SA 387 Grau 5 Classe 2é uma placa de aço de liga de cromo-molibdênio especificada pelas normas ASME, destinada principalmente ao uso em vasos de pressão soldados e caldeiras que operam em temperaturas elevadas. Ele pertence à família de aços de baixa{2}}liga, onde o cromo proporciona maior resistência à corrosão e o molibdênio melhora a resistência à fluência e a estabilidade em altas-temperaturas, permitindo que o material mantenha sua integridade mecânica durante longos períodos de serviço sob estresse térmico. A classe 2 indica uma versão refinada com controles mais rigorosos de composição química e propriedades mecânicas, garantindo maior tenacidade e confiabilidade em relação à classe inferior. Este grau é comumente aplicado em equipamentos de refinaria, unidades de processamento petroquímico e sistemas de geração de energia onde a resistência ao ataque de hidrogênio e a resistência sustentada em altas temperaturas são requisitos essenciais.
Especificação de materiais
| Elemento de especificação | Exigência | Conformidade SHH AÇO | Palavras-chave |
| Padrão Primário | ASME SA-387/SA-387M | Seção VIII da ASME | Especificação SA387 Gr 5 Cl 2 |
| Faixa de espessura | 6mm-100mm (personalizado) | Certificado de teste de moinho | Dimensões SA387 Gr 5 Cl 2 |
| Largura/Comprimento | Até 4600 mm / 12000 mm | Fabricação personalizada disponível | Opções de tamanho SA387 Gr 5 Cl 2 |
| Teste ultrassônico | No laminations >0,25% de espessura | Classe 1 de acordo com ASME SA-578 | Inspeção SA387 Gr 5 Cl 2 |
| Tratamento térmico | Temperado e temperado | Têmpera de 870-900 graus, têmpera de 620-650 graus | Tratamento térmico SA387 Gr 5 Cl 2 |
Composição Química
| Elemento | Análise de fusão (%) | Análise do Produto (%) | Limite padrão | Método de teste | Papel | Palavras-chave |
| Carbono (C) | 0.05-0.15 | 0.04-0.16 | 0,15 máx. | ASME SA-350 | Força sem fragilidade | SA387 Gr 5 Cl 2 carbono |
| Manganês (Mn) | 0.30-0.60 | 0.27-0.66 | 0.30-0.60 | ASME SA-350 | Tenacidade, temperabilidade | SA387 Gr 5 Cl 2 manganês |
| Fósforo (P) | Menor ou igual a 0,025 | Menor ou igual a 0,025 | 0,025 máx. | ASME SA-350 | Reduz a fragilidade | Fósforo SA387 Gr 5 Cl 2 |
| Enxofre (S) | Menor ou igual a 0,025 | Menor ou igual a 0,025 | 0,025 máx. | ASME SA-350 | Melhora a soldabilidade | Enxofre SA387 Gr 5 Cl 2 |
| Silício (Si) | 0.50-0.80 | 0.44-0.86 | 0.50-0.80 | ASME SA-350 | Desoxidação, fluidez | Silício SA387 Gr 5 Cl 2 |
| Cromo (Cr) | 4.00-6.00 | 3.90-6.10 | 4.00-6.00 | ASME SA-350 | Resistência à corrosão | SA387 Gr 5 Cl 2 cromo |
| Molibdênio (Mo) | 0.45-0.65 | 0.40-0.70 | 0.45-0.65 | ASME SA-350 | Resistência à fluência | SA387 Gr 5 Cl 2 molibdênio |
Tratamento térmico
| Fator | Valor/Condição | Padrão | Recomendado | Palavras-chave |
| Tratamento térmico | Têmpera 870-900 graus, têmpera 620-650 graus | ASME SA387 | Padrão de Q&T | Tratamento térmico SA387 Gr 5 Cl 2 |
processamento
1. Siderurgia e Fundição
Fusão: Produzida via Forno Elétrico a Arco (EAF) ou Forno Básico de Oxigênio (BOF).
Refino: Submetido ao Refino Panela (LRF) e Desgaseificação a Vácuo (VD) para remoção de impurezas (enxofre, fósforo) e gases (hidrogênio), garantindo uma química de “aço limpo”.
Fundição: Fundição em placas por meio de lingotamento contínuo ou lingotamento.
2. Laminação a Quente
As placas são reaquecidas e laminadas em altas temperaturas até a espessura necessária da placa.
Requisitos de Classe 2: Parâmetros de laminação controlados são usados para garantir que o material possa atingir a maior resistência à tração (75–100 ksi) necessária para a Classe 2 em comparação com a Classe 1.
3. Tratamento Térmico (Fase Crítica)
Para atingir as propriedades mecânicas da Classe 2, as placas devem passar por tratamentos térmicos específicos:
Normalização: Aquecimento da placa a aproximadamente 900 graus –960 graus e resfriamento ao ar para refinar a estrutura do grão.
Revenimento: reaquecimento a uma temperatura sub{0}}crítica (mínimo de 675 graus) para melhorar a tenacidade e a ductilidade, mantendo ao mesmo tempo alta resistência.
Têmpera (Opcional): Se especificado para placas mais espessas, o resfriamento acelerado (têmpera líquida) seguido de revenimento é usado para obter propriedades uniformes.
4. Processamento de Fabricação
Corte: normalmente processado usando corte por chama (oxicombustível) ou corte por plasma. Devido ao teor de 5% de cromo, geralmente é recomendado pré-aquecer a placa antes do corte para evitar rachaduras nas bordas.
Conformação: Pode ser formada a frio ou a quente. A conformação a quente é preferida para espessuras pesadas; se for formado a quente, o material pode exigir-retratamento térmico para restaurar as propriedades.
Soldagem: Requer gerenciamento térmico rigoroso.
Pré-aquecimento: Geralmente entre 150 graus e 250 graus.
Tratamento térmico pós{0}}soldagem (PWHT): obrigatório para aliviar-a tensão da soldagem e evitar trincas induzidas-pelo hidrogênio.
5. Teste e Inspeção
Testes Mecânicos: Testes de tração, resistência ao escoamento e verificações de alongamento para garantir que atenda aos padrões de Classe 2.
Teste de impacto: testes Charpy V-Notch (se especificado) para garantir resistência a baixas-temperaturas.
END (Teste Não-Destrutivo): Teste Ultrassônico (UT) de acordo com SA 578 para detectar falhas internas ou laminações.
6. Tratamento de superfície
Jateamento: remoção de carepa.
Primário/revestimento: aplicação de óleo-preventivo contra ferrugem ou primers de zinco para armazenamento e transporte.
Aplicações Industriais Primárias
Refino de Petróleo e Gás:Amplamente utilizado em equipamentos de refinaria de petróleo, incluindo componentes de exploração e transporte de gás natural.
Processamento Petroquímico e Químico:Crítico para componentes expostos a meios agressivos e ambientes de alta-temperatura, como recipientes de processamento químico.
Geração de energia:Empregado em caldeiras-de alta temperatura, geradores de vapor e componentes de usinas nucleares.
Usos específicos de equipamentos
Vasos de pressão:Projetado especificamente para vasos de pressão soldáveis que operam em temperaturas elevadas.
Caldeiras e Trocadores de Calor:Utilizado na construção de caldeiras industriais, trocadores de calor e tambores de caldeiras.
Tubulações e Máquinas Pesadas:Aplicado em tubulações-de serviço pesado, válvulas e máquinas industriais expostas a altas pressões.
Armazenamento e Logística:Utilizado para tanques de armazenamento de aço para soldagem em alta-temperatura e ambientes de serviços ácidos.
Indústrias Secundárias e de Nicho
Celulose e Papel:Utilizado em máquinas para fabricação de papel e celulose.
Marinha e Litoral:Aplicado em água do mar e ambientes marinhos devido à sua alta resistência à corrosão.
Aeroespacial e Defesa:Empregado em componentes aeroespaciais que requerem estabilidade térmica.
Alimentos e Farmacêuticos:Utilizado em aplicações de processamento de alimentos e indústria farmacêutica.
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O que é SA 387 Grau 5 Classe 2?
SA 387 Grau 5 Classe 2 é uma placa de aço de liga de cromo-molibdênio especificada no código ASME para caldeiras e vasos de pressão. É usado principalmente para vasos de pressão soldados e componentes de caldeiras que operam em temperaturas elevadas. Este material oferece boa resistência, resistência à fluência e resistência à oxidação, tornando-o adequado para refinarias, plantas petroquímicas e aplicações de geração de energia. Sua composição química e propriedades mecânicas são rigorosamente controladas para garantir confiabilidade sob condições de alta-temperatura e alta-pressão.
Quais padrões cobrem SA 387 Grau 5 Classe 2?
SA 387 Grau 5 Classe 2 é coberto pela ASME SA-387, que faz parte do Código ASME para Caldeiras e Vasos de Pressão, Seção II, Parte A. Esta norma define requisitos para placas de aço cromo-molibdênio usadas em vasos de pressão. Ele especifica a composição química, propriedades mecânicas, tratamento térmico e métodos de teste. A conformidade com a SA-387 garante que o material atenda aos critérios de segurança e desempenho necessários para serviços em altas temperaturas em aplicações críticas.
Qual é a composição química típica do SA 387 Grau 5 Classe 2?
SA 387 Grau 5 Classe 2 geralmente contém cromo e molibdênio como principais elementos de liga, junto com carbono, manganês, silício, enxofre e fósforo. O cromo fornece resistência à oxidação e à corrosão, enquanto o molibdênio aumenta a resistência a altas-temperaturas e à fluência. O carbono é controlado para manter a soldabilidade e a tenacidade. Os oligoelementos são limitados para evitar a fragilização e garantir propriedades mecânicas consistentes em diferentes formas de produtos.
Quais são as principais propriedades mecânicas do SA 387 Grau 5 Classe 2?
SA 387 Grau 5 Classe 2 normalmente especifica rendimento mínimo e resistência à tração, juntamente com bom alongamento e redução de área. Também apresenta razoável resistência ao impacto, especialmente após tratamento térmico adequado. Estas propriedades o tornam adequado para vasos de pressão e componentes de caldeiras sujeitos a altas temperaturas e pressões moderadas a altas. O material mantém sua resistência e ductilidade sob exposição térmica-de longo prazo, garantindo desempenho confiável.
Qual tratamento térmico é necessário para SA 387 Grau 5 Classe 2?
SA 387 Grau 5 Classe 2 geralmente requer normalização e revenimento. A normalização envolve aquecimento a uma temperatura especificada e resfriamento a ar para refinar a microestrutura. Segue-se o revenido, reaquecendo a uma temperatura mais baixa para reduzir a dureza e melhorar a tenacidade. Esse tratamento térmico duplo garante que o material atinja a combinação desejada de resistência, ductilidade e resistência à fragilização por revenido, o que é crucial para serviços em altas-temperaturas.
Qual é a temperatura máxima de serviço para SA 387 Grau 5 Classe 2?
SA 387 Grau 5 Classe 2 é comumente usado em temperaturas de serviço de até cerca de 900 graus F (480 graus), embora o limite exato dependa do código de projeto, nível de estresse e duração da exposição. Seu conteúdo de cromo-molibdênio oferece boa resistência à oxidação e resistência à fluência em temperaturas elevadas. Procedimentos adequados de tratamento térmico e soldagem são essenciais para manter suas propriedades mecânicas e evitar falhas prematuras sob condições prolongadas de alta-temperatura.
Em quais aplicações o SA 387 Grau 5 Classe 2 é comumente usado?
SA 387 Grau 5 Classe 2 é amplamente utilizado em vasos de pressão, caldeiras e trocadores de calor em refinarias, plantas petroquímicas e instalações de geração de energia. É adequado para componentes como vasos de reatores, tambores de vapor, coletores e sistemas de tubulação que operam em altas temperaturas e pressões. A capacidade do material de resistir à fluência e à oxidação o torna ideal para o manuseio de hidrocarbonetos, vapor e outros meios agressivos em ambientes exigentes.
Como o SA 387 Grau 5 Classe 2 difere do Grau 5 Classe 1?
SA 387 Grau 5 Classe 1 e Classe 2 têm composições químicas semelhantes, mas diferem nos requisitos de propriedades mecânicas. A Classe 2 tem rendimento mínimo especificado e resistência à tração mais elevados em comparação com a Classe 1. A Classe 2 também passa por tratamento térmico e testes mais rigorosos para obter melhor resistência e tenacidade. Como resultado, a Classe 2 é preferida para aplicações mais exigentes, onde é necessária maior resistência a temperaturas elevadas.
Quais são as considerações de soldagem para SA 387 Grau 5 Classe 2?
A soldagem SA 387 Grau 5 Classe 2 requer pré-aquecimento cuidadoso e tratamento térmico pós{3}}soldagem para evitar rachaduras e garantir resistência. As temperaturas de pré-aquecimento dependem da espessura da placa e do carbono equivalente. Processos de soldagem e consumíveis com baixo teor de-hidrogênio são recomendados para minimizar rachaduras-induzidas por hidrogênio. O tratamento térmico pós-soldagem alivia as tensões residuais e melhora a microestrutura da zona-afetada pelo calor, garantindo desempenho-de longo prazo em serviços com-altas temperaturas.