diâmetro T22 são usados principalmente como tubos de superfície de aquecimento para superaquecedores e reaquecedores cuja temperatura da parede metálica é inferior a 580 °C, enquanto os tubos de grande diâmetro P22 são usados principalmente para juntas de superaquecedores/reaquecedores cuja temperatura da parede metálica não excede 565 °C. Também são utilizados em caixas e tubulações principais de vapor. Sua composição química é C ≤ 0,15, Si ≤ 0,50, Mn 0,30-0,60, S ≤ 0,025, P ≤ 0,025, Cr 1,90-2,60, Mo 0,87-1,13; resistência mecânica σs ≥ 280, σb ≥ 450-600 MPa sob revenido positivo; plasticidade δ ≥ 20.
12Cr1MoVG: Este aço, listado na norma GB5310-95, é amplamente utilizado em superaquecedores de caldeiras de usinas termelétricas de alta pressão, ultra-alta pressão e subcríticas na China, além de coletores e tubulações principais de vapor. Sua composição química e propriedades mecânicas são basicamente as mesmas da chapa 12Cr1MoV. Sua composição química é simples, com teor total de liga inferior a 2%, sendo um aço perlítico de baixa liga e baixo carbono, com alta resistência a altas temperaturas. O vanádio, em sua composição, forma um carboneto estável (VC) com o carbono, o que faz com que o cromo e o molibdênio no aço existam preferencialmente na ferrita, retardando a transferência desses elementos da ferrita para o carboneto e tornando o aço mais estável em altas temperaturas. A quantidade total de elementos de liga neste aço é apenas metade da do aço 2,25Cr-1Mo amplamente utilizado no exterior, mas sua resistência à fadiga a 580 °C e 100.000 h é 40% superior à deste último; além disso, seu processo de produção é simples e sua soldagem apresenta bom desempenho. Contanto que o processo de tratamento térmico seja rigoroso, é possível obter um desempenho geral e resistência térmica satisfatórios. A operação real da usina elétrica demonstra que a tubulação principal de vapor 12Cr1MoV pode continuar sendo utilizada após 100.000 horas de operação segura a 540 °C. Os tubos de grande diâmetro são utilizados principalmente como coletores e tubulações principais de vapor com parâmetros de vapor abaixo de 565 °C, e os tubos de pequeno diâmetro são utilizados como tubulações de superfície de aquecimento da caldeira com temperaturas da parede metálica abaixo de 580 °C.
12Cr2MoWVTiB (G102): É um aço da classe GB5310-95. Trata-se de um aço bainítico de baixa liga e baixo carbono (com pequena quantidade de ligas múltiplas), desenvolvido e aprimorado na China na década de 1960. Foi incluído na norma YB529 do Ministério da Metalurgia na década de 1970 e é a norma nacional vigente. No final de 1980, o aço passou pela avaliação conjunta do Ministério da Metalurgia e do Ministério de Máquinas e Energia Elétrica. O aço possui boas propriedades mecânicas em geral, e sua resistência térmica e temperatura de serviço superam as de aços estrangeiros similares, atingindo o nível de alguns aços austeníticos cromo-níquel a 620 °C. Isso se deve à presença de diversos elementos de liga em sua composição, além de elementos como Cr e Si, que melhoram a resistência à oxidação, permitindo que a temperatura máxima de serviço atinja 620 °C. A operação real da usina elétrica mostrou que a organização e o desempenho do tubo de aço não sofreram grandes alterações após longo período de operação. Utilizado principalmente como tubo de superaquecedor e tubo de reaquecedor em caldeiras de altíssimo desempenho com temperatura do metal ≤ 620 °C. Sua composição química é C 0,08-0,15, Si 0,45-0,75, Mn 0,45-0,65, S ≤ 0,030, P ≤ 0,030, Cr 1,60-2,10, Mo 0,50-0,65, V 0,28-0,42, Ti 0,08-0,18, W 0,30-0,55, B 0,002-0,008; resistência mecânica σs ≥ 345 MPa, σb ≥ 540-735 MPa no estado de revenido positivo; plasticidade δ ≥ 18.
SA-213T91 (335P91): É o aço da norma ASME SA-213 (335). Trata-se de um material para componentes de alta temperatura e pressão em usinas nucleares (também utilizado em outras áreas), desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Rubber Ridge, nos Estados Unidos. O aço é baseado no aço T9 (9Cr-1Mo) e possui limites máximos de teor de carbono. Controla-se mais rigorosamente o teor de elementos residuais como P e S, além de adicionar traços de 0,030-0,070% de N, traços de elementos formadores de carbonetos fortes de 0,18-0,25% de V e 0,06-0,10% de Nb para obter um novo tipo de aço-liga ferrítico resistente ao calor, de acordo com os requisitos de grão. Trata-se de um aço listado na norma ASME SA-213, e a China o adaptou para a norma GB5310 em 1995, definindo sua classificação como 10Cr9Mo1VNb; e a norma internacional ISO/DIS9329-2 o classifica como X10CrMoVNb9-1. Devido ao seu alto teor de cromo (9%), sua resistência à oxidação, à corrosão, à alta temperatura e sua baixa tendência à grafitização são superiores às dos aços de baixa liga. O elemento molibdênio (1%) contribui principalmente para a melhoria da resistência à alta temperatura e inibe a fragilidade a quente característica dos aços cromo. Comparado ao T9, apresenta melhor desempenho em soldagem e resistência à fadiga térmica, sua durabilidade a 600 °C é três vezes maior que a deste último, mantendo a excelente resistência à corrosão em alta temperatura do aço T9 (9Cr-1Mo). Em comparação com o aço inoxidável austenítico, possui baixo coeficiente de expansão, boa condutividade térmica e maior resistência à fadiga (por exemplo, em comparação com o aço austenítico TP304, a temperatura de cura a 625 °C é a mesma do aço TP304, enquanto a temperatura de equilíbrio de tensão é de 607 °C). Portanto, apresenta boas propriedades mecânicas em geral, estrutura e desempenho estáveis antes e depois do envelhecimento, bom desempenho de soldagem e processamento, alta durabilidade e resistência à oxidação. É utilizado principalmente em superaquecedores e reaquecedores com temperatura do metal ≤ 650 °C em caldeiras. Sua composição química é C0,08-0,12, Si0,20-0,50, Mn0,30-0,60, S≤0,010, P≤0,020, Cr8,00-9,50, Mo0,85-1,05, V0,18-0,25, Al≤0,04, Nb0,06-0,10, N0,03-0,07; nível de resistência σs≥415, σb≥585 MPa no estado de revenido positivo; plasticidade δ≥20.
Data da publicação: 18/11/2020