Prevenção de defeitos em tubos de aço: Causas, detecção e soluções

Defeitos na superfície interna

1. Dobra interna

Característica: Defeito em forma de dente de serra reto ou em espiral, semiespiral, na superfície interna do tubo de aço.

Causas:

• Tubo em branco: centro solto, segregação; resíduos graves de cavidade de encolhimento; não metálico As inclusões excedem o padrão.
• Aquecimento desigual do tubo em branco, temperatura muito alta ou muito baixa e tempo de aquecimento muito longo.
• Área de perfuração: desgaste severo da parte superior; ajuste inadequado dos parâmetros da máquina de perfuração; envelhecimento dos rolos de perfuração e assim por diante.

Inspeção: Não são permitidas dobras internas na superfície interna do tubo de aço. A dobra interna na extremidade do tubo deve ser reparada por esmerilhamento ou corte novamente. O valor real da espessura da parede da posição de esmerilhamento não deve ser menor do que o 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 remover.

Causas:

• Impurezas no lubrificante de grafite.
• A orelha de ferro na extremidade traseira do tubo áspero é pressionada contra a parede interna do tubo de aço.

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

3. Pele ondulada

Característica: Pequena pele com ondulações retas ou intermitentes semelhantes a unhas na superfície interna do tubo de aço. Geralmente aparece na cabeça do capilar e é fácil de ser removida.

Causas:

• Ajuste inadequado dos parâmetros da máquina de perfuração.
• Aço pegajoso na parte superior.
• Acúmulo de pele de ferro oxidada no tubo áspero.

Inspeção: A superfície interna do tubo de aço pode ter uma casca ondulada que seja fácil de remover (ou que possa ser queimada durante o tratamento térmico). No caso de pele ondulada enraizada, ela deve ser moída ou removida.

4. Arranhão interno reto

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

Causas:

• A temperatura de laminação é baixa, e a barra central é aderente a objetos metálicos duros.
• Impurezas no grafite, etc.

Inspeção:

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

É necessário um exame cuidadoso dos arranhões internos retos do Chad, que devem ser retificados ou removidos.

Os riscos retos internos com bordas afiadas devem ser suavizados por esmerilhamento.

5. Cumeeira interna

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

Causas: Desgaste severo da barra de núcleo, esmerilhamento irregular ou muito profundo.

Inspeção:

• Para tubos de revestimento e tubulação, a altura máxima permitida da crista interna 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 meio de retificação e corte novamente.
• Para tubos comuns e tubos de tubulação, a altura máxima da crista interna permitida é de 8% da espessura da parede, e a altura máxima é de 0,8 mm. O desvio deve ser reparado por meio de retificação e corte novamente.
• Para tubos de aço que precisam atender aos requisitos de detecção de falhas 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 meio de esmerilhamento e corte novamente.
• Os sulcos internos com bordas afiadas devem ser suavizados por esmerilhamento.

6. Bulge interno

Característica: 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 laminação contínua.

Inspeção: Inspecione de acordo com os requisitos para sulcos internos.

7. Puxar côncavo

Características: Pits regulares ou irregulares na superfície interna do tubo de aço sem danos à superfície externa.

Causas:

• Ajuste inadequado da laminação contínua e as velocidades de laminação de cada rolo da estrutura não coincidem.
• Aquecimento desigual do tubo em branco ou temperatura muito baixa.
• Desvio da linha central de rolagem, colisão entre o tubo de aço e a pista de rolagem contínua, etc. (Observação: esse motivo foi proposto em janeiro de 2003, e o princípio ainda está sendo explorado).

Inspeção: É permitida a existência de concaves de tração com um desvio negativo que não exceda a espessura da parede e uma espessura de parede real maior do que a espessura de parede mínima exigida. Os concaves de tração excessivos devem ser cortados. (Observação: o desenvolvimento sério de concavidades de tração pode levar a rasgos, que devem ser rigorosamente inspecionados).

8. Rosca interna (esse defeito ocorre apenas nas unidades Assel)

Característica: 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 laminação oblíqua. Esse defeito é mais proeminente quando os parâmetros de processo do laminador de tubos Assel são ajustados de forma inadequada.
• A distribuição da deformação não é razoável, e a redução da espessura da parede da fábrica de tubos Assel é muito grande.
• Configuração inadequada da ranhura de rolagem Assel.

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

Defeitos na superfície externa

1. Dobrável externo

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

Causas:

1. Dobras ou rachaduras na superfície do bloco do tubo.
2. Poros subcutâneos ou inclusões subcutâneas graves no espaço vazio do tubo.
3. Limpeza deficiente da superfície do tubo vazio ou da orelha, face errada, etc.
4. Arranhões na superfície do tubo de aço causados pela elevação durante a laminação, que são então pressionados na matriz do tubo de aço para formar uma dobra externa.

Inspeção: Não é permitido existir. Pequenas dobras podem ser retificadas e, após a retificação, a espessura real da parede e o valor do diâmetro externo não devem ser menores do que o valor mínimo exigido pela norma.

2. Delaminação

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

Causas: Inclusões não metálicas graves, orifícios residuais de contração ou folga grave no bloco do tubo.

Inspeção: Não é permitido existir.

3. Cicatrização externa

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

Causas:

• Rolo grudado, envelhecimento, desgaste severo ou marcas de arranhões.
• Objetos estranhos ou desgaste severo nos rolos de transporte.

Inspeção:

• A área da cicatriz deve ser triturada ou removida em pedaços.
• Para seções de tubos com cicatrizes, a área de cicatrização que exceder 10% deve ser cortada ou retificada.
• Cicatrizes mais profundas do que 5% da espessura da parede devem ser retificadas.
• O valor real da espessura da parede e do diâmetro externo no local de esmerilhamento não deve ser menor do que o valor mínimo exigido pela norma.

4. Superfície áspera

Características: Poços irregulares na superfície do tubo de aço.

Causas:

• O tubo de aço permanece no forno por muito tempo ou é aquecido por muito tempo, o que resulta na formação de uma escala espessa de óxido na superfície, que não é limpa adequadamente e se enrola na superfície do tubo de aço.
• Mau funcionamento do equipamento de remoção de fósforo da água de alta pressão, resultando em uma remoção incompleta do fósforo.

Inspeção:

• São permitidas superfícies rugosas locais que não excedam o desvio negativo da espessura da parede.
• A área da superfície áspera não deve exceder 20% da área da seção do tubo com superfícies ásperas.
• As superfícies ásperas que excedem o padrão podem ser retificadas ou cortadas, e o valor real da espessura da parede e do diâmetro externo no local da retificação não deve ser inferior ao valor mínimo exigido pelo padrão.
• Superfícies ásperas graves são consideradas resíduos.

5. Linha Verde

Características: Marcas de laminação retas simétricas ou assimétricas na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

• Desalinhamento ou desgaste severo do formato do furo da máquina de dimensionamento de diâmetro.
• Projeto irracional do formato do furo do rolo da máquina de dimensionamento de diâmetro.
• Laminação a frio de aço.
• Usinagem deficiente do laminador, com pequenos chanfros nas bordas dos rolos.
• Montagem inadequada dos rolos, com folgas excessivas, etc.

Inspeção:

• Uma linha verde com altura não superior a 0,2 mm é permitida na superfície externa do invólucro, e o excesso do padrão deve ser retificado.
• Não são permitidas linhas verdes que sentem a mão em tubulações de contêineres de alta pressão. As linhas verdes que sentem a mão devem ser removidas. O local de esmerilhamento deve ser liso, sem cantos afiados.
• As tubulações em geral (estruturais, de fluidos, de suporte hidráulico etc.) permitem a existência de uma linha verde com altura não superior a 0,4 mm, e o excesso do padrão deve ser aterrado.
• As linhas verdes nítidas nas bordas devem ser suavizadas.
• Os valores reais da espessura da parede e do diâmetro externo no local de esmerilhamento não devem exceder o valor mínimo exigido pela norma.

6. Rachadura na linha do cabelo

Características: Rachaduras contínuas ou descontínuas na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

• Poros ou inclusões subcutâneas no revestimento do tubo.
• Limpeza incompleta da superfície do tubo vazio, com a presença de pequenas rachaduras.
• Rolos muito desgastados ou envelhecidos.
• Baixa precisão de usinagem dos rolos, etc.

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

7. Crack tipo rede

Características: Pequenas rachaduras listradas e helicoidais em forma de escama de peixe na superfície externa do tubo de aço.

Causas:

• Alto teor de elementos nocivos (como o arsênico) no tubo vazio.
• Envelhecimento e aderência dos rolos de perfuração.
• Colagem de placas-guia, etc.

Inspeção: Eles devem ser completamente removidos. Após a remoção, os valores reais da espessura da parede e do diâmetro externo não devem ser menores do que o valor mínimo exigido pela norma.

8. Arranhão

Características: Defeitos em forma de ranhura espiral ou reta na superfície externa do tubo de aço, com a parte inferior da ranhura mais visível.

Causas:

• Os arranhões mecânicos ocorrem principalmente em pistas de roletes, camas frias, endireitamento e transporte.
• Usinagem deficiente ou desgaste severo do laminador, ou objetos estranhos na costura do rolo, etc.

Inspeção:

• Arranhões locais que não excedam 0,5 mm são permitidos na superfície externa do tubo de aço, e arranhões que excedam 0,5 mm devem ser retificados. Os valores reais da espessura da parede e do diâmetro externo no local de esmerilhamento não devem ser menores do que o valor mínimo exigido pela norma.
• Os arranhões acentuados nas bordas devem ser suavizados.

9. Dent

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

Causas:

• Amassados causados por impacto durante o levantamento.
• Dentes causados por mordidas durante o alisamento.
• Amassados causados pelo caminho do rolo traseiro da máquina de dimensionamento de diâmetro, etc.

Inspeção: Podem existir amassados locais que não excedam o desvio negativo do diâmetro externo e tenham uma superfície lisa. Quando excederem o padrão, devem ser cortados.

10. Danos por impacto

Características: Cicatrizes irregulares na superfície externa do tubo de aço devido à colisão.

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

Inspeção:

• Danos por impacto local com profundidade não superior a 0,4 mm são permitidos na superfície externa.
• Os danos por impacto superiores a 0,4 mm devem ser retificados, e os valores reais do diâmetro externo e da espessura da parede no local da retificação não devem ser inferiores ao valor mínimo exigido pela norma.
• Endireitamento da depressão

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

Causas:

• Ajuste inadequado do ângulo do rolo da máquina de endireitamento e força de pressão excessiva.
• Desgaste severo do rolo de endireitamento, etc.

Inspeção: A superfície externa do tubo de aço pode ter depressões de endireitamento sem cantos afiados óbvios e sem saliências na superfície interna, e o tamanho do diâmetro externo deve atender aos requisitos de tolerância. As depressões de endireitamento que excederem o padrão devem ser cortadas.

12. Dobrar

Características: Rugas locais ou longitudinais ao longo da parede do tubo de aço com aparência côncava-convexa, e a superfície externa apresenta uma depressão em forma de faixa.

Causas:

• A seleção do coeficiente de expansão do furo é muito pequena.
• O ajuste inadequado do laminador leva a um desvio do furo ou a uma linha central de laminação inconsistente.
• Distribuição inadequada da força de pressão em cada estrutura do laminador contínuo.

Devido aos motivos acima, o metal entra no espaço entre os rolos durante a laminação, ou o tubo perde a estabilidade, resultando em rugas na parede do tubo.

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

13. Rasgando

Características: A superfície do tubo de aço tem o fenômeno de ser arrancada e quebrada, 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 submetida à laminação por tração. Quando a força de tração é grande, o tubo é rasgado.
• O ajuste inadequado da velocidade e da costura do rolo de cada estrutura do laminador contínuo faz com que o aço seja puxado e rasgado.
• 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 projetada, resultando em laminação por tração e rasgo 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 sucateado.

O tamanho está muito fora do padrão

1. Espessura irregular da parede

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

Causas:

• Aquecimento irregular do tarugo.
• Desalinhamento da linha de rolagem da máquina de perfuração e rolos de centralização instáveis.
• Cabeçotes desgastados ou excêntricos.
• Correção do furo de centralização do tarugo.
• Curvatura excessiva ou inclinação do tarugo.

Inspeção: Meça cada tubo individualmente e corte as extremidades irregulares da espessura da parede.

2. Desvio na espessura da parede

Características: A espessura da parede do tubo de aço se desvia em uma direção, sendo o desvio positivo chamado de excesso de espessura e o desvio negativo chamado de falta de espessura.

Causas:

• Aquecimento irregular do tarugo.
• Ajuste inadequado da máquina de perfuração.

Inspeção: Meça cada tubo individualmente e corte as extremidades com desvios, ou inspecione novamente todo o comprimento e mude o julgamento ou descarte o tubo.

3. Desvio no diâmetro externo

Características: O diâmetro externo do tubo de aço está fora da especificação, sendo o desvio positivo denominado sobredimensionamento e o desvio negativo denominado subdimensionamento.

Causas:

• Desgaste excessivo do tipo de furo da máquina de dimensionamento ou projeto inadequado de novos tipos de furo.
• Temperatura final de laminação instável.

Inspeção: Meça cada tubo individualmente e mude o julgamento ou descarte o tubo se ele estiver fora da especificação.

4. Flexão

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

Causas:

• Causado pelo resfriamento localizado da água durante a inspeção manual de calor.
• Ajuste inadequado durante o endireitamento, com desgaste severo dos rolos de endireitamento.
• Usinagem, montagem e ajuste inadequados da máquina de dimensionamento.
• Dobras causadas durante o levantamento e o transporte.

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

5. Desvio no comprimento

Características: O comprimento do tubo de aço excede a exigência, com desvio positivo denominado comprimento longo e desvio negativo denominado comprimento curto.

Causas:

• O comprimento do tarugo excede o padrão.
• Rolagem instável.
• Controle inadequado durante o corte.

Inspeção: Corte novamente os tubos de comprimento longo ou mude o julgamento, e mude o julgamento ou descarte os tubos de comprimento curto.