Quais são as classes do tubo OCTG?

OCTG – Oil Country Tubular Goods – cobre o revestimento, a tubulação e o tubo de perfuração que compõem cada poço de petróleo e gás. Cada metro dele é fabricado de acordo com um grau definido pela API 5CT, a especificação governamental do American Petroleum Institute. A classe determina o limite de escoamento, o tratamento térmico, os limites de dureza e, principalmente, se o tubo pode ser usado onde o sulfeto de hidrogênio (H₂S) está presente.

A ZC Steel Pipe fabrica e exporta tubos OCTG em toda a gama de graus API 5CT - H40 a Q125 - em formas sem costura e ERW para aplicações de revestimento e tubulação. Este guia é uma referência prática para engenheiros e gerentes de compras: o que cada classe oferece, onde é especificada e como escolher entre elas.

1. API 5CT: o padrão que rege as notas OCTG

A API 5CT organiza as classificações em quatro níveis de especificação de produto (PSL1 e PSL2), com o PSL2 adicionando requisitos mais rigorosos para composição química, consistência de propriedades mecânicas e EQM. A maioria das especificações de projetos para poços críticos — HPHT, serviço ácido, águas profundas — exige PSL2. Para a construção rotineira de poços, o PSL1 é padrão.

Cada designação de classe codifica o limite de escoamento mínimo da classe em milhares de psi. P110 significa rendimento mínimo de 110.000 psi (758 MPa); L80 significa rendimento mínimo de 80.000 psi (552 MPa). O prefixo da letra carrega um significado adicional – faixa de rendimento restrita, tipo de tratamento térmico ou categoria de resistência à corrosão – explicado na seção classe por classe abaixo.

2. Tabela completa de referência de notas

A tabela abaixo cobre todos os graus API 5CT padrão. Os valores de rendimento e tração estão em MPa (seguem equivalentes em psi). Os limites de dureza aplicam-se ao corpo do tubo. As classes marcadas com ✓ em 'Sour' são aprovadas para serviço H₂S de acordo com NACE MR0175/ISO 15156.

S = Sem costura; W = Soldado (ERW). Mínimos de rendimento/tração de acordo com a edição mais recente da API 5CT. Os limites de dureza são por corpo do tubo — os limites de dureza do acoplamento diferem. “Sem limite” para coluna ácida significa que o grau não é aprovado para ambientes de H₂S acima de 0,05 psia.

3. Divisão por série

H40 — Revestimento de superfície raso e de baixa pressão

H40 é a classe API 5CT de menor resistência, com rendimento mínimo de apenas 276 MPa (40.000 psi). Nenhum tratamento térmico específico é necessário. É usado principalmente para colunas de revestimento de superfície em poços terrestres rasos e de baixa pressão - tubos condutores em formações suaves, revestimento de superfície onde os requisitos regulamentares definem a profundidade em vez do projeto de pressão. O H40 raramente é visto nas especificações de aquisição para qualquer coisa além de cordas de superfície; sua vantagem de custo em relação ao J55 é marginal na maioria dos mercados.

J55 e K55 — Os burros de carga para poços rasos a médios

J55 e K55 compartilham a mesma resistência mínima ao escoamento (379 MPa/55.000 psi), mas diferem na resistência mínima à tração: J55 requer 517 MPa (75.000 psi) e K55 requer 655 MPa (95.000 psi). Nenhum deles requer tratamento térmico. J55 é o tipo mais utilizado globalmente para revestimento superficial e intermediário em poços terrestres em profundidade e pressão moderadas. K55 é especificado para acoplamentos e aplicações onde é necessária maior resistência à tração sem passar para N80. Nenhuma das notas é classificada como azeda.

N80 — Invólucro de Alto Volume e Profundidade Média

N80 é o grau API 5CT de alta resistência mais amplamente produzido, com rendimento mínimo de 552 MPa (80.000 psi). Ele vem em dois subtipos – N80 Tipo 1 (N80-1) e N80Q – que compartilham os mesmos requisitos de propriedades mecânicas, mas diferem no tratamento térmico:

• N80-1:  Normalizado ou acabado a quente. Não é necessário têmpera e temperamento. Mais econômico, amplamente disponível. Usado para a maioria dos revestimentos N80 em projetos de poços de rotina.

• N80Q:  Têmpera e revenido. Microestrutura mais consistente, melhor distribuição de tenacidade, controle de dureza mais rígido. Especificado onde a uniformidade é importante ou onde as condições ácidas intermediárias exigem dureza controlada.

N80 não é classificado como ácido. Sua ampla faixa de rendimento (552–758 MPa/80.000–110.000 psi) significa que a dureza não é controlada, o que o torna suscetível à fissuração por tensão por sulfeto em ambientes de H₂S. Guia completo de especificações do N80 →

L80 - O grau padrão de serviço azedo

L80 é o grau mais importante a ser compreendido na família OCTG. Possui o mesmo rendimento mínimo do N80 (552 MPa/80.000 psi), mas com rendimento máximo restrito (655 MPa/95.000 psi) e teto de dureza obrigatório de 23 HRC (241 HBW). A têmpera e o revenido são obrigatórios. Esses controles são o que qualificam o L80 para serviço ácido sob NACE MR0175/ISO 15156 — os limites restritos de resistência e dureza reduzem a suscetibilidade à trinca por tensão por sulfeto.

L80 vem em três variantes metalúrgicas:

• L80 Tipo 1:  Aço carbono-manganês. O tipo de tripa padrão para serviços ácidos para ambientes com H₂S doce a moderado. Sem costura e soldado.

• L80 9Cr:  aço cromo 9%. Melhor resistência à corrosão por CO₂ em relação ao Tipo 1. Somente sem costura. Usado em ambientes ricos em CO₂ onde o Tipo 1 sofreria corrosão excessiva, mas o 13Cr completo ainda não é necessário.

• L80 13Cr:  aço inoxidável com 13% de cromo. Excelente resistência ao CO₂ e ao H₂S moderado. Apenas sem costura. O tipo de tubulação padrão para muitos poços de petróleo produtores de CO₂. Mais caro e requer procedimento de soldagem específico para montagem da conexão. Guia de metalurgia L80-13Cr →

N80 vs L80 – comparação completa de notas →

C90 – Serviço Azedo Entre L80 e T95

C90 preenche a lacuna entre L80 e T95 com uma faixa de rendimento de 621–724 MPa (90.000–105.000 psi) e um limite de dureza de 25,4 HRC. É apenas perfeito, Q&T obrigatório e com classificação azeda. O C90 é menos comumente armazenado que o L80 e o T95 e tende a ser especificado para projetos de poços específicos onde o limite de escoamento do L80 é insuficiente, mas a resistência total do T95 não é necessária.

T95 — Serviço Azedo em Alta Resistência

T95 é o grau API 5CT com classificação de acidez de maior resistência (Q125 não tem classificação de acidez), com uma faixa de rendimento de 655–758 MPa (95.000–110.000 psi) e limite de dureza de 25,4 HRC. É apenas contínuo, Q&T obrigatório e o caminho de atualização padrão do L80 para poços onde H₂S está presente, mas a pressão do projeto excede o que o L80 pode suportar. O T95 tem um preço superior significativo em relação ao L80 e exige testes SSC e HIC para qualificação de serviço ácido. Matriz de decisão de serviço ácido L80 vs N80Q vs T95 →

P110 — Alta resistência para poços profundos

P110 é a classe padrão de alta resistência para poços profundos e de alta pressão com rendimento mínimo de 758 MPa (110.000 psi). É um Q&T obrigatório e está disponível em forma contínua e soldada. O P110 não é classificado como ácido – sua ampla faixa de dureza o torna suscetível a SSC em ambientes H₂S. É a classe preferida para revestimento intermediário e de produção em poços profundos onde os cálculos de colapso e ruptura sob N80/L80 não podem atender aos fatores de projeto, desde que a pressão parcial de H₂S permaneça abaixo de 0,05 psia.

Para uma revisão completa da economia e das restrições operacionais do P110: Tubo de revestimento API 5CT P110 - Especificações e guia de aplicação →

Q125 – HPHT, Força Máxima

Q125 é a classe padrão API 5CT de maior resistência com rendimento mínimo de 862 MPa (125.000 psi). É apenas perfeito, Q&T obrigatório e não classificado como azedo. O Q125 é especificado quase exclusivamente para poços ultraprofundos e de ultra-alta pressão (HPHT), onde o P110 não pode atender aos requisitos de projeto de colapso ou ruptura. Requer controles químicos mais rígidos do que outras classes, e a soldagem ou tratamento térmico de conexões Q125 requer procedimentos qualificados. Q125 não é uma mercadoria estocada – ele é produzido sob encomenda com prazos de entrega mais longos do que os tipos padrão.

4. Graus de serviço azedo e limites de H₂S

5. Guia de decisão de seleção de notas

Use esta estrutura de decisão para restringir o grau API 5CT correto para uma determinada coluna de revestimento ou tubulação. As quatro entradas principais são: pressão parcial de H₂S, profundidade/pressão do poço, temperatura e conteúdo de CO₂.

Para um fluxo de trabalho detalhado de seleção de notas com exemplos de projeto: Como escolher o material OCTG – Guia completo de seleção de notas →

6. Tipos de conexão por grau

O tipo de conexão faz parte da especificação OCTG e deve corresponder ao grau e à aplicação. A API 5CT define três tipos de conexão padrão para revestimento, além de uma categoria genérica para conexões premium.

As conexões premium fornecem vedação metal com metal que as roscas API não conseguem alcançar, o que é fundamental para aplicações estanques a gases e poços ácidos onde qualquer caminho de vazamento é inaceitável. ZC Steel Pipe detém patentes independentes em projetos de conexão premium para revestimentos e tubos OCTG.

Para orientação detalhada sobre conexão: Explicação do invólucro BTC →  |  Conexões Premium — Condições de uso e vantagens →  |  Guia de TCO de conexões OCTG →

7. Faixas de comprimento de revestimento e tubulação

API 5CT define três faixas de comprimento padrão para revestimento e tubulação. Estas são designações de faixa para o corpo do tubo – o comprimento da junta incluindo o acoplamento é um pouco maior. Sempre confirme qual faixa o seu projeto de poço exige antes de fazer o pedido.

R3 é a faixa preferida para poços offshore e profundos em terra porque juntas mais longas significam menos conexões para fazer, reduzindo o tempo de sondagem e o número de possíveis pontos de vazamento. R2 é mais comum em aplicações onshore. Especificações de comprimento do revestimento API 5CT — guia completo →

8. Perguntas frequentes