A789 UNS S31803 e UNS S32205 Tubo Sem Costura
Nov 28, 2023
UNS S32205 S31803|Tubulação de aço inoxidável frente e verso ASTM A789
Os tubos sem costura ASTM A789 UNS S31803 e UNS S32205 cobrem tubos duplex de aço inoxidável com uma microestrutura de austenita-ferrita 50/50. Resistência ao escoamento de 450 MPa (65 ksi), aproximadamente o dobro do 316L. PREN de 34-38 que resiste à corrosão por cloretos e à corrosão sob tensão. S32205 é a versão atualizada do S31803 com controle de nitrogênio mais rígido (0,14-0,20% vs. 0.08-0.20%), garantindo PREN maior ou igual a 35 para serviço de água do mar. A temperatura máxima de serviço é de 300 graus. As aplicações comuns incluem linhas de fluxo de petróleo e gás, trocadores de calor químicos, tubulações de dessalinização e sistemas marítimos.
Principais conclusões:
- S32205 garante nitrogênio maior ou igual a 0,14%, garantindo PREN maior ou igual a 35; S31803 permite nitrogênio tão baixo quanto 0,08% (PREN ~32), o que pode ficar aquém dos requisitos de corrosão da água do mar - sempre especifique S32205 pelo número UNS em pedidos de compra para serviço de cloreto
- A resistência ao escoamento de 450 MPa (65 ksi) é aproximadamente 2x maior que a de 316L (170 MPa/25 ksi), permitindo uma redução de 30-40% da espessura da parede no projeto de vasos de pressão e economia significativa de peso
- A temperatura máxima de serviço é 300°C (572°F);
- A soldagem requer metal de adição ER2209 (super-ligado com 8-10% de Ni), entrada de calor de 0,5-2,5 kJ/mm, temperatura de interpasse menor ou igual a 150 graus C e gás de proteção Ar + 2% N2 - sem pré-aquecimento, sem necessidade de PWHT
- Preço de mercado de 2026: tubos sem costura US$ 5-10/kg, tubo soldado (US$ 4-8/kg) e 2x o custo de 316L sem costura - mas o custo do ciclo de vida geralmente é menor devido às paredes mais finas e à vida útil prolongada

Tubo sem costura frente e verso S31803, Tubo SAF 2205, Tubo Duplex 2205, Tubo Werkstoff Nr. 1.4462, Tubo sem costura de aço inoxidável duplex ASTM A789, Tubo duplex ASTM A789 UNS S32205, Tubo duplex de aço inoxidável S31803.
O que é A789 UNS S31803 e UNS S32205?
A789 UNS S31803 e UNS S32205 são dois tipos de aço inoxidável duplex amplamente utilizados em diversas aplicações industriais. Os tubos duplex são conhecidos por sua excelente resistência à corrosão, alta resistência e boa soldabilidade. A789 é uma especificação que abrange tubos sem costura e soldados feitos de aço inoxidável duplex.
UNS S31803 é um aço inoxidável duplex que contém 22% de cromo, 3% de molibdênio e 5-6% de níquel. O tubo SAF 2205 tem uma microestrutura de{10}fase dupla que consiste em fases ferríticas e austeníticas. Isso o torna adequado para uso em ambientes altamente corrosivos que podem causar corrosão por picadas e frestas. UNS S32205 é uma versão mais sofisticada do UNS S31803, que melhorou propriedades químicas e mecânicas.
A especificação A789 abrange tubos sem costura e soldados feitos de aço inoxidável duplex. Os tubos sem costura Werkstoff Nr. 1.4462 são preferidos em muitas aplicações devido à sua excelente precisão dimensional, acabamento superficial e propriedades mecânicas. É amplamente utilizado em processamento químico, petróleo e gás, petroquímica e aplicações marítimas.

A especificação A789 exige testes rigorosos dos tubos para garantir sua qualidade e desempenho. Os testes incluem testes hidrostáticos, testes de correntes parasitas e testes ultrassônicos. Esses testes são realizados para verificar as propriedades mecânicas, composição química e microestrutura dos tubos.
Os tubos sem costura SA 789 UNS S31803 e UNS S32205 estão disponíveis em vários tamanhos, classes e especificações. Os tubos UNS S31803 são fornecidos recozidos e decapados para garantir excelente resistência à corrosão. Os tubos UNS S32205 também estão disponíveis em comprimentos e formatos personalizados de acordo com os requisitos dos usuários-finais.
Composição Química do Tubo Sem Costura Duplex 2205
| Elemento | S31803, peso. % | S32205, peso. % |
| Cromo (Cr) | 21.0-23.0 | 22.0-23.0 |
| Níquel (Ni) | 4.5-6.5 | 4.5-6.5 |
| Molibdênio (Mo) | 2.5-3.5 | 3.0-3.5 |
| Nitrogênio (N) | 0.08-0.20 | 0.14-0.20 |
| Carbono (C) | Menor ou igual a 0,030 | Menor ou igual a 0,030 |
| Manganês (Mn) | Menor ou igual a 2,00 | Menor ou igual a 2,00 |
| Silício (Si) | Menor ou igual a 1,00 | Menor ou igual a 1,00 |
| Fósforo (P) | Menor ou igual a 0,030 | Menor ou igual a 0,030 |
| Enxofre (S) | Menor ou igual a 0,020 | Menor ou igual a 0,020 |
| Ferro (Fe) | Equilíbrio | Equilíbrio |
Propriedades mecânicas do tubo ASTM A789 UNS S31803
| Propriedade | S31803 | S32205 | Padrão de teste |
| Força de rendimento, deslocamento de 0,2%, MPa (ksi) | Maior ou igual a 450 (65) | Maior ou igual a 450 (65) | ASTM E8/ISO 6892 |
| Resistência à tração, MPa (ksi) | Maior ou igual a 620 (90) | Maior ou igual a 655 (95) | ASTM E8/ISO 6892 |
| Alongamento em 50 mm (2 pol.), % | Maior ou igual a 25 | Maior ou igual a 25 | ASTM E8/ISO 6892 |
| Dureza, HBW | Menor ou igual a 290 | Menor ou igual a 290 | ASTM E10 |
| Dureza, HRC | Menor ou igual a 30,5 | Menor ou igual a 30,5 | ASTM E18 |
Especificações e dimensões
- Faixa de tamanho padrão (OD): 1/4 polegada (6,35 mm) a 8 polegadas (219,1 mm)
- Espessura da parede (WT): Schedule 10S, 40S, 80S ou paredes estiradas a frio-de precisão de 0,8 mm a 12,7 mm
- Comprimentos padrão: comprimentos aleatórios (5–7 m), comprimentos fixos de até 18 metros ou tubos em U-dobrados de precisão.
- Padrões aplicáveis: ASTM A789/ASME SA789, ASTM A480, ASME B36.19M
Resistência à corrosão
Para S32205 na composição típica (22,5% Cr, 3,2% Mo, 0,17% N): PREN=22.5 + 10.56 + 2.72=35.8. Para S31803 na extremidade de baixo nitrogênio (0,09% N): PREN=22 + 9.9 + 1.44=33.3. Esta diferença de 2,5 pontos no PREN é a lacuna entre o desempenho adequado e limítrofe da água do mar.
A temperatura crítica de corrosão (CPT) de acordo com ASTM G48 Método A é maior ou igual a 25 graus C para solução-recozida adequadamente S32205. A temperatura crítica da fenda (CCT) é normalmente 15-20 graus C mais baixa - as condições da fenda sob juntas, suportes de tubos e depósitos são os principais locais de iniciação em falhas de campo.
Conformidade com NACE MR0175/ISO 15156: o duplex 2205 é qualificado para serviço ácido com dureza menor ou igual a 22 HRC e limites ambientais específicos de pressão parcial de H2S, concentração de cloreto e temperatura. O material não sofre rachaduras por tensão de sulfeto (SSC) dentro desses limites, tornando-o a CRA (liga resistente à corrosão-resistente) para serviços moderados de gás ácido.
| Ambiente | Limite de temperatura | Avaliação | Notas |
| Água do mar, fluindo | < 25 deg C | Bom | S32205 adequado; S31803 limítrofe em baixo N |
| Água do mar, estagnada/fenda | < 20 deg C | Justo | Risco de corrosão em fendas; atualize para 2507 para calor estagnado |
| 10% H2SO4, 20 graus C | - | Bom | Superior a 316L |
| 10% HCl, 20 graus C | - | Pobre | Não recomendado; usar ligas de níquel |
| 50% H3PO4, 80 graus C | - | Bom | Adequado para serviço de fábrica de fertilizantes |
| Gás ácido (H2S), NACE MR0175 | Por limites | Compatível | Dureza Menor ou igual a 22 HRC; aplicam-se limites ambientais |
| Cloreto SCC, pH neutro | < 150 deg C | Excelente | Muito superior a 304/316 em cloretos quentes |
| NaOH cáustico, 50% | < 80 deg C | Bom | Aceitável em concentrações moderadas |
Preço do tubo sem costura S31803 e S32205
| Grau do produto | Faixa de diâmetro externo (OD) | Faixa de espessura de parede (WT) | Faixa de preço (USD/kg) | Faixa de preço (USD/tonelada) |
| Tubulação sem emenda de UNS S31803 | 10 mm – 114,3 mm | 1,0mm – 6,0mm | $5.20 – $7.50 | $5,200 – $7,500 |
| Tubulação sem emenda de UNS S32205 | 10 mm – 219,1 mm | 1,0 mm – 10,0 mm | $5.80 – $8.80 | $5,800 – $8,800 |
| UNS S32205 U-Tubo Curvado | 19,05 mm – 38,1 mm | 1,5mm – 3,0mm | $6.50 – $9.50 | $6,500 – $9,500 |
faixa de temperatura duplex 2205
| -50 graus a 250 graus | Excelente |
| 250–300 graus | Aceitável |
| >300 graus | Risco de precipitação de fase |
| 475 graus |
Evite exposição prolongada (fragilização de 475 graus) |
O Duplex 2205 não é recomendado para serviços prolongados em altas-temperaturas acima de aproximadamente300 graus.
Para aplicações em temperaturas mais altas considere: Incoloy 800H, Incoloy 800HT, Alloy 625
UNS S32205 versus. 316L versus. 304
| Métrica de desempenho | ASTM A789 UNS S32205 | AISI 316L (UNS S31603) | AISI 304 (UNS S30400) |
| Min. Força de rendimento (MPa) | 450 | 220 | 205 |
| Equivalente de resistência à corrosão (PREN) | Maior ou igual a 34 | 23–28 | 18–20 |
| Resistência à fissuração por corrosão sob tensão de cloreto | Excelente | Ruim a Moderado | Pobre |
| Custo Relativo Aproximado (por kg) | $5.80 – $8.80 | $3.50 – $4.80 | $2.80 – $3.80 |
| Temperatura operacional máxima | 300 graus | 450 graus | 450 graus |
Aplicação de tubulação ASTM A789 S31803 S32205
- Exploração de petróleo e gás: linhas de fluxo submarinas, tubos umbilicais e separadores-de produção superiores que exigem resistência a serviços ácidos.
- Plantas de dessalinização de água do mar: tubulação de rejeição de alta-pressão de vários-estágios (MSF) e osmose reversa (RO) e tubulação de resfriamento de água do mar.
- Indústrias de processamento químico: linhas de produção de ácido orgânico, colunas de ácido acético e trocadores de calor de processo carregados-de cloreto.
- Geração de energia-em alta temperatura: tubulação de condensador em usinas de energia costeiras que utilizam água de resfriamento salobra.
304 316 Falha no tubo na caixa do sistema de resfriamento de água salgada
Aços austeníticos padrão como 304 e 316 falham catastroficamente por meio de trincas transgranulares quando expostos a soluções quentes de cloreto sob tensão de tração. Em um sistema de água de resfriamento de plataforma offshore, a substituição da tubulação do trocador de calor 316L por tubos sem costura UNS S32205 eliminou completamente falhas recorrentes de corrosão sob tensão, estendendo a vida útil do projeto para mais de 20 anos.

"Qual tipo de aço inoxidável duplex devo escolher para tubos umbilicais offshore de petróleo e gás: S31803 ou S32205?"
UNS S32205 (Duplex 2205) é preferível ao UNS S31803
Embora ambas as classes pertençam à família Duplex 2205, o S32205 oferece controle químico mais rígido, maior consistência de resistência à corrosão e melhor confiabilidade para aplicações submarinas e offshore.
Soldabilidade e Fabricação
Processo de fabricação de tubos sem costura:
Derretimento de aço
↓
Boleto de Fundição Contínua
↓
Inspeção e corte de tarugos
↓
Forno de aquecimento
↓
Piercing a Quente (Processo Mannesmann)
↓
Laminação a Quente / Expansão de Tubos
↓
Recozimento de Solução
↓
Estiragem a Frio / Laminação a Frio (Opcional)
↓
Alisamento
↓
Decapagem e Passivação
↓
Testes END
↓
Inspeção Final
↓
Marcação e embalagem
↓
Remessa

Soldagem de tubos duplex
Processos de soldagem:GTAW (TIG) para passes de raiz e seções finas - fornece o melhor controle sobre a entrada de calor e blindagem. GMAW (MIG/MAG) para soldagem de produção de seções mais espessas. SMAW (bastão) para soldagem e reparo em campo.
Metal de enchimento:AWS A5.9 ER2209 (GTAW/GMAW) ou E2209 (SMAW).
Entrada de calor:0,5-2,5 kJ/mm (ideal 0,8-1,5). Acima de 2,5 kJ/mm, o tempo prolongado na faixa de 600-1000 graus C promove a precipitação da fase sigma.
Temperatura entre passagens: Máximo 150°C (300°F). Exceder 150 graus C prolonga o tempo na faixa de precipitação da fase sigma.
Gás de Proteção:Ar + 2% N2 para root e hot passes GTAW. A adição de nitrogênio compensa a perda de nitrogênio da poça de fusão e estabiliza a austenita.
Pré-aquecer:Não é obrigatório e não é recomendado.
PWHT:Geralmente não é necessário para 2205 - uma de suas vantagens práticas em relação aos graus super duplex.
Usinagem:A taxa de endurecimento por trabalho é maior que as classes austeníticas. Use ferramentas de metal duro (ângulo de inclinação positivo 6-8 graus), taxas de avanço consistentes para evitar camadas endurecidas e refrigeração generosa.
Velocidades de giro:60-100 m/min (carboneto), 25-35 m/min (HSS). Evite cortes leves que causem fricção em vez de cortes.

PERGUNTAS FREQUENTES:
P: Qual é a principal diferença entre UNS S31803 e UNS S32205?
R: UNS S32205 é uma versão restrita e de controle de composição mais rígido do UNS S31803, mantendo os teores de cromo, molibdênio e nitrogênio no lado superior da faixa de especificação para garantir resistência superior à corrosão e um PREN mínimo de 34.
P: Quando você deve usar UNS S32205 em vez de tubulação 316L?
R: Você deve especificar UNS S32205 quando os ambientes operacionais apresentam concentrações elevadas de cloreto, temperaturas superiores a 60 graus e alta carga mecânica, onde a maior resistência ao escoamento do aço duplex permite a redução da espessura da parede.
P: Por que o aço inoxidável duplex racha se a entrada de calor de soldagem for muito alta?
R: A entrada excessiva de calor diminui as taxas de resfriamento, resultando em uma estrutura ferrítica superior a 70–80% na ZTA da solda. Esta falta de austenita balanceada leva à redução da tenacidade e à suscetibilidade à corrosão localizada.
P: Os tubos ASTM A789 são fornecidos recozidos?
R: Sim. Todos os tubos sem costura ASTM A789 são entregues em uma condição de-tratamento térmico (recozido)-normalmente aquecido a um mínimo de 1.040 graus seguido de resfriamento rápido-para estabelecer a microestrutura duplex 50/50 ideal.
P: Qual é o prazo de entrega típico para tubos U-sem costura UNS S32205 de tamanho personalizado?
R: As execuções de produção de moinho padrão e trefilação a frio de precisão para trocadores de calor U-curvados personalizados normalmente variam de 3 a 5 semanas, dependendo da tonelagem total e do rigor da inspeção.
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