Aços para tubos de linha
Vantagens: Alta resistência, peso e capacidade de economia de material
Aplicação típica: tubos de grande diâmetro para transporte de petróleo e gás
Efeito do molibdênio: evita a formação de perlita após a laminação final, promovendo uma boa combinação de resistência e durabilidade em baixas temperaturas
Durante mais de cinquenta anos, a forma mais económica e eficiente de transportar gás natural e petróleo bruto em longas distâncias é através de tubos feitos de aço de grande diâmetro. Esses tubos grandes variam em diâmetro de 20″ a 56″ (51 cm a 142 cm), mas normalmente variam de 24″ a 48″ (61 cm a 122 cm).
À medida que a procura global de energia aumenta e novos campos de gás são descobertos em locais cada vez mais difíceis e remotos, a necessidade de maior capacidade de transporte e de maior segurança dos gasodutos está a impulsionar as especificações e os custos finais do projecto. Economias em rápido crescimento, como a China, o Brasil e a Índia, impulsionaram ainda mais a procura de gasodutos.
A demanda por tubos de grande diâmetro excedeu a oferta disponível nos canais de produção tradicionais que utilizam placas pesadas em tubos UOE (U-forming O-forming E-xpansion), levando a gargalos durante o processo. Portanto, a relevância dos tubos espirais de grande diâmetro e calibre produzidos a partir de tiras a quente aumentou significativamente.
A utilização de aços de alta resistência e baixa liga (HSLA) foi estabelecida na década de 1970 com a introdução do processo de laminação termomecânica, que combinava microligas com nióbio (Nb), vanádio (V). e/ou titânio (Ti), permitindo maior desempenho de resistência. aço de alta resistência pode ser produzido sem a necessidade de processos dispendiosos de tratamento térmico adicionais. Normalmente, esses primeiros aços tubulares da série HSLA eram baseados em microestruturas de perlita-ferrita para produzir aços tubulares até X65 (limite de escoamento mínimo de 65 ksi).
Com o tempo, a necessidade de tubos de maior resistência levou a extensas pesquisas na década de 1970 e no início da década de 1980 para desenvolver resistência de X70 ou superior usando projetos de aço de baixo carbono, muitos dos quais usam o conceito de liga de molibdênio-nióbio. No entanto, com a introdução de novas tecnologias de processo, como o resfriamento acelerado, tornou-se possível desenvolver resistências mais elevadas com designs de ligas muito mais enxutos.
No entanto, sempre que os laminadores não são capazes de aplicar as taxas de resfriamento exigidas na mesa de batimento, ou nem mesmo possuem o equipamento de resfriamento acelerado necessário, a única solução prática é utilizar adições selecionadas de elementos de liga para desenvolver as propriedades desejadas do aço. . Com o X70 se tornando o carro-chefe dos projetos modernos de dutos e a crescente popularidade dos tubos em espiral, a demanda por chapas grossas e bobinas laminadas a quente de baixo custo produzidas tanto em laminadores Steckel quanto em laminadores convencionais de tiras a quente cresceu significativamente nos últimos vários anos. anos.
Mais recentemente, os primeiros projetos de grande escala utilizando material de grau X80 para tubos de grande diâmetro e longa distância foram realizados na China. Muitas das usinas que fornecem esses projetos utilizam conceitos de ligas envolvendo adições de molibdênio com base em desenvolvimentos metalúrgicos realizados durante a década de 1970. Projetos de liga à base de molibdênio também provaram seu valor para tubos mais leves de diâmetro médio. A força motriz aqui é a instalação eficiente de tubos e a alta confiabilidade operacional.
Desde a comercialização, a pressão operacional dos gasodutos aumentou de 10 para 120 bar. Com o desenvolvimento do tipo X120, a pressão operacional pode ser aumentada ainda mais para 150 bar. Pressões crescentes exigem o uso de tubos de aço com paredes mais espessas e/ou resistências mais elevadas. Como os custos totais de materiais podem representar mais de 30% dos custos totais de tubulações para um projeto onshore, a redução da quantidade de aço utilizada através de maior resistência pode resultar em economias significativas.