Prevenir defeitos em tubos de aço: Causas, deteção e soluções

Defeitos da superfície interna

1. Dobra interna

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

Causas:

• Tubo em branco: centro solto, segregação; resíduos graves da cavidade de retração; não metálico as inclusões excedem a norma.
• Aquecimento desigual do tubo em branco, temperatura demasiado alta ou demasiado baixa e tempo de aquecimento demasiado longo.
• Área de perfuração: desgaste superior acentuado; ajuste incorreto dos parâmetros da máquina de perfuração; envelhecimento dos rolos de perfuração, etc.

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

2. Cicatriz interna

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

Causas:

• Impurezas no lubrificante de grafite.
• A orelha de ferro na extremidade posterior do tubo rugoso é pressionada contra a parede interior do tubo de aço.

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

3. Pele encaracolada

Características: Pele pequena com ondulações rectas ou intermitentes semelhantes a unhas na superfície interna do tubo de aço. Aparece frequentemente na cabeça do capilar e é fácil de descolar.

Causas:

• Ajuste incorreto dos parâmetros da máquina de perfuração.
• Aço pegajoso na parte superior.
• Acumulação de pele de ferro oxidada no tubo rugoso.

Inspeção: Na superfície interior do tubo de aço, é permitida a existência de pele ondulada fácil de descolar (ou que possa ser queimada durante o tratamento térmico). No caso de pele ondulada enraizada, esta deve ser moída ou removida.

4. Arranhão reto interno

Característica: Um risco reto com uma certa largura e profundidade na superfície interior do tubo de aço.

Causas:

• A temperatura de laminação é baixa, e a barra central é pegajosa com objectos metálicos duros.
• Impurezas na grafite, etc.

Inspeção:

• A profundidade máxima do risco reto interno permitida para tubos de revestimento e tubos normais é de 5% (a profundidade máxima para recipientes sob pressão é de 0,4 mm).

É necessário um exame cuidadoso dos riscos rectos internos do Chade, que devem ser esmerilados ou removidos.

Os riscos rectos internos com arestas vivas devem ser suavizados por retificação.

5. Cumeeira interna

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

Causas: Desgaste acentuado da barra de núcleo, retificação irregular ou demasiado profunda.

Inspeção:

• No caso de tubos de revestimento e de condutas, a altura máxima da crista interna permitida é de 8% da espessura da parede, e a altura máxima é de 0,8 mm sem afetar o diâmetro. O desvio deve ser reparado por retificação e corte.
• Para tubos normais e tubos de condutas, a altura máxima da crista interna permitida é 8% da espessura da parede, e a altura máxima é 0,8 mm. O desvio deve ser reparado por retificação e corte.
• Para os tubos de aço que devem cumprir os requisitos de deteção de defeitos do nível L2 (N5), a altura máxima da crista interna não deve exceder 5% (a altura máxima é de 0,5 mm). O desvio deve ser reparado por retificação e corte.
• As cristas internas com arestas vivas devem ser suavizadas por retificação.

6. Bojo interno

Características: Saliências convexas regulares na superfície interna do tubo de aço sem danificar a superfície externa.

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

Inspeção: Inspecionar de acordo com os requisitos relativos aos sulcos internos.

7. Puxar côncavo

Características: Fossas regulares ou irregulares na superfície interna do tubo de aço sem danificar a superfície externa.

Causas:

• Ajuste incorreto do rolamento contínuo, e as velocidades de rolamento de cada rolo da estrutura não coincidem.
• Aquecimento irregular do tubo em bruto ou temperatura demasiado baixa.
• Desvio da linha central de rolamento, colisão entre o tubo de aço e a estrada de retorno de rolamento contínuo, etc. (Nota: Este motivo foi proposto em janeiro de 2003 e o princípio ainda está a ser explorado).

Inspeção: É permitida a existência de concavidades de tração com um desvio negativo que não exceda a espessura da parede e uma espessura real da parede superior à espessura mínima exigida. As concavidades de tração excessivas devem ser cortadas. (Nota: O desenvolvimento grave de concavidades de tração pode levar a rasgões, que devem ser rigorosamente inspeccionados).

8. Rosca interna (Este defeito só ocorre nas unidades Assel)

Características: Traços em espiral na superfície interna do tubo de aço, que aparecem principalmente na superfície interna de tubos de paredes finas e têm uma sensação óbvia de irregularidade.

Causas:

• Defeitos inerentes ao processo de laminagem oblíqua. Este defeito é mais proeminente quando os parâmetros de processo do laminador de tubos Assel são incorretamente ajustados.
• A distribuição da deformação não é razoável e a redução da espessura da parede do laminador de tubos Assel é demasiado grande.
• Configuração incorrecta do sulco de rolamento Assel.

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

Defeitos da superfície exterior

1. Dobragem externa

Características: Camada em forma de espiral que se dobra na superfície exterior do tubo de aço.

Causas:

1. Dobras ou fissuras na superfície do revestimento do tubo.
2. Poros subcutâneos ou inclusões subcutâneas graves no revestimento do tubo.
3. Limpeza deficiente da superfície do tubo em bruto, ou da orelha, face errada, etc.
4. Arranhões na superfície do tubo de aço causados pelo levantamento durante a laminagem, que são depois pressionados sobre a matriz do tubo de aço para formar uma dobragem externa.

Inspeção: Não é permitido existir. É possível retificar ligeiras dobras e, após a retificação, a espessura real da parede e o valor do diâmetro exterior não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.

2. Delaminação

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

Causas: Inclusões não metálicas graves, orifícios de retração residuais ou grande folga no revestimento do tubo.

Inspeção: Não é permitido existir.

3. Cicatrização externa

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

Causas:

• Rolo colado, envelhecimento, desgaste acentuado ou marcas de arranhões.
• Objectos estranhos ou desgaste acentuado nos rolos de transporte.

Inspeção:

• A área da cicatriz deve ser triturada ou removida em pedaços.
• No caso de secções de tubos com cicatrizes, a área de cicatrização que exceda 10% deve ser cortada ou retificada.
• As cicatrizes mais profundas do que 5% da espessura da parede devem ser retificadas.
• O valor efetivo da espessura da parede e do diâmetro exterior no local de retificação não deve ser inferior ao valor mínimo exigido pela norma.

4. Superfície rugosa

Características: Poços irregulares na superfície do tubo de aço.

Causas:

• O tubo de aço permanece no forno durante demasiado tempo ou é aquecido durante demasiado tempo, o que resulta na formação de escamas de óxido espessas na superfície, que não são limpas corretamente e se enrolam na superfície do tubo de aço.
• Mau funcionamento do equipamento de remoção de fósforo da água a alta pressão, resultando numa remoção incompleta do fósforo.

Inspeção:

• São permitidas superfícies rugosas locais que não excedam o desvio negativo da espessura da parede.
• A área da superfície rugosa não deve exceder 20% da área da secção de tubo com superfícies rugosas.
• As superfícies rugosas que excedam a norma podem ser rectificadas ou cortadas, e o valor real da espessura da parede e do diâmetro exterior no local de retificação não deve ser inferior ao valor mínimo exigido pela norma.
• As superfícies rugosas graves são consideradas resíduos.

5. Linha Verde

Características: Marcas de laminagem rectilíneas simétricas ou assimétricas na superfície exterior do tubo de aço.

Causas:

• Desalinhamento ou desgaste acentuado da forma do furo da máquina de calibrar diâmetros.
• Conceção não razoável da forma do orifício do rolo da máquina de calibragem de diâmetro.
• Laminagem a frio do aço.
• Má maquinação do laminador, com pequenos chanfros nos bordos dos rolos.
• Má montagem dos rolos, com folgas excessivas, etc.

Inspeção:

• É permitida uma linha verde com uma altura não superior a 0,2 mm na superfície exterior do invólucro, devendo o excedente da norma ser esmerilado.
• Não são permitidas linhas verdes que apalpam as mãos nas tubagens dos reservatórios de alta pressão. As linhas verdes que fazem sentir a mão devem ser removidas. O local de retificação deve ser liso, sem cantos afiados.
• As tubagens gerais (estruturais, de fluidos, de apoio hidráulico, etc.) permitem a existência de uma linha verde com uma altura não superior a 0,4 mm, devendo a ultrapassagem da norma ser retificada.
• As linhas verdes acentuadas nas extremidades devem ser esmeriladas.
• Os valores reais da espessura da parede e do diâmetro exterior no local de retificação não devem exceder o valor mínimo exigido pela norma.

6. Fenda na linha do cabelo

Características: Fissuras contínuas ou descontínuas na superfície exterior do tubo de aço.

Causas:

• Poros subcutâneos ou inclusões no vazio do tubo.
• Limpeza incompleta da superfície do tubo em branco, com pequenas fissuras.
• Rolos demasiado desgastados ou envelhecidos.
• Má precisão de maquinagem dos rolos, etc.

Inspeção: Não são permitidas fissuras visíveis na superfície exterior do tubo de aço. Se existirem, devem ser completamente removidas, e os valores reais da espessura da parede e do diâmetro exterior após a remoção não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.

7. Crack tipo rede

Características: Pequenas fissuras estriadas e helicoidais, semelhantes a escamas de peixe, na superfície exterior do tubo de aço.

Causas:

• Elevado teor de elementos nocivos (como o arsénico) no vazio do tubo.
• Envelhecimento e colagem dos rolos de perfuração.
• Colagem de placas-guia, etc.

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

8. Arranhão

Características: Defeitos em espiral ou em forma de ranhura reta na superfície exterior do tubo de aço, com o fundo da ranhura mais visível.

Causas:

• Os riscos mecânicos ocorrem principalmente em caminhos de rolos, camas frias, endireitamento e transporte.
• Má maquinação ou desgaste acentuado do laminador, ou objectos estranhos na costura do rolo, etc.

Inspeção:

• São permitidos riscos locais que não excedam 0,5 mm na superfície exterior do tubo de aço, e os riscos que excedam 0,5 mm devem ser rectificados. Os valores reais da espessura da parede e do diâmetro exterior no local de retificação não podem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.
• Os riscos acentuados nas arestas devem ser limados.

9. Dent

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

Causas:

• Amolgadelas provocadas por choques durante a elevação.
• Mossas causadas por mordeduras durante o alisamento.
• Amolgadelas provocadas pelo trajeto do rolo traseiro da máquina de calibragem de diâmetros, etc.

Inspeção: Podem existir mossas locais que não excedam o desvio negativo do diâmetro exterior e que tenham uma superfície lisa. Se excederem a norma, devem ser cortadas.

10. Danos por impacto

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

Causas: Pode ocorrer devido a várias colisões nas zonas frias e quentes.

Inspeção:

• São permitidos danos locais por impacto com uma profundidade não superior a 0,4 mm na superfície exterior.
• Os danos por impacto que excedam 0,4 mm devem ser rectificados, e os valores reais do diâmetro exterior e da espessura da parede no local de retificação não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.
• Endireitar a depressão

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

Causas:

• Ajuste incorreto do ângulo do rolo da máquina de endireitar e força de pressão excessiva.
• Desgaste acentuado do rolo de endireitamento, etc.

Inspeção: A superfície exterior do tubo de aço pode ter depressões de endireitamento sem cantos afiados óbvios e sem saliências na superfície interior, e o tamanho do diâmetro exterior deve cumprir os requisitos de tolerância. As depressões de endireitamento que excedam o padrão devem ser cortadas.

12. Dobrar

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

Causas:

• A seleção do coeficiente de expansão do furo é demasiado pequena.
• O ajuste incorreto do laminador leva a um desvio do furo ou a uma linha central de laminação inconsistente.
• Distribuição incorrecta da força de pressão em cada quadro do laminador contínuo.

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

Inspeção: Não é permitida. Deve ser cortado ou eliminado.

13. Rasgando

Características: A superfície do tubo de aço tem o fenómeno de ser arrancada e partida, principalmente em tubos de paredes finas.

Causas:

• Devido ao aquecimento desigual do tubo em branco, a parte de deformação é apertada e a parte de baixa temperatura é sujeita a laminagem por tração. Quando a força de tração é grande, o tubo é rasgado.
• A regulação incorrecta da velocidade e da costura dos cilindros de cada quadro do laminador contínuo provoca o arrancamento e a rutura do aço.
• A espessura da parede do tubo-mãe fornecida pela máquina de perfuração ao laminador contínuo é pequena e a deformação do metal no laminador contínuo é menor do que a deformação projectada, resultando em laminação por tração e rasgamento quando a força de tração é grande.
• O próprio tubo em branco tem inclusões graves em algumas áreas.

Inspeção: Não é permitida. Deve ser cortado ou eliminado.

O tamanho está muito errado

1. Espessura irregular da parede

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

Causas:

• Aquecimento irregular do lingote.
• Desalinhamento da linha de laminagem da máquina de perfuração e rolos de centragem instáveis.
• Cabeças de topo gastas ou excêntricas.
• Correção do furo de centragem do boleto.
• Curvatura excessiva ou assimetria do boleto.

Inspeção: Medir cada tubo individualmente e cortar as extremidades irregulares da espessura da parede.

2. Desvio da espessura da parede

Características: A espessura da parede do tubo de aço desvia-se numa direção, sendo o desvio positivo referido como excesso de espessura e o desvio negativo referido como falta de espessura.

Causas:

• Aquecimento irregular do lingote.
• Ajuste incorreto da máquina de perfuração.

Inspeção: Medir cada tubo individualmente e cortar as extremidades com desvios, ou voltar a inspecionar todo o comprimento e alterar a decisão ou rejeitar o tubo.

3. Desvio do diâmetro exterior

Características: O diâmetro exterior do tubo de aço está fora da especificação, sendo o desvio positivo referido como sobredimensionado e o desvio negativo referido como subdimensionado.

Causas:

• Desgaste excessivo do tipo de furo da máquina de calibragem ou conceção incorrecta de novos tipos de furos.
• Temperatura final de laminação instável.

Inspeção: Medir cada tubo individualmente e alterar a avaliação ou rejeitar o tubo se estiver fora das especificações.

4. Dobragem

Características: Uma curva no tubo de aço que não seja reta ao longo do comprimento ou que apareça como uma forma de cabeça de ganso na extremidade é designada por "curva de pescoço de ganso".

Causas:

• Causada pelo arrefecimento localizado da água durante a inspeção manual do calor.
• Ajuste incorreto durante o endireitamento, com desgaste acentuado dos rolos de endireitamento.
• Maquinação, montagem e regulação incorrectas da máquina de calibragem.
• Flexão causada durante a elevação e o transporte.

Inspeção: Em caso de curvatura excessiva, pode ser efectuado um endireitamento secundário; caso contrário, o tubo é rejeitado. As "curvas em pescoço de ganso" que não podem ser endireitadas devem ser cortadas.

5. Desvio de comprimento

Características: O comprimento do tubo de aço excede o requisito, sendo o desvio positivo referido como comprimento longo e o desvio negativo referido como comprimento curto.

Causas:

• O comprimento do tarugo excede o padrão.
• Rolamento instável.
• Controlo inadequado durante o corte.

Inspeção: Cortar novamente os tubos de comprimento longo ou alterar o julgamento, e alterar o julgamento ou descartar os tubos de comprimento curto.