Tubo sem costura revestido metalúrgico SA-213 T91 / UNS N08028 (liga 28) | Núcleo resistente à fluência + revestimento de alta liga para serviço em alta temperatura e ambientes ácidos – Womic Steel

Descrição resumida:

Tubo revestido sem costura com ligação metalúrgica – núcleo SA 213 T91 (X10CrMoVNb9-1 / 1.4903) com revestimento interno de UNS N08028 (Liga 28 / 1.4563). Fabricado por extrusão a quente, acabamento a frio, tratamento térmico e decapagem. Projetado para superaquecedores de caldeiras ultra-supercríticas, unidades de recuperação de calor residual em fábricas de ácido, caldeiras de biomassa com alto teor de cloro e trocadores de calor químicos de alta temperatura, onde tanto a resistência à fluência quanto a resistência à corrosão são imprescindíveis.

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Material do núcleo (base)

Material do núcleo (base):SA-213 T91 (X10CrMoVNb9-1 / 1.4903) – aço martensítico resistente à fluência, 9% Cr, 1% Mo, V+Nb; temperatura máxima de serviço 650°C

Revestimento (revestimento CRA):UNS N08028 (Liga 28 / 1.4563) – liga austenítica de alta resistência (27% Cr, 31% Ni, 3,5% Mo, 1% Cu); PREN 38-40; resistente a ácido sulfúrico/fosfórico, altas concentrações de cloretos e ambientes corrosivos.

Faixa de tamanhos:Diâmetro externo de 38 a 168 mm; Espessura da parede do núcleo de 4 a 15 mm; Espessura do revestimento de 2,0 a 3,5 mm; Comprimento único de até 15 m

Processo:Extrusão a quente → acabamento a frio → tratamento térmico (normalização + revenimento para T91, solubilização para Alloy 28) → decapagem. Totalmente sem costura, sem solda longitudinal. Resistência ao cisalhamento da ligação metalúrgica ≥300 MPa.

Padrões:ASME Seção II Parte A (SA-213/SA-213M), EN10216-2 (para T91), ASTM SB-668 (N08028), EN10088-3 (1.4563), EN12952-2, ASTM E213, ISO 10893-10.

Testando:Ensaios hidrostáticos a 100%, ultrassônicos conforme ASTM E213/ISO 10893-10, tração (temperatura ambiente e elevada), dureza, achatamento, além de teste opcional de corrosão intergranular (ASTM A262 Prática E) para revestimento. Certificado EN 10204 Tipo 3.1 (Tipo 3.2 opcional).

Aplicações:Superaquecedores/reaquecedores finais de caldeiras ultra-supercríticas (650 °C), caldeiras de recuperação de calor residual em fábricas de ácido sulfúrico, caldeiras de biomassa/conversão de resíduos em energia (corrosão por cloro), permutadores de calor de alta temperatura para hidrocarbonetos clorados, aquecedores de refinaria com alimentação de alto teor de enxofre/cloreto.

Aço WomicFornecemos tubos revestidos em T91+Liga 28 – a solução definitiva para resistência combinada à fluência em altas temperaturas e corrosão severa. Comprovados em geração de energia, fábricas de ácido e projetos avançados de conversão de resíduos em energia. Rastreabilidade completa e prontos para inspeção por terceiros. Entre em contato conosco para obter dados técnicos e um orçamento específico para o seu projeto.

1. Por que usar tubo revestido de SA-213 T91 + UNS N08028 (liga 28)?

1.1 O Desafio

Dois materiais separados não conseguem atender a requisitos de serviço extremos:

● T91 (X10CrMoVNb9-1)Oferece excelente resistência à fluência até 650 °C e boa resistência à oxidação, mas sua resistência à corrosão em ambientes ácidos, com alto teor de cloreto ou sulfurosos é limitada. O condensado de gases de combustão (ácido sulfúrico/fosfórico) ou os cloretos presentes no processo atacam rapidamente o T91.

●Liga sólida 28 (UNS N08028)Oferece resistência excepcional a ácido sulfúrico, ácido fosfórico, altas concentrações de cloretos e fissuração por corrosão sob tensão. No entanto, é caro e não possui a resistência à fluência necessária para aplicações em caldeiras de alta pressão e alta temperatura.

1.2 A Solução

●Tubo revestido T91+Liga 28A liga une um núcleo espesso de T91 (resistente à pressão e à fluência) com uma fina camada interna (2-3,5 mm) de liga 28 (resistente à corrosão). A ligação é metalúrgica – sem colapso do revestimento, sem corrosão por frestas. O resultado:

●Núcleo T91Garante a conformidade com a norma ASME Seção I / EN12952 para temperaturas do metal de até 650°C.

● Revestimento de liga 28Resiste à condensação de ácido sulfúrico, altas concentrações de cloretos e ácidos orgânicos, protegendo o tubo internamente.

●Custoé 40-60% menor do que um tubo sólido de liga 28 com a mesma classificação de pressão.

Essa combinação é amplamente utilizada em:

●Seções finais do superaquecedor/reaquecedorEm caldeiras a carvão ultra-supercríticas onde a corrosão do lado dos gases de combustão (devido ao carvão com alto teor de enxofre) ataca, tradicionalmente se utilizava apenas o T91.

●Caldeiras de recuperação de calor residual (WHRB)A jusante das fábricas de ácido sulfúrico, o gás contém SO₃ e, durante as partidas a frio, o ácido condensa nas superfícies dos tubos.

●Caldeiras de biomassa/conversão de resíduos em energia– Altos níveis de cloro no combustível causam corrosão severa; o revestimento em liga 28 no lado do fogo (ou no lado interno, dependendo do projeto) prolonga drasticamente a vida útil dos tubos.

●Trocadores de calor de alta temperaturaPara processos químicos que envolvam hidrocarbonetos clorados ou ácidos quentes.

1.3 Rota de Produção

Extrusão a quente + acabamento a frio + tratamento térmico + decapagem. O processo garante um tubo sem costuras, livre de cordões de solda longitudinais, o ponto de falha mais comum em tubos revestidos soldados sob fadiga térmica.

2. Especificações do material – Núcleo T91 e revestimento em liga 28

2.1 Composição química (% em massa)

Elemento	SA 213 T91 (Núcleo)	UNS N08028 (Liga 28 / Revestimento)
Carbono (C)	0,08 – 0,12	≤0,03
Silício (Si)	0,20 – 0,50	≤0,50
Manganês (Mn)	0,30 – 0,60	≤2,00
Fósforo (P)	≤0,020	≤0,030
Enxofre (S)	≤0,010	≤0,015
Cromo (Cr)	8,0 – 9,5	26,0 – 28,0
Molibdênio (Mo)	0,85 – 1,05	3,0 – 4,0
Níquel (Ni)	≤0,40	29,0 – 32,0
Cobre (Cu)	—	0,6 – 1,4
Vanádio (V)	0,18 – 0,25	—
Nióbio (Nb)	0,06 – 0,10	—
Nitrogênio (N)	0,03 – 0,07	—
Ferro (Fe)	Equilíbrio	Equilíbrio

O T91 é um aço martensítico resistente à fluência; a liga 28 é um aço de alta liga totalmente austenítico com alto teor de Cr, Ni, Mo e Cu – proporcionando excepcional resistência a ácidos redutores e oxidantes, corrosão por cloretos e corrosão sob tensão (SSC).

2.2 Propriedades Mecânicas (Temperatura Ambiente)

Propriedade	Núcleo T91	Revestimento de liga 28
Limite de escoamento (mínimo, MPa)	415	220
Resistência à tração (mín., MPa)	585	500
Alongamento (mín., %)	20	30
Dureza (máxima)	250 HB	230 HB

2.3 Resistência à Fluência em Altas Temperaturas (Núcleo T91)

Temperatura (°C)	Resistência à ruptura após 100.000 horas (MPa)	Limite de fluência de 0,2% (MPa)
550	150	120
580	120	95
600	100	80
620	80	60
650	55	40

A liga 28 não foi projetada para suportar cargas em altas temperaturas; sua função é puramente de proteção contra corrosão. O núcleo de aço T91 suporta a carga mecânica.

2.4 Resistência à corrosão do revestimento de liga 28

Ambiente	Nível de resistência
Ácido sulfúrico (concentração de 0 a 80%, até 80°C)	Excelente
Ácido fosfórico (todas as concentrações)	Excelente
Ácido clorídrico (diluído, à temperatura ambiente)	Bom
Cloretos (corrosão/fenda)	PREN 38-40; temperatura crítica de corrosão por pite (CPT) ~50°C
H₂S + CO₂ + cloretos (serviço ácido)	Excelente; em conformidade com a norma NACE MR0175.
Ácidos orgânicos (acético, fórmico, etc.)	Excelente

*A liga 28 supera as ligas 316L, 904L e até mesmo a 254SMO em muitas combinações de ácido e cloreto.*

2.5 Interface de ligação

Propriedade	Valor
Tipo de vínculo	Metalúrgica (difusão)
Resistência ao cisalhamento (expulsão)	≥300 MPa (garante a ausência de delaminação sob ciclos térmicos)
Limite de defeitos aceitáveis por UT	Sem descolamento >50 mm; descolamento total <2% da área da interface.

2.6 Faixa Dimensional

DE (mm)	Espessura do núcleo (mm)	Espessura do revestimento (mm)	Comprimento máximo (m)
38.1	4,0 – 8,0	2,0 – 2,5	15
44,5	5,0 – 8,0	2.0 – 2.8	15
51,0	5,0 – 10,0	2.0 – 3.0	15
63,5	5,0 – 12,0	2.0 – 3.0	15
76,2	6,0 – 12,0	2,2 – 3,0	15
88,9	6,0 – 12,0	2,5 – 3,2	15
101,6	6,0 – 12,0	2,5 – 3,5	15
114,3	8,0 – 15,0	2,5 – 3,5	12
141,3	8,0 – 15,0	2,5 – 3,5	12
168,3	10,0 – 15,0	3,0 – 3,5	12

*Diâmetros externos maiores (até 500 mm) são possíveis por meio de laminação a quente + JCOE; entre em contato para verificar a disponibilidade.*

3. Processo de Fabricação – Extrusão a Quente, Acabamento a Frio, Tratamento Térmico, Decapagem

A rota de fabricação aborda especificamente os diferentes requisitos de tratamento térmico das ligas martensítica T91 e austenítica 28.

Etapa	Descrição	Pontos de controle
1. Bloco composto	Bloco usinado em tarugo T91, inserto tubular em liga 28. Selado a vácuo (<10 Pa).	Limpeza da superfície; concentricidade
2. Extrusão a quente	1180-1220°C, taxa de redução ≥8:1.	Temperatura, velocidade, lubrificação
3. Refrigeração a ar	Após a extrusão, o tubo é resfriado ao ar (início da transformação martensítica).	Taxa de resfriamento
4. Acabamento a frio	Trefilação a frio / corte para as dimensões finais.	Passagens múltiplas, recozimento intermediário (amolecimento da liga 28).
5. Tratamento térmico (crítico)	Normalização a 1040-1060°C (ar ou resfriamento acelerado) + revenido a 760-780°C. Isso resulta na microestrutura final T91 (martensita revenida). Simultaneamente, o revestimento de liga 28 é submetido a tratamento térmico de solubilização.	Registro do forno, teste de dureza
6. Conserva em vinagre	O banho de HNO₃ + HF remove a camada de óxido tanto do T91 quanto da liga 28.	Tempo, temperatura, concentração de ácido
7. Alise e corte	Conforme o comprimento final.	Retilineidade ≤1,5 mm/m
8. END e hidrostática	Conforme a Seção 4	Rastreabilidade completa
9. Finalizar	Chanfrado / liso; acabamento opcional (massa de enchimento em liga 625 ou liga 28 na face chanfrada).	Dimensional

Atributo de qualidade fundamental:O tratamento térmico produz um núcleo de T91 com resistência à fluência adequada e um revestimento de liga 28 com total resistência à corrosão, tudo em um único ciclo.

4. Inspeção e Testes – Atendendo aos requisitos da ASME, EN e do cliente

Para tubos revestidos de T91+Liga 28, implementamos um programa rigoroso, incluindo testes especificamente adequados para serviço em altas temperaturas.

Teste	Padrão	Escopo	Aceitação
Análise química	OES	Cada aquecimento (núcleo e revestimento)	ASME SA-213 T91, ASTM SB-668
Ultrassom (longitudinal e de ligação)	ASTM E213 + ISO 10893-10	100%	Sem defeitos rejeitáveis, integridade da ligação
Teste hidrostático	ASME SA-450 / EN12952-2	Cada tubo	Sem vazamentos, expansão permanente OK
Resistência à tração (temperatura ambiente)	ASME / EN	Por calor (núcleo)	T91: YS≥415 MPa, TS≥585 MPa
Tração em alta temperatura	600°C (opcional)	Por calor	A ser relatado (especificação não mínima)
Teste de ruptura por fluência	600°C ou 650°C	A pedido	Opcional; cobrado separadamente
Dureza (núcleo e revestimento)	HV10	Lote	T91 ≤250 HV; Liga 28 ≤230 HV
Teste de achatamento	SA 450	Por calor/tamanho	Sem rachaduras na compressão de 2/3 do diâmetro externo.
Corrosão intergranular	ASTM A262 Prática E (sobre a liga 28)	Por lote (opcional)	Sem ataque intergranular
PMI (XRF)	Identificação positiva de material	Cada tubo (opcional)	Confirme a liga metálica.

Documentação:EN 10204 Tipo 3.1. Tipo 3.2 com inspeção por terceiros (SGS, BV, DNV, TÜV etc.) disponível.

5. Aplicações em Detalhe

5.1 Superaquecedor/Reaquecedor Final de Caldeira Ultra-Supercrítica

Problema:Os gases de combustão de carvão com alto teor de enxofre contêm SO₃ que, durante baixas cargas ou partidas, se condensa como ácido sulfúrico nas superfícies dos tubos. O padrão T91 sofre corrosão por pite e desgaste.
Solução:Tubo revestido com T91 e liga 28, com a liga 28 voltada para o fogo (ou internamente, em caso de tubulação de duas passagens). O núcleo de T91 mantém a resistência à fluência a temperaturas entre 600 e 620 °C; a liga 28 resiste ao ataque ácido. Diversas usinas termelétricas chinesas e europeias adotaram esse projeto.

5.2 Caldeira de recuperação de calor residual em fábricas de ácido sulfúrico

Processo:Um gás de processo quente (600 °C, contendo SO₂ e SO₃) entra em uma caldeira de recuperação de calor para gerar vapor. Durante as paradas, o SO₃ se combina com a umidade para formar ácido sulfúrico concentrado, que se condensa nos tubos frios.
Solução:Revestimento em liga 28 no lado do gás (externo) ou interno, dependendo do projeto. O aço T91 proporciona a resistência à fluência necessária. Essa combinação agora é padrão em muitas novas fábricas de ácido sulfúrico.

5.3 Caldeiras de biomassa/conversão de resíduos em energia

Desafio:A biomassa (palha, lascas de madeira, combustível derivado de resíduos) contém cloro (KCl, NaCl). A 500-600 °C, o gás cloro e os cloretos corroem severamente as ligas convencionais, formando cloreto de ferro e causando rápida perda de metal.
Solução:O revestimento em liga 28 (alto teor de Ni, Mo e Cr) resiste ao ataque do cloro. O núcleo em T91 mantém a integridade da pressão da caldeira. Os operadores relatam que a vida útil dos tubos aumentou de 1 a 2 anos para 6 a 8 anos após a troca para tubos revestidos.

5.4 Trocadores de calor de alta temperatura para hidrocarbonetos clorados

Exemplo:Em fábricas de monômero de cloreto de vinila (VCM), os gases de processo contêm compostos orgânicos clorados e HCl a 400-450 °C. O aço inoxidável padrão (304L) apresenta falhas por corrosão por pite e corrosão sob tensão (SCC). O revestimento de liga 28 proporciona resistência superior. O núcleo de aço inoxidável T91 oferece a resistência mecânica e a resistência à fluência necessárias.

6. Vantagens em relação aos projetos concorrentes

Alternativa	Por que T91 + Liga 28 é melhor
Tubo sólido T91	Vulnerável à condensação ácida, corrosão por pite e ataque por cloretos. Necessita de substituição frequente.
Tubo de liga sólida 28	Muito caro; menor limite de elasticidade exige paredes mais espessas, aumentando o custo e o peso.
T91 com revestimento de solda em liga 28	O revestimento é caro, lento e difícil de aplicar uniformemente em tubos de pequeno diâmetro; pode ocorrer diluição da liga. A extrusão proporciona um revestimento uniforme a um custo menor.
Tubo revestido mecanicamente	O revestimento colapsa sob ciclos térmicos (típicos de caldeiras) – inaceitável para serviço em altas temperaturas.
Tubo revestido de liga 625	A liga 625 é ainda mais cara que a liga 28 e pode ser superdimensionada para muitos ambientes ácidos. A liga 28 oferece uma excelente relação custo-benefício.

Redução de custos:Em comparação com tubos maciços de liga 28 com a mesma classificação de pressão, os tubos revestidos de T91+liga 28 reduzem o custo do material em50-60%(pois o T91 possui maior resistência, permitindo paredes mais finas, e a liga é usada apenas como um revestimento fino).

7. Garantia de Qualidade e Rastreabilidade

●Rastreabilidade:Os lotes T91 e Alloy 28 são registrados e estampados em cada tubo acabado. Todos os certificados do fornecedor (3.1) são guardados.

● Controle de processos:Temperatura de extrusão, velocidade de extrusão, tabelas de tratamento térmico e parâmetros do banho de decapagem, tudo documentado.

● Inspeção por terceiros:Facilitamos o acompanhamento por certificações SGS, BV, DNV, TÜV ou ABS em qualquer etapa (recebimento de material, extrusão, END final). Certificados EN 10204 Tipo 3.2 são emitidos conforme necessário.

8. Embalagem e Envio

●Condição da superfície:Decapado e passivado – pronto para instalação. Lubrificação externa opcional.

●Proteção final:Tampas de plástico (tampas de aço disponíveis para diâmetros maiores).

●Pacote:Diâmetros pequenos (<88,9 mm) em feixes hexagonais com espaçadores de madeira. Diâmetros maiores embalados individualmente.

●Recipiente:Contêineres de 20 ou 40 pés. Para comprimentos superiores a 12 m, utilize contêineres open top ou flat rack.

●Tempo de espera:Primeiro pedido: 16 a 20 semanas (devido à disponibilidade de ligas especiais). Pedidos subsequentes: 12 a 14 semanas. Lotes de teste (100 a 200 m) podem ser entregues mais rapidamente – consulte-nos.

9. Perguntas Frequentes (FAQ) – Tubo Revestido T91+Liga 28

Q1: Qual é a temperatura máxima de serviço para este tubo revestido?
A: O núcleo T91 é classificado para temperaturas de metal de até650°C(1202°F) de acordo com a Seção I da ASME (a resistência à fluência é o fator determinante). O revestimento de liga 28 pode suportar a mesma temperatura, mas sua resistência à corrosão pode ser reduzida acima de 450°C se o ambiente for altamente corrosivo. Para a maioria das aplicações em caldeiras (600-620°C), ambos são aceitáveis.

Q2: A liga 28 é adequada para altas concentrações de ácido sulfúrico?
R: Sim. A liga 28 apresenta excelente resistência ao ácido sulfúrico em concentrações de até 80% e temperaturas de até 80 °C. Em caldeiras de recuperação de calor, o condensado ácido geralmente contém de 60 a 70% de H₂SO₄ a temperaturas abaixo de 200 °C – a liga 28 tem um desempenho muito bom.

Q3: Podemos inverter as camadas – colocar Alloy 28 no diâmetro externo e T91 no diâmetro interno?
R: Sim, se a ameaça de corrosão vier de fora (por exemplo, gases de combustão externos). Podemos produzir tubos revestidos com a camada CRA no diâmetro externo. Por favor, especifique a orientação no momento do pedido.

Q4: Vocês realizam testes de tração ou fluência em altas temperaturas?
R: Normalmente não os incluímos, mas podemos providenciar amostras subdimensionadas retiradas de um tubo extrudado (método destrutivo) mediante custo adicional. Para ensaios de fluência com acompanhamento de terceiros, considere um prazo adicional (4 a 6 semanas) e custos extras.

Q5: Qual metal de adição deve ser usado para soldar tubos revestidos de T91 + Liga 28?
A: Para o passe de raiz (revestimento com revestimento), utilize liga 625 (ERNiCrMo-3) ou liga 59 como material de enchimento. Para os passes de enchimento (núcleo T91 com T91), utilize material de enchimento T91 compatível (E9015-B9 ou similar). Recomendamos um procedimento de soldagem qualificado (EPS) para cada junta de campo; a Womic pode fornecer um modelo de EPS mediante solicitação.

Q6: O revestimento de liga 28 atende à norma NACE MR0175 para serviço em ambiente corrosivo?
R: Sim. A liga 28 (UNS N08028) está listada na NACE MR0175 / ISO 15156 para temperaturas de até 450 °C em ambientes com sulfeto de hidrogênio (H₂S). Ela é resistente à corrosão sob tensão (SSC) e à corrosão sob tensão induzida por hidrogênio (HIC). Pode ser usada em altas pressões parciais de H₂S.

Q7: O tubo revestido está disponível com extremidades chanfradas e revestimento CRA?
R: Sim. Ângulo de bisel padrão de 30-35° com 1,6 mm de profundidade. Podemos aplicar uma camada de revestimento (liga 28 ou liga 625) na face do bisel, com aproximadamente 2-3 mm de espessura, para evitar a diluição do revestimento durante a soldagem em campo.

Q8: Quais são os diâmetros externos e as espessuras de parede comuns para tubos de caldeiras de biomassa?
A: Diâmetro externo típico de 51 a 76 mm, espessura do núcleo de 5 a 8 mm e revestimento de 2 a 2,5 mm. Entre em contato conosco para informar suas necessidades específicas de dimensões.

Q9: A incorporação de carbono do T91 na liga 28 durante a extrusão é uma preocupação?
R: Não. O processo de extrusão forma uma zona de difusão muito estreita (tipicamente de 5 a 10 μm). A composição da liga 28 permanece dentro das especificações; verificamos isso por meio de PMI (Inspeção Pós-Método). O risco de sensibilização é insignificante.

Q10: Vocês podem fornecer certificados EN 10204 Tipo 3.2 para este tubo revestido?
R: Sim. Podemos providenciar uma inspeção por terceiros, como TÜV, BV, DNV ou SGS. Por favor, indique isso no momento do pedido.