Por que a tensão residual afeta os tubos de aço?

Tensões residuais em tubos de aço podem surgir durante o processo de fabricação, principalmente através de processos como laminação, forjamento, soldagem ou trefilação a frio. Estas tensões não são introduzidas intencionalmente para fins estruturais, mas são um subproduto das técnicas de fabricação. Veja como as tensões residuais podem afetar os tubos de aço:

1. **Precisão Dimensional**: Tensões residuais podem fazer com que os tubos de aço se expandam ou contraiam, levando a alterações dimensionais que podem não atender às especificações exigidas. Isto pode afetar o ajuste e a funcionalidade do tubo em um sistema.

2. **Resistência e tenacidade**: Tensões residuais excessivas podem reduzir a resistência e tenacidade geral do tubo de aço. Isto torna o tubo mais suscetível a falhas sob cargas aplicadas, especialmente se as tensões estiverem concentradas em determinados pontos, como perto de soldas ou juntas.

3. **Corrosão**: Tensões residuais podem criar microfissuras ou concentrações de tensão que podem promover o início e a propagação da corrosão. Estas fissuras podem servir como caminhos para agentes corrosivos, levando à falha prematura do tubo.

4. **Vazamento**: No caso de tubos de aço sem costura, tensões residuais podem levar a vazamentos internos ou externos. Se as tensões causarem a expansão do tubo, elas poderão exceder a capacidade do selante de manter uma vedação hermética, resultando em vazamento.

5. **Facilidade de deformação**: Tubos com altas tensões residuais são mais propensos a deformação sob pressão ou mudanças de temperatura. Isso pode causar dobramento, torção ou outras formas de distorção que afetam o desempenho do tubo.

6. **Problemas de soldagem**: Tensões residuais podem ser particularmente problemáticas em tubos de aço soldados. A zona afetada pelo calor de uma solda pode ter propriedades diferentes devido ao resfriamento desigual do aquecimento durante o processo de soldagem, levando a tensões residuais. Estas tensões podem afetar a integridade da solda e potencialmente levar à falha da solda.

Para mitigar os efeitos negativos das tensões residuais, os tubos de aço são frequentemente tratados termicamente ou aliviados após a fabricação. O tratamento térmico envolve aquecer o tubo a uma temperatura específica e depois resfriá-lo lentamente para reduzir as tensões residuais. O alívio de tensão é um processo em que o tubo é aquecido a uma temperatura mais baixa e depois resfriado lentamente para obter uma distribuição de tensão mais uniforme em todo o material. Esses processos ajudam a garantir que o tubo terá o desempenho esperado em serviço, com risco reduzido de falha.