ASTM A234 WPB é o padrão de fato para conexões de tubos de aço carbono para soldagem de topo em tubulações de pressão de temperatura moderada. Se você já especificou um cotovelo, T, redutor ou tampa para uma planta de processo, refinaria ou sistema de tubulação de aço carbono de estação de energia, a conexão quase certamente foi A234 WPB. É o equivalente ao tubo ASTM A106 Grau B - o tipo robusto que lida com a maioria das aplicações de tubulação industrial antes que o envelope de temperatura ou pressão exija um avanço para o aço-liga.
A ZC Steel Pipe fabrica e exporta acessórios para soldagem de topo ASTM A234 WPB de nossas instalações na cidade de Hai'an, fornecendo cotovelos, tês, redutores e tampas em NPS ½ a NPS 48 para projetos em toda a África, Oriente Médio e América do Sul. Nossas conexões são produzidas de acordo com os padrões dimensionais ASME B16.9, com relatórios completos de testes de materiais e inspeções de terceiros disponíveis.
CONTEÚDO
Escopo padrão – O que o A234 cobre
Classes A234 – classes WPB, WPC e ligas
Propriedades Mecânicas
Composição Química
Tipos de acessórios cobertos
Dimensões — ASME B16.9
Classificações de pressão-temperatura
Requisitos de tratamento térmico
Marcação e Rastreabilidade
A234 WPB vs A105 - Solda de topo vs Forjado
Aplicativos
Perguntas frequentes
1. Escopo padrão – O que o A234 cobre
DEFINIÇÃO PADRÃO ASTM A234 / A234M abrange acessórios forjados de aço carbono e ligas de aço de construção sem costura e soldada para uso em tubulações de pressão e na fabricação de vasos de pressão para serviço em temperaturas moderadas e elevadas. O padrão cobre acessórios para soldagem de topo em todos os tamanhos, fabricados a partir de cano, tubo ou placa.
A palavra-chave é “forjada” – as conexões A234 são formadas a partir de cano, tubo ou placa (não fundidas ou forjadas em barra). Isso os distingue da ASTM A105 (acessórios forjados para flanges e conexões rosqueadas/soquetes) e ASTM A216 (válvulas e conexões de aço fundido). Na prática, A234 significa acessórios para soldagem de topo: cotovelos, tês, redutores e tampas que são soldados no sistema de tubulação usando a mesma preparação e procedimento de soldagem do tubo adjacente.
As designações equivalentes da ASME são SA-234 e SA-234M, usadas quando as conexões devem estar em conformidade com o Código ASME para caldeiras e vasos de pressão. Esta é a especificação que você verá nos MTRs para conexões em sistemas de pressão com código ASME.
2. Classes A234 – classes WPB, WPC e ligas
ASTM A234 cobre conexões de aço carbono e ligas de aço. A designação da classe usa um prefixo “WP” (Tubulação Forjada) seguido por uma letra ou número que identifica a classe da liga.
WPB — Aço Carbono
Material base:
Aço carbono (≈ A106 Gr.B)
Tração (min):
60.000 psi (415 MPa)
Rendimento (min):
35.000 psi (240 MPa)
Temperatura máxima:
800°F (427°C)
Uso:
~90% de todas as conexões de aço carbono
WPC — Carbono de Maior Resistência
Material base:
Aço carbono superior
Tração (min):
70.000 psi (485 MPa)
Rendimento (min):
40.000 psi (275 MPa)
Temperatura máxima:
800°F (427°C)
Uso:
Onde a parede WPB é inadequada
WP11 — Liga 1¼Cr–½Mo
Material base:
liga de aço 1,25Cr-0,5Mo
Tração (min):
60.000 psi (415 MPa)
Rendimento (min):
30.000 psi (205 MPa)
Temperatura máxima:
1.100°F (593°C)
Uso:
Vapor de alta temperatura, tubulação de forno de refinaria
WP22 — Liga 2¼Cr–1Mo
Material base:
liga de aço 2,25Cr-1Mo
Tração (min):
60.000 psi (415 MPa)
Rendimento (min):
30.000 psi (205 MPa)
Temperatura máxima:
1.200°F (649°C)
Uso:
Refinarias de alta temperatura e tubulações de usinas de energia
WP9 — Liga 9Cr–1Mo
Material base:
liga de aço 9Cr – 1Mo
Tração (min):
60.000 psi (415 MPa)
Rendimento (min):
30.000 psi (205 MPa)
Temperatura máxima:
1.200°F+ (649°C+)
Uso:
vapor HPHT, serviço de hidrogênio
WP91 – 9Cr–1Mo modificado
Material base:
liga 9Cr – 1Mo – V (química P91)
Tração (min):
85.000 psi (585 MPa)
Rendimento (min):
60.000 psi (415 MPa)
Temperatura máxima:
1.200°F+ (649°C+)
Uso:
Vapor ultra-supercrítico, nuclear
3. Propriedades Mecânicas
| Grau |
Resistência à tração min (psi/MPa) |
Resistência ao escoamento min (psi/MPa) |
Alongamento em 2 pol. min (%) |
Redução da área min (%) |
| WPB |
60.000/415 |
35.000/240 |
22 |
35 |
| WPC |
70.000/485 |
40.000/275 |
22 |
35 |
| WP11 Cl.1 |
60.000/415 |
30.000/205 |
20 |
35 |
| WP11 Cl.3 |
75.000/515 |
45.000/310 |
20 |
35 |
| WP22 Cl.1 |
60.000/415 |
30.000/205 |
20 |
35 |
| WP9 Cl.1 |
60.000/415 |
30.000/205 |
20 |
35 |
| WP91 |
85.000/585 |
60.000/415 |
20 |
40 |
4. Composição Química
| Grau |
C máx |
Mn |
P máx |
S máx |
Si |
Cr |
Mo |
| WPB |
0.30 |
0,29–1,06 |
0.050 |
0.058 |
0,10 minutos |
0,40 máx. |
0,15 máx. |
| WPC |
0.35 |
0,29–1,06 |
0.050 |
0.058 |
0,10 minutos |
0,40 máx. |
0,15 máx. |
| WP11 |
0,05–0,15 |
0,30–0,60 |
0.030 |
0.030 |
0,50–1,00 |
1h00-1h50 |
0,44–0,65 |
| WP22 |
0,05–0,15 |
0,30–0,60 |
0.030 |
0.030 |
0,50 máx. |
1,90–2,60 |
0,87–1,13 |
| WP9 |
0,15 máx. |
0,30–0,60 |
0.030 |
0.030 |
0,25–1,00 |
8h00–10h00 |
0,90–1,10 |
Nota de Aquisição – Análise de Calor versus Análise de Produto
ASTM A234 relata a química com base na análise de calor (concha). A análise do produto (a partir de uma conexão acabada) pode variar ligeiramente da análise térmica dentro das tolerâncias definidas. Quando a especificação do seu projeto exigir análise do produto (comum em classes de alta liga WP11, WP22, WP91), declare isso explicitamente – o padrão no A234 é apenas certificação de análise térmica. Isto é mais importante em ligas onde as faixas de Cr e Mo são estreitas.
5. Tipos de acessórios cobertos
ASTM A234 cobre todas as geometrias padrão de conexões para soldagem de topo. Cada tipo está disponível em todas as classes A234 e em toda a faixa NPS de ½ polegada a 48 polegadas:
Cotovelos (90° e 45°)
Raio longo (LR):
Raio = 1,5 × NPS
Raio Curto (SR):
Raio = 1,0 × NPS
Padrão:
ASME B16.9 (LR), B16.28 (SR)
Camisetas
T igual:
Todos os três pontos de venda têm o mesmo NPS
T de redução:
saída de ramal menor que a corrida
Padrão:
ASME B16.9
Redutores
Concêntrico:
eixo alinhado – linhas verticais
Excêntrico:
Fundo plano – sucção da bomba
Padrão:
ASME B16.9
Bonés
Tipo:
Cabeça elipsoidal ou hemisférica
Uso:
Fechamento final em trechos de tubulação
Padrão:
ASME B16.9
Extremidades do esboço
Tipo:
Extremidade do topo da junta sobreposta
Uso:
Flanges de juntas sobrepostas, conexões rotativas
Padrão:
ASME B16.9 Tipo A e B
Notas:
Usado com flanges de apoio
Curvas
Tipo:
Curvas de indução de raio longo
Raio:
3D, 5D, 7D típico
Padrão:
ASME B16.49
6. Dimensões — ASME B16.9
Todos os acessórios para soldagem de topo A234 são dimensionados de acordo com ASME B16.9 (acessórios para soldagem de topo forjado feitos na fábrica) para cotovelos, tês, redutores e tampas de raio longo, ou ASME B16.28 para cotovelos e retornos de raio curto. Os principais parâmetros dimensionais que os engenheiros precisam confirmar ao fazer o pedido:
| NPS (pol.) |
Cotovelo LR 90° centro a extremidade A (pol.) |
Cotovelo LR 45° centro a extremidade (pol.) |
T igual C a E (pol.) |
Comprimento total do redutor (pol.) |
| 1 |
1.50 |
0.62 |
1.50 |
2.00 |
| 1½ |
2.25 |
0.94 |
2.25 |
2.50 |
| 2 |
3.00 |
1.25 |
3.00 |
3.00 |
| 3 |
4.50 |
1.88 |
4.50 |
3.50 |
| 4 |
6.00 |
2.50 |
6.00 |
4.00 |
| 6 |
9.00 |
3.75 |
9.00 |
5.00 |
| 8 |
12.00 |
5.00 |
12.00 |
6.00 |
| 10 |
15.00 |
6.25 |
15.00 |
7.00 |
| 12 |
18.00 |
7.50 |
18.00 |
8.00 |
| 16 |
24.00 |
10.00 |
24.00 |
10.00 |
| 20 |
30.00 |
12.50 |
30.00 |
12.00 |
| 24 |
36.00 |
15.00 |
36.00 |
14.00 |
Nota de campo — Cotovelos LR vs SR
Cotovelos de raio longo (LR, 1,5D) são o padrão para tubulação de processo sob ASME B31.3 porque produzem menor queda de pressão e menores taxas de erosão na curva. Cotovelos de raio curto (SR, 1D) sob B16.28 são usados apenas onde o espaço é criticamente restrito — eles têm maior queda de pressão, mais turbulência e erosão mais rápida em serviços de lama ou gás úmido. Se o seu P&ID mostrar uma curva fechada de 90° em um espaço limitado, sempre verifique com o projetista da tubulação se SR é intencional ou uma abreviatura de desenho para LR.
7. Avaliações de pressão-temperatura
As conexões ASTM A234 não possuem suas próprias classificações de pressão-temperatura independentes - elas derivam suas classificações do código de tubulação aplicável (ASME B31.1 ou B31.3) usando a tensão admissível para o grau na temperatura de projeto, combinada com a espessura da parede da conexão de acordo com ASME B16.9.
Para WPB em temperaturas chave conforme ASME B31.3:
| Temperatura °F (°C) |
Tensão admissível S (psi) |
Notas |
| −20 a 100°F (−29–38°C) |
15.000 |
Classificação ambiente completa |
| 400°F (204°C) |
14.400 |
Redução menor |
| 600°F (316°C) |
13.600 |
Adequado para a maioria dos serviços de processo |
| 800°F (427°C) |
11.800 |
Limite prático superior para WPB |
| Acima de 800°F |
Especifique WP11 ou WP22 |
Aço carbono se aproximando do regime de fluência |
Ponto crítico de engenharia — Espessura da parede do acessório
A ASME B16.9 especifica uma espessura mínima da parede do acessório que é igual à tabela de tubos correspondente (por exemplo, um acessório SCH 40 tem uma parede mínima igual ao tubo SCH 40). No entanto, o cálculo da pressão de projeto para a conexão também deve satisfazer a fórmula de pressão de ruptura na temperatura de projeto. Para tês, a geometria do reforço do ramo afeta a classificação de pressão permitida. Nunca presuma que uma conexão classificada para o mesmo cronograma do tubo é automaticamente adequada – confirme com seu engenheiro de tubulação em sistemas de grande diâmetro ou alta pressão.
8. Requisitos de Tratamento Térmico
Os requisitos de tratamento térmico sob A234 variam de acordo com o tipo e espessura da parede:
| de Grau Exigido |
de Tratamento Térmico |
Condição |
| WPB |
Não obrigatório para t ≤ 19 mm |
Normalizado ou normalizado + temperado para paredes pesadas |
| WPC |
Não obrigatório para t ≤ 19 mm |
Normalizado ou normalizado + temperado para paredes pesadas |
| WP11 |
Obrigatório |
Recozido, normalizado+revenido ou temperado+revenido |
| WP22 |
Obrigatório |
Recozido ou normalizado + temperado |
| WP9 |
Obrigatório |
Recozido ou normalizado + temperado |
| WP91 |
Obrigatório – faixa específica |
Normalizar 1040–1080°C + temperar 730–800°C |
9. Marcação e rastreabilidade
Cada conexão A234 deve ser marcada com o seguinte de acordo com o padrão:
Marca do fabricante — Identifica o moinho ou fabricante
Classe de material — por exemplo, WPB ou SA-234 WPB para aplicações de código ASME
Programação ou espessura da parede — por exemplo, SCH 40 ou WT real em polegadas
Número de aquecimento — vincula a conexão ao seu MTR
Tamanho — designação NPS
Designação padrão ASTM — A234 ou SA-234
Informações de engenharia — Verificando a continuidade do MTR
Em tubulações com pressão crítica, o número de calor estampado ou pintado na conexão deve corresponder ao número de calor no MTR em seu pacote de documentos. Nas auditorias de projetos, as marcações térmicas ausentes ou ilegíveis nas conexões estão entre os NCRs mais comuns levantados por inspetores terceirizados. Especifique que as marcações térmicas devem ser legíveis no momento da entrega — e não apenas no momento da fabricação — e inspecione antes da instalação.
10. A234 WPB vs A105 - Solda de topo vs Forjado
Tanto o A234 WPB quanto o A105 são materiais de conexão em aço carbono, mas atendem a diferentes tipos de conexão:
| Parâmetro |
A234 WPB |
A105 |
| Método de fabricação |
Forjado (formado a partir de tubo/placa) |
Forjado em barra ou tarugo |
| Tipo de conexão |
Solda de topo |
Solda de soquete, roscada, flangeada |
| Faixa de tamanho |
NPS ½ e superior |
NPS ½ a NPS 4 (típico) |
| Resistência à tração (min) |
60.000psi |
70.000psi |
| Força de rendimento (min) |
35.000 psi |
36.000 psi |
| Aplicativos |
Tubulação principal, sistemas de grande diâmetro |
Conexões de ramificação de pequeno diâmetro, flanges |
| Equivalente ASME |
SA-234 WPB |
SA-105 |
| Produto ZC |
Cotovelos, Tees, Redutores → |
Flanges → |
11. Aplicações
Tubulação de processos petroquímicos e de refinaria
Cotovelos, tês e redutores A234 WPB são usados em todos os sistemas de tubulação de aço carbono de refinarias e plantas petroquímicas sob ASME B31.3 - desde a tubulação de alimentação de unidade bruta até os coletores de tanques de armazenamento. O material da conexão corresponde ao tubo ASTM A106 Grau B, garantindo um sistema de material homogêneo com características de soldagem consistentes e sem preocupações com expansão térmica diferencial.
Geração de energia
As conexões SA-234 WPB (a designação ASME) são usadas em tubulações de vapor e condensado sob ASME B31.1. Para serviço em alta temperatura no mesmo sistema, as conexões WP11 ou WP22 são especificadas onde o tubo A106 faz a transição para o tubo de liga A335 — uma configuração comum nos circuitos principais de vapor de usinas de energia.
Instalações de petróleo e gás
As conexões de solda de topo A234 WPB são especificadas para tubulações de instalações de processamento de petróleo e gás - separadores, estações de compressor e skids de medição - onde as temperaturas do processo são moderadas e o tubo de linha é de aço carbono ASTM A53 ou A106. O material da conexão combina com o tubo, permitindo um único procedimento de soldagem para toda a classe de tubulação.
Pipeline e Transmissão
Curvas de campo e conexões em T fabricadas em projetos de tubos de linha API 5L geralmente usam acessórios A234 WPB fabricados para corresponder à química e resistência do tubo API 5L. Para transmissão de gás de alta pressão onde a correspondência SMYS é crítica, certifique-se de que o limite de escoamento da conexão WPB seja compatível com o limite de escoamento do tipo do tubo em sua análise de tensão.
12. Perguntas frequentes
O que é ASTM A234 WPB?
ASTM A234 WPB é o tipo mais amplamente utilizado de conexão de tubo de aço carbono para soldagem de topo para tubulação de pressão de temperatura moderada. 'WP' significa Tubulação Forjada e 'B' designa o tipo de aço carbono. As conexões A234 WPB - cotovelos, tês, redutores, tampas - são feitas de material de base equivalente ao tubo ASTM A106 Grau B e são usadas em sistemas de tubulação ASME B31.1 e B31.3 em todas as indústrias de processo, energia e petróleo e gás.
Qual é a diferença entre ASTM A234 WPB e WPC?
WPB e WPC são classes de aço carbono sob A234, mas WPC tem maior resistência à tração mínima (70.000 psi vs 60.000 psi) e resistência ao escoamento (40.000 psi vs 35.000 psi). WPB cobre a grande maioria das aplicações de acessórios de aço carbono. O WPC é especificado quando é necessária maior resistência para manter a capacidade de pressão em uma parede mais fina – menos comum na prática.
Quais acessórios são cobertos pela ASTM A234?
ASTM A234 cobre acessórios de soldagem de topo de carbono forjado e liga de aço para tubulação de pressão, incluindo cotovelos (45° e 90°, raio longo e curto), tês iguais e redutores, redutores concêntricos e excêntricos, tampas e pontas de topo. Todas as conexões são dimensionadas de acordo com ASME B16.9 (padrão) ou B16.28 (raio curto).
Qual é a temperatura máxima para conexões A234 WPB?
As conexões ASTM A234 WPB são classificadas para serviço de até 800°F (427°C) de acordo com as tabelas de tensão admissível ASME B31.3. Acima desta temperatura, a fluência torna-se significativa e acessórios de liga de aço — como A234 WP11 (1¼Cr–½Mo) para até 1.100°F ou WP22 (2¼Cr–1Mo) para até 1.200°F — devem ser especificados.
As conexões ASTM A234 WPB são adequadas para serviços ácidos?
As conexões A234 WPB podem ser usadas em serviços ácidos (ambientes H₂S), desde que atendam aos requisitos de dureza NACE MR0175 / ISO 15156 (máximo HRC 22/237 HBW). O teste de dureza não é um requisito padrão sob A234, portanto, os compradores de serviços acidentais devem especificar o teste de dureza como um requisito suplementar no pedido de compra e confirmar a conformidade no MTR antes da instalação.
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