Um tubo forjado (chamado com mais precisão de um tubo forjado e entediado ) é um componente cilíndrico oco, projetado para transmitir fluidos, gases ou outros materiais sob alta pressão, temperatura ou tensão. É criado forjando um alojamento sólido de metal e depois perfurando (chato) um buraco no centro. Esse processo prioriza a força mecânica superior e a integridade estrutural sobre a facilidade de fabricação. A idéia principal é que a parede do tubo é formada a partir do núcleo sólido e compactado do tarugo de metal original, não de uma placa enrolada e soldada ou de uma oco contínua.
Como é feito: o processo de forjamento e chato
O processo de fabricação é significativamente diferente do do tubo laminado sem costura e é essencial para suas propriedades:
Seleção de tarugos: um tarugo cilíndrico sólido de aço de liga de alta qualidade (por exemplo, aço inoxidável, cromo-poli) é cortado para um tamanho específico.
Aquecimento: o tarugo é aquecido em um forno a uma temperatura alta, onde o metal se torna plástico e maleável.
Forjamento: O tarugo em brasa é colocado sob imensa pressão em uma imprensa hidráulica. É trabalhado, frequentemente usando técnicas de forjamento de moradia aberta, para formar uma forma cilíndrica grosseira. Esta etapa compacta o metal, elimina os vazios e refina a estrutura de grãos.
Piercing e chato: o cilindro forjado sólido ainda não está vazio. Ele é movido para um moinho de chato horizontal, onde um pouco de broca com precisão com precisão um buraco durante todo o comprimento do centro.
Tratamento térmico: O tubo áspero passa por tratamento térmico (normalização, extinção e temperamento) para atingir as propriedades mecânicas desejadas, como resistência à tração, dureza e tenacidade específicas.
Acabamento: o tubo é amarrado às suas dimensões finais (diâmetro externo e espessura da parede) em um torno. Também pode ser aprimorado ou polido no diâmetro interno (ID) para um acabamento superficial liso.
Principais vantagens do tubo forjado
O processo de forjamento fornece a esses tubos vantagens exclusivas para aplicações críticas:
Força excepcional e integridade estrutural: essa é a vantagem principal. O processo de forjamento cria um fluxo de grão uniforme e contínuo que segue a forma do tubo. Não há costuras, soldas ou laminações, que são pontos potenciais de falha.
Segurança superior sob alta pressão: como não há costura de solda, os tubos forjados podem lidar com pressões internas extremamente altas sem o risco de uma ruptura da costura. Eles são ideais para aplicações de alta pressão.
Propriedades do material homogêneo: A espessura da parede possui propriedades mecânicas consistentes por toda parte, sem variação entre um metal base e uma zona de solda.
Excelente impacto e resistência à fadiga: a estrutura de grãos refinados os torna altamente resistentes a cargas de choque, ciclos de pressão e vibrações que podem causar rachaduras por fadiga em tubos mais fracos.
Melhor para paredes grossas: o processo de forjamento e chato é excepcionalmente adequado para fabricar tubos com paredes muito grossas, necessárias para serviços de pressão ultra-alta.
Desvantagens
Custo extremamente alto: o processo é mão-de-obra, energia e muito tempo, tornando o tubo forjado significativamente mais caro que o tubo sem costura ou soldado.
Limitações de tamanho: Existem limites práticos para o comprimento e o diâmetro que podem ser economicamente forjados e entediados. Eles geralmente não são produzidos nos comprimentos contínuos longos que os tubos sem costura são.
Tempos de entrega mais longos: o complexo processo de fabricação resulta em pratos muito mais longos e prazos de entrega.
Aplicações comuns
Tubos forjados são usados em condições de serviço extremas, onde a falha é catastrófica e o custo é uma preocupação secundária. Você os encontrará em:
Geração de energia: linhas de vapor principais e linhas de água de alimentação em combustível fóssil de alta pressão e usinas nucleares.
Petróleo e gás: sistemas de coletores de alta pressão, engasgar e matar linhas em plataformas de perfuração e componentes nas árvores de produção submarina.
Petroquímica: linhas de alimentação de reator de alta pressão, cabeçalhos de saída e tubulação de processos em hidrocrackers e unidades de reformador.
Sistemas hidráulicos: coletores e linhas para sistemas hidráulicos de alta pressão de alta pressão (por exemplo, em máquinas pesadas, prensas).
Aeroespacial e defesa: linhas hidráulicas e sistemas de combustível em aeronaves e naves espaciais onde a confiabilidade é fundamental.
