Tubo de aço ASTM A790 S31803refere-se a tubos de aço sem costura ou soldados fabricados de acordo com o padrão A790 da Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) e designados UNS S31803 (aço inoxidável duplex Duplex 2205).

A microestrutura do tubo de aço S31803 consiste em duas fases: ferrita e austenita. Comparado ao aço inoxidável austenítico tradicional, oferece maior resistência mecânica e resistência superior à corrosão sob tensão. Além disso, seu alto teor de cromo, molibdênio e nitrogênio proporciona excelente resistência à corrosão por pites e frestas em ambientes de cloreto e meios ácidos.
O tubo de aço Duplex 2205 é amplamente utilizado nas indústrias de petróleo e gás, engenharia offshore, química, petroquímica, dessalinização e celulose e papel. A norma A790 estabelece requisitos rigorosos para a composição química, propriedades mecânicas, tratamento térmico e testes não{3}}destrutivos do tubo de aço S31803, garantindo sua confiabilidade e durabilidade-de longo prazo.
Tabela de especificações de tubos de aço duplex ASTM A790 UNS S31803
ASTM A790 UNS S31803Composição Química
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Composição |
Valor (Peso%) |
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Carbono (C) |
0,030 máx. |
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Manganês (Mn) |
2,00 no máximo |
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Fósforo (P) |
0,030 máx. |
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Enxofre (S) |
0,020 máx. |
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Silício (Si) |
1,00 no máximo |
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Níquel (Ni) |
4.50 – 6.50 |
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Cromo (Cr) |
21.0 – 23.0 |
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Molibdênio (Mo) |
2.50 – 3.50 |
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Nitrogênio (N) |
0.08 – 0.20 |
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Ferro (Fe) |
Equilíbrio |
ASTM A790 UNS S31803Propriedade Mecânica
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Propriedade |
Unidades Imperiais |
Unidades Métricas |
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Resistência à tração (mín.) |
90 ksi |
620MPa |
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Limite de rendimento (compensação de 0,2%, mínimo) |
65 ksi |
450 MPa |
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Alongamento (em 2 pol. ou 50 mm, mín.) |
25% |
25% |
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Dureza (máx.) |
290 HBW (Brinell) |
30 HRC (Rockwell C) |
ASTM A790 UNS S31803Tratamento Térmico e Corrosão
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Exigência |
Especificação |
Detalhe / Finalidade |
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Tratamento térmico |
Recozimento de solução |
O tubo deve ser aquecido a uma temperatura mínima de 1020 graus. |
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Resfriamento |
Têmpera Rápida |
Seguido de resfriamento rápido em ar ou água para atingir a microestrutura bifásica desejada (ferrita/austenita) e evitar a formação de fases intermetálicas prejudiciais. |
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Teste de corrosão intergranular |
ASTM A923 Prática C |
Obrigatório para garantia de qualidade. Mede a resistência do material à corrosão por pites e frestas, garantindo tratamento térmico e microestrutura corretos. |
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Microestrutura |
Conteúdo de ferrita |
Geralmente é necessário estar na faixa de 30% a 70%. |
Padrões Dimensionais e de Fabricação
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Aspecto da especificação |
Detalhe |
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Norma Governante |
ASTM A790/ASME SA-790 |
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Processo de Fabricação |
Sem costura ou soldado (EFW, ERW ou soldado por fusão) |
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Padrões Dimensionais Aplicáveis |
ASME B36.10M ou ASME B36.19M |
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Testes não-destrutivos (END) |
Obrigatório |
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Teste de soldagem (para tubo soldado) |
Obrigatório |
Vantagens do tubo de aço duplex ASTM A790 UNS S31803

Excelente resistência à fissuração por corrosão sob tensão
O tubo de aço S31803 oferece excelente resistência à corrosão sob tensão por cloreto, superando os aços inoxidáveis austeníticos tradicionais. A fase ferrita do Duplex 2205 confere alta resistência ao SCC, tornando-o usado principalmente em engenharia offshore, usinas de dessalinização, trocadores de calor e produção de petróleo e gás.
Excelente resistência mecânica e durabilidade
A resistência ao escoamento do S31803 é normalmente duas vezes maior que a dos aços inoxidáveis austeníticos padrão, o que significa que tubos-de paredes mais finas podem ser usados para a mesma pressão interna ou carga externa. Esta elevada resistência não só melhora a durabilidade e a segurança dos sistemas de tubagem, mas também reduz significativamente o peso total do tubo, simplificando a instalação e reduzindo as estruturas de suporte.
Excelente resistência à corrosão localizada
Seu alto teor de cromo, molibdênio e nitrogênio, o tubo de aço S31803 possui um índice equivalente de pite extremamente alto, proporcionando excelente resistência à corrosão por pite e fresta. Essa característica é particularmente crítica em ambientes ácidos, água do mar ou salmouras de alta-salinidade, garantindo a integridade operacional-de longo prazo do gasoduto e minimizando os custos de manutenção.

Custo-econômico
Embora o custo inicial do tubo de aço S31803 seja superior ao do aço inoxidável, seu desempenho de custo geral é altamente significativo ao longo do ciclo de vida do projeto. Sua alta resistência permite espessuras de parede mais finas, reduzindo peso, custos de aquisição e despesas de transporte.
Ao mesmo tempo, sua excelente resistência à corrosão e durabilidade prolongam a vida útil e reduzem a frequência de substituição, tornando o Duplex 2205 uma solução econômica e de longo-prazo para aplicações em ambientes agressivos.
Excelente soldabilidade e processabilidade
Comparado a alguns materiais de{0}alta liga, o tubo de aço duplex S31803 apresenta excelente soldabilidade. Quando devidamente soldado, ele mantém a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas tanto na solda quanto nas zonas{3}afetadas pelo calor.
Além disso, a boa resistência do tubo de aço S31803 torna o trabalho a frio e a conformação relativamente fáceis, facilitando sua adaptação a vários layouts de tubulação complexos e à instalação-no local.
Preço do tubo de aço duplex ASTM A790 UNS S31803
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Tipo de tubo |
Faixa de tamanho |
Preço (por Kg/lb) |
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Tubo sem costura |
1" NB a 8" NB (Programação 40/80) |
US$ 9,00 – US$ 14,00/kg |
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Tubo sem costura |
OD grande ou parede pesada |
US$ 10,00 – US$15.00+/kg |
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Tubo soldado |
4" NB a 24" NB (parede padrão) |
US$ 7,00 – US$ 11,00/kg |
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Placa/Folha) e outras formas |
Matérias-primas utilizadas na fabricação de tubos soldados |
US$ 6,00 – US$ 10,00/kg |
Observação:NB significa diâmetro nominal. Os preços acima são estimativas dos custos de matéria-prima e processamento da Bare Pipe e não incluem frete, taxas de inspeção, impostos ou outras taxas de serviço adicionais.

O preço do aço duplex S31803 está intimamente ligado às flutuações dos preços de mercado de três ligas: níquel, cromo e molibdênio.
O níquel e o molibdênio são particularmente caros e flutuam significativamente, enquanto o S31803 contém altos níveis de cromo, quantidades moderadas de níquel e o elemento crítico molibdênio. Os aumentos de preços desses elementos impactam diretamente o custo da matéria-prima do S31803. Portanto, os fornecedores geralmente baseiam suas cotações nos preços-em tempo real ou na média mensal recente dos índices do mercado de metais.
A norma ASTM A790 impõe requisitos rigorosos ao processo de fabricação do tubo S31803. O aço duplex requer um tratamento de recozimento de solução preciso em temperaturas acima de 1020 graus, seguido de resfriamento rápido para atingir o equilíbrio ideal da fase ferrita/austenita.
Esse tratamento térmico é mais complexo e consome muita energia-do que o do aço inoxidável padrão, exigindo equipamentos adicionais e tempos de processamento mais longos.

Além disso, o padrão A790 exige testes rigorosos de corrosão e não destrutivos, e esses custos de inspeção são levados em consideração na cotação final.
As dimensões do tubo sem costura ou soldado também impactam significativamente o preço. O tubo sem costura é geralmente mais caro por unidade de peso do que o tubo soldado devido à sua maior dificuldade de produção e menor perda de matéria-prima. A fabricação de tubos soldados envolve laminação de chapas e soldagem automatizada, e seu custo é determinado principalmente pelo preço da chapa e pelos requisitos de tratamento térmico pós{2}}soldagem.
Por fim, especificações de-diâmetro pequeno e paredes-espesas especiais geralmente têm preços unitários mais altos do que tubos-padrão médios devido a lotes de produção menores e maior complexidade de processamento. Comprimentos, tolerâncias e acabamentos de superfície específicos-exigidos pelo cliente também podem contribuir para diferenças de preço.
