MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO, INDÚSTRIA E COMÉRCIO EXTERIOR - MDIC INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL-INMETRO Portaria n.º 33,de 22 de janeiro de 2004. O PRESIDENTE DO INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL INMETRO, no uso de suas atribuições, conferidas pela Lei nº 5.966, de 11 de dezembro de 1973, resolve: Considerando a necessidade de estabelecer requisitos mínimos de segurança para os tubos de aço-carbono ou microligados, com ou sem costura, utilizados na montagem de torres de transmissão de energia elétrica; Considerando a necessidade de regulamentar os segmentos de fabricação e importação dos tubos de aço-carbono ou microligados, com ou sem costura, utilizados na montagem de torres de transmissão de energia elétrica, de modo a estabelecer regras equânimes e de conhecimento público; Considerando que é dever do Estado prover concorrência justa no país, resolve baixar as seguintes disposições: Art. 1º - Aprovar o Regulamento Técnico da Qualidade, disponibilizado no site www.inmetro.gov.br, de tubos de aço-carbono ou microligados, com ou sem costura, utilizados na montagem de torres de transmissão de energia elétrica. Art. 2º - Este Regulamento Técnico da Qualidade estabelece os requisitos mínimos de segurança para a produção dos tubos de aço-carbono ou microligados, com ou sem costura, utilizados na montagem de torres de transmissão de energia elétrica. Art. 3º -Esta Portaria entrará em vigor na data de sua publicação no Diário Oficial da União. ALFREDO CARLOS ORPHÃO LOBO Presidente do Inmetro em Exercício
Regulamento Técnico da Qualidade para Tubos de Aço-Carbono ou Microligados, com ou sem costura, utilizados na montagem de torres de transmissão de energia elétrica 1 Objetivo 2 Normas referenciadas 3 Definições 4 Requisitos gerais 5 Ensaios 6 Aspecto superficial Anexo A Cálculo da Massa Teórica 1. OBJETIVO Este regulamento técnico estabelece requisitos de conformidade para tubos em aço - carbono ou microligados, para uso na constração de estruturas de torres de transmissão de energia. Tais requisitos aplicam-se a tubos produzidos por processo com ou sem costura, conformados a quente e/ou a frio em seções circular, quadrada ou retangular. 2. NORMAS REFERENCIADAS NBR 7433:1982 - Produtos tubulares de aço - Determinação das propriedades mecânicas à tração NBR 6641:1984 Coleta de amostras para análise química de aços destinados à laminação e de produtos laminados NBR 6642:1984 Preparação de amostras para análise química de aços destinados à laminação e de produtos laminados NBR 6154:1985 Tubos de aço de seção circular Ensaio de achatamento Método de ensaio 3. DEFINIÇÕES Tubo: Produto longo oco, com as extremidades abertas, de seção transversal circular ou outra. Tubo sem costura: É um tubo sem solda, fabricado a partir de um lingote, palanquilha ou barra ou por fundição. Tubo com costura: Tubo obtido a partir de uma tira laminada a quente ou a frio soldado ao longo das bordas em contato. A solda pode ser longitudinal ou em espiral. Análise de composição química: Tem o objetivo de determinar se a composição química se encontra dentro dos limites estabelecidos neste Regulamento Técnico. Análise química de panela: Analise procedida em amostras extraídas da panela durante o lingotamento. Análise química do produto: Analise química feita no corpo de prova retirado do tubo acabado ou semi acabado. Análise dimensional: Tem o objetivo de determinar se as tolerâncias dimensionais se encontram dentro dos limites estabelecidos neste Regulamento Técnico.
Análise de propriedades mecânicas: Tem o objetivo de determinar se as propriedades mecânicas se encontram dentro dos limites estabelecidos neste Regulamento Técnico. Análise da Qualidade Superficial: Tem o objetivo de determinar se as condições de superfície se encontram dentro do estabelecido neste Regulamento Técnico. Dobra de Laminação: caracteriza-se pela sobreposição de parte do material sobre sua própria superfície. Geralmente ocorre ao longo do comprimento do produto na direção da laminação. Trinca Superficial: caracteriza-se por ser uma pequena abertura (fenda) na superfície do produto. Geralmente tem comprimento pequeno podendo ocorrer ao longo do comprimento do tubo. Escamas ou Esfoliações: caracteriza-se por pequenos arrancamentos ou danos na superfície do material. Corrida: É o lote de aço que se obtém em cada operação de vazamento de um forno de elaboração de aço. Se designa também com este mesmo nome a quantidade de aço que provem de cada uma das panelas em que se recebe o aço do forno, quando este é vazado em duas ou mais panelas. A corrida caracteriza o início do processo de rastreabilidade do aço. Grau do Aço : Os aços considerados neste regulamento técnico se classificam segundo suas propriedades mecânicas em: A, B, C, D, MR 250Cor, MR 300Cor e AR 350Cor, onde MR significa média resistência, AR significa alta resistência e Cor significa maior resistência a corrosão atmosférica. 4. REQUISITOS GERAIS 4.1 Materiais e Fabricação 4.1.1 O lingotamento do aço líquido pode ser feito via processo contínuo ou convencional. Quando aços de diferentes graus são lingotados seqüencialmente, o material de transição deve ser identificado de modo a garantir a separação entre os diferentes graus de aço e as respectivas corridas. 4.1.2 Os tubos com costura devem ser fabricados por processo de soldagem automática sem adição de metal. 4.2 Composição química do aço O aço deve atender os requisitos de composição química especificados na tabela 1 para análise de panela, e tabela 2 para variação admissível na análise do produto. A coleta e a preparação das amostras para análise devem atender aos requisitos da NBR 6641 e NBR 6642 respectivamente. Para verificação desta composição podem ser utilizados os métodos de via úmida, analise instrumental ou espectrometria (plasma, ótica ou absorção atômica). TABELA 1 Composição química análise de panela (% em peso) Graus dos aços Elementos A B C D MR250Cor MR300Cor AR350Cor Carbono máx. 0,26 0,26 0,23 0,26 0,20 0,20 0,20
Fósforo máx. 0,035 0,035 0,035 0,035 0,04 0,04 0,04 Enxofre máx. 0,035 0,035 0,035 0,035 0,04 0,04 0,04 Manganês máx. - - 1,35-1,20 1,20 1,20 Cobre - - - - 0,20-0,50 0,20-0,50 0,20-0,50 Cromo - - - - 0,40-0,70 0,40-0,80 0,40-0,80 Nióbio máx. - - - - 0,05 0,05 0,05 Vanádio máx. - - - - 0,15 0,15 0,15 Molibdênio máx. - - - - 0,35 0,35 0,35 Níquel máx. - - - - 0,35 0,35 0,35 (-) Não especificado TABELA 2 - Variação admissível na análise de produto Elementos Tolerância abaixo do limite mínimo especificado % Tolerância acima do limite máximo especificado % Carbono - 0,03 Fósforo - 0,10 Enxofre - 0,10 Manganês - 0,10 Cobre 0,03 0,03 Cromo 0,04 0,04 Nióbio - 0,10 Vanádio - 0,10 Molibdênio - 0,01 Níquel - 0,03 (-) Não especificado 4.3 Propriedades de tração do tubo Os requisitos mínimos de propriedades de tração são dados na Tabela 3. Propriedade TABELA 3 Propriedades de tração (valores mínimos) Graus dos aços A B C D MR250Cor MR300Cor AR350Cor Limite de resistência (MPa) 310 400 427 400 400 415 485 Limite de escoamento (MPa) 228 290 317 250 250 300 350 Alongamento % (Lo = 50 mm) 25 23 21 23 20 18 15 4.4 Dimensões nominais As dimensões nominais dos tubos correspondem ao diâmetro externo e espessura de parede para seções circulares e dimensões externas dos lados e espessura de parede para seções retangulares e quadradas. As dimensões externas constam das tabelas 6, 7 e 8. 4.5 Tolerâncias para as dimensões externas As tolerâncias para o diâmetro e dimensões externas são dadas na Tabela 4.
TABELA 4 Tolerância nas dimensões externas nominais Dimensão nominal (mm) D 48,3 D > 48,3 Variação permitida ± 0,4 mm ± 1% (dimensão maior) Notas: a) D é o diâmetro externo no caso de tubos de seções circulares e as dimensões externas para o caso de tubos de seção quadrada ou retangular. b)as medições devem ser feitas em seções distantes pelo menos 100 mm das extremidades; c) As variações permitidas especificadas já incluem tolerância para a presença de convexidade ou concavidade nas faces planas dos tubos de seção retangular ou quadrada; d) Para tubos de seção retangular nos quais a relação entre a dimensão nominal do lado maior e o menor é menor ou igual a 3, a variação permitida é a da tabela 4.. Quando tal relação é maior que 3 a variação permitida na dimensão menor é o dobro da variação permitida, na tabela 4, para dimensão maior. As tolerâncias indicadas neste item não incluem o excesso dimensional no diâmetro e na parede gerados pelo reforço da solda dos tubos com costura. 4.6 Tolerâncias para a espessura de parede A espessura da parede em qualquer ponto do tubo não deve ser menor que 87,5 % da espessura nominal. 4.7 Tolerância de massa A tolerância da massa calculada conforme anexo A é de ± 10%. 4.8 Desvios de forma Para tubos de seção quadrada ou retangular aplicam-se os seguintes requisitos: a variação máxima permitida para os ângulos entre as faces é de ± 2º do ângulo reto (90º); o raio de curvatura externo de qualquer um dos cantos não deve exceder a 3 (três) vezes a espessura nominal de parede; a torção máxima permitida é dada na Tabela 5. Entende-se por torção o valor do deslocamento da aresta longitudinal do perfil do tubo em relação ao plano horizontal medido a 1000 mm de distância de sua extremidade fixa conforme indicado na Figura 1. Esse valor mede o alinhamento axial da seção do tubo. TABELA 5 - Torção máxima permitida para perfis de seção quadrada ou retangular Dimensão maior (mm) D 38,0 1,4 38,0 < D 63,5 1,7 63,5 < D 101,6 2,1 101,6 < D 152,4 2,4 152,4 < D 203,2 2,8 D > 203,2 3,1 Torção máxima V (mm/m)
Figura 1 4.9 Retilineidade O desvio máximo da retilineidade deve ser de 2,5 mm por metro de comprimento do tubo. 5. ENSAIOS 5.1. Tração O ensaio de tração para avaliação das propriedades especificadas deve ser realizado conforme NBR 7433 e deve atender os valores da tabela 3. Os corpos-de-prova para o ensaio devem ser longitudinais ao eixo do tubo e, para tubos de seção não circular, extraídos no centro de uma das faces planas do produto. 5.2 Achatamento O ensaio de achatamento é aplicado aos tubos de seção circular, de acordo com a norma NBR 6154. 5.2.1 Ensaio de achatamento para tubos com costura 5.2.1.1 O ensaio de achatamento deve ser realizado em um segmento de tubo, não menor que 100 mm de comprimento, que deve ser achatado a frio em uma prensa com placas paralelas, com a solda localizada a 90º em relação à linha de aplicação da força, em três etapas conforme especificado nos itens 5.2.1.2, 5.2.1.3 e 5.2.1.4 e deve atender as exigências do item 5.2.1.5. 5.2.1.2 Na primeira etapa, que é um teste de ductilidade da solda e do aço, o corpo-de-prova é achatado até que as placas da prensa fiquem a uma distância de 2/3 do diâmetro externo do tubo. 5.2.1.3 Na segunda etapa, que é um teste de ductilidade exclusivo da solda, o ensaio é prolongado até que as placas da prensa estejam a uma distância equivalente à metade do diâmetro externo do tubo, porém não menor que 5 vezes a espessura da parede. 5.2.1.4 Na terceira etapa, que é um teste de sanidade interna do material, o ensaio é prolongado até que o corpo-de-prova se rompa ou até que suas paredes internas se toquem. 5.2.1.5 Os tubos soldados ensaiados conforme 5.2.1, não devem apresentar:
a) na primeira etapa, nem fissuras e nem rachaduras tanto na solda como na superfície interna ou externa do tubo; b) na segunda etapa, nem fissuras e nem rachaduras na superfície interna nem externa do tubo, exceto quando os tubos possuem uma relação D/e (diâmetro externo/espessura de parede respectivamente) menor que 10. c) na terceira etapa, nem esfoliações nem evidencias de dobras de laminação nem falta de homogeneidade do material e nem falta de fusão na solda. 5.2.2 Ensaio de achatamento para tubos sem costura 5.2.2.1 O ensaio de achatamento deve ser realizado em um segmento de tubo não menor que 63 mm de comprimento, sendo achatado a frio entre duas placas paralelas em duas etapas: 5.2.2.2 Na primeira etapa, que é um teste de ductilidade, nenhuma trinca ou fissura na superfície interna ou externa deve ocorrer enquanto a distância entre as placas for menor que o valor H calculado pela seguinte equação: H = onde: ( 1 + e) t ( e + t / D) H distância entre placas, em milímetros; e deformação por unidade de comprimento (constante para cada grau de aço, 0,09 para grau A; 0,07 para graus B, D e MR250Cor e 0,06 para grau C, MR300Cor e AR350Cor); t D espessura nominal do tubo, em milímetros; diâmetro externo do tubo, em milímetros. 5.2.2.3 Na segunda etapa, o achatamento deve continuar até que se toquem as duas paredes do tubo. Evidências de dobras de laminação ou falta de homogeneidade do material revelados durante todo achatamento são motivos para rejeição. 6. ASPECTO SUPERFICIAL 6.1 Os tubos devem estar livres de defeitos superficiais que afetem sua utilização e devem ter um aspecto de acordo com o processo de fabricação. 6.2 As imperfeições superficiais, tais como marcas de manuseio e marcas dos rolos, não são consideradas defeitos. 6.3 As imperfeições superficiais que reduzam a espessura nominal em mais de 12,5 % são consideradas como defeito.
ANEXO A Cálculo da massa teórica As equações de cálculo das massas teóricas estão indicadas a seguir (em dimensões nominais) variando os valores reais em função de: a) seção circular: tolerância no diâmetro externo e espessura de parede; b) seções quadrada e retangular: tolerância nas medidas entre faces, espessura de parede e medidas do raio dos cantos. Seção circular e D P (kg/m) = 0,0246615 x e (D - e) Seção quadrada R e L P (kg/m) = 0,00785 x e [4L - 8R + (2R - e)] Seção retangular (A B) R A e B P (kg/m) = 0,00785 x e [2 (B + A) - 8R + (2R - e)] NOTA - 1) Medidas em milímetros. 2) = 3,1416
TABELA 6 Tubos de Seções Circulares Dimensões Padrões Diâmetro Externo (mm) 33,4 42,2 48,3 60,3 73,0 76,1 88,9 101,6 114,3 141,3 168,3 219,1 273,0 323,8 355,6 406,4 457,2 508,0 558,8 609,6 660,4 711,2 762,0 812,8 863,6 914,4 965,0 1016 1067 1118 Notas: a) As espessuras de parede devem ser objeto de acordo entre produtor e comprador. b) Dimensões diferentes podem ser fornecidas mediante consulta. TABELA 7 Tubos de Seções Quadradas Dimensões Padrões Dimensão Externa (mm) 15,9 19,0 20,0 21,0 22,0 25,0 25,4 30,0 31,8 35,0 38,0 40,0 41,3 50,0 60,0 63,5 70,0 75,0 80,0 85,0 100 110 115 120 125 130 140 150 160 180 200 225 245 265 290 Notas: a) As espessuras de parede devem ser objeto de acordo entre produtor e comprador. b) Dimensões diferentes podem ser fornecidas mediante consulta. TABELA 8 Tubos de Seções Retangulares Dimensões Padrões Dimensão Externa (mm) 30 x 20 32 x 19 35 x 15 35 x 20 35 x 25 40 x 15 40 x 20 40 x 30 50 x 20 50 x 25 50 x 30 50 x 40 60 x 35 60 x 40 70 x 25 70 x 30 70 x 50 80 x 40 80 x 50 80 x 60 85 x 40 85 x 60 90 x 30 90 x 50 100 x 40 100x50 100x 60 100x75 100x80 110x 30 110x60 110x85 115x75 120x40 120 x 50 120x60 120 x75 120x80 120 x 100 130x 60 130x85 130x110 140x50 140x60 140x75 140x80 140x100 140 x 150 x 150 x 120 85 110 150 x 160 x 160 x 160 x 160 x 180 x 180 x 200 x 160 x 60 180 x 100 130 80 100 120 140 120 140 100 200 x 200 x 225 x 225 x 225 x 245 x 245 x 160 245 x 265 x 265 x 120 160 110 140 180 120 200 140 265 x 290 x 290 x 290 x 310 x 310 x 330 x 330 x 310 x 265 225 160 200 245 180 225 200 245 Notas: a) As espessuras de parede devem ser objeto de acordo entre produtor e comprador. b) Dimensões diferentes podem ser fornecidas mediante consulta. 180 360 x 225