ASTM A694 F65 – Aço forjado de alto escoamento
Aço carbono forjado para flanges e conexões de dutos de alta pressão
Aço carbono (ou baixa liga) forjado especificado pela ASTM A694/A694M, grau F65, com escoamento mínimo de 450 MPa (65 ksi). É o material de flanges, conexões e peças forjadas que ligam tubos API 5L X65 em dutos de transmissão de óleo e gás de alta pressão, onde o A105 (escoamento de 250 MPa) não acompanha a resistência do tubo.
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| Comercial | A694 F65, F65 |
| Outras | Tubo correspondente: API 5L X65 (L450); flanges de duto MSS SP-44 F65; conexões MSS SP-75 WPHY 65 |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Forjado (flanges, conexões, válvulas e peças) | ASTM A694/A694M F65 |
| Requisitos comuns | ASTM A961/A961M; ASTM A788/A788M |
| Dimensional de flanges | MSS SP-44 / ASME B16.5 / ASME B16.47 |
| Conexões soldáveis | MSS SP-75 WPHY 65 |
| Tubo de linha correspondente | API 5L X65 (L450) |
Tolerâncias e NCM
- Barras forjadas (redondas e quadradas): sobremetal de 2 mm (Ø 6–16 mm) a 24 mm (Ø 400–500 mm) no diâmetro. Ex.: Ø 100–125 mm acabado: +7 mm, tolerância +6 / −0 (comprimento até 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremetal de 4 a 9 mm no diâmetro e de 3 a 11 mm na altura, tolerância só positiva.
- Corte e usinagem: serra fita −0 / +5 a +15 mm no comprimento; jato d’água +10 % da espessura no diâmetro (mín. 2 mm); usinados −0 / +2 a +5 mm no diâmetro. Ver tabelas completas (INF 002 e INF 003, iguais para todas as ligas).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EUA, 10 dígitos)* | CN (União Europeia, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7214.10.10 | 7214.10 | 7214.10.0000 | 7214 10 00 |
| Tubo sem costura | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.1030 | 7304 19 10 |
| Tubo com costura | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.1050 | 7306 19 00 |
| Flange e conexão | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5010 | 7307 91 00 |
Classe fiscal: aço carbono não ligado (pela composição química, conforme as Notas do Capítulo 72 e a Nota 5 da Seção XV). A norma A694 não exige elemento de liga acima dos limites da Nota 1 f) do Capítulo 72, então o F65 é classificado como aço não ligado. Se o certificado da corrida mostrar Ni ≥ 0,30 %, Mo ≥ 0,08 %, V ≥ 0,10 % ou Nb ≥ 0,06 %, passam a valer os códigos de aço ligado (7228, 7225).
Tubos: 7304.19 e 7306.19 são tubos de linha para oleodutos e gasodutos; tubo de caldeira, trocador ou processo vai em 7304.39/7304.59 (sem costura) e 7306.30/7306.50 (com costura).
*: códigos de EUA e UE de referência. NCM pela legislação vigente (Regras Gerais de Interpretação, Notas dos Capítulos 72, 74 e 75 e Nota 5 da Seção XV). Confirme a NCM final com seu despachante conforme a dimensão e o acabamento do item. HS = 6 primeiros dígitos da NCM.
Composição química (%)
ASTM A694/A694M (análise de corrida)
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,30* |
| Mn | ≤ 1,60* |
| P | ≤ 0,025 |
| S | ≤ 0,025 |
| Si | 0,15 – 0,35 |
| Cu, Ni, Cr, Mo, V, Nb, B | informar no certificado* |
| Fe | balanço |
Propriedades mecânicas
Tratado termicamente (normalizado, normalizado e revenido ou temperado e revenido), à temperatura ambiente – ASTM A694
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 450 MPa (65 ksi) |
| Resistência à tração | ≥ 530 MPa (77 ksi) |
| Alongamento (50 mm) | ≥ 20% |
| Charpy V | só quando especificado no pedido (requisito suplementar ou norma do cliente) |
| Dureza máx. para serviço com H2S | ≤ 22 HRC (NACE MR0175 / ISO 15156-2) |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 7,85 g/cm³ (típico) |
| Módulo de elasticidade | ≈ 205 GPa (típico) |
| Condutividade térmica (20 °C) | ≈ 45 W/m·K (típico)* |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 11,7 µm/m·K (típico)* |
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Projetado para dutos de transmissão em temperatura ambiente. A norma não exige impacto: para serviço em baixa temperatura, pedir Charpy na temperatura mínima de projeto ou usar um material de baixa temperatura (A350 LF2, A707*). |
| Tratamento térmico | Obrigatório: normalização, normalização e revenimento, ou têmpera e revenimento (revenido ≥ 540 °C*). Em seções grossas, a têmpera e revenido é o caminho para atingir 450 MPa com boa tenacidade. O tratamento térmico pós-soldagem deve ficar abaixo da temperatura de revenido. |
| Soldagem | Soldável com procedimento qualificado (API 1104 / ASME IX) e consumível de resistência igual ou maior que a do tubo X65. O carbono equivalente é mais alto que o do A105 e pede pré-aquecimento em espessuras grossas*. Pedir no contrato o limite de CE e de microligantes quando o forjado será soldado no tubo. |
| Usinagem | Boa, próxima à do A105 normalizado; no estado temperado e revenido a usinagem é mais lenta. |
Aplicações típicas
- Flanges de pescoço (WN) e cegos para dutos (MSS SP-44)
- Tês, reduções e conexões forjadas de dutos de alta pressão
- Corpos de válvulas de bloqueio de dutos
- Peças de transição entre tubo API 5L X65 e equipamentos
- Estações de compressão e de medição de gás
Alternativas: A105 quando o tubo é de grau baixo (B, X42) e a espessura do flange compensa a resistência menor; A350 LF2 para baixa temperatura (Charpy a −46 °C), com escoamento de 250 MPa; A694 F60 ou F70 para casar com tubos X60 ou X70.
ASTM A694 F65: guia completo
Por que existe o A694
Dutos de óleo e gás usam tubo API 5L de alto escoamento (X52 a X70). O flange e a conexão soldados nesse tubo precisam de resistência parecida, senão ficam mais grossos e pesados. A ASTM A694 cobre forjados de aço carbono e baixa liga para esse serviço, com nove graus de F42 a F70; o número é o escoamento mínimo em ksi. O F65 casa com o tubo X65 e é um dos graus mais pedidos em flanges MSS SP-44.
A694 F65, A105 e A350 LF2
O A105 é o flange padrão de tubulação industrial, com escoamento mínimo de 250 MPa. O A350 LF2 tem a mesma resistência, com Charpy obrigatório a −46 °C para baixa temperatura. O A694 F65 quase dobra o escoamento (450 MPa) e exige tratamento térmico, mas não pede impacto se o comprador não especificar. Para dimensões de flanges, veja as tabelas de flanges ASME B16.5.
As tabelas de composição publicadas variam conforme a edição: há fontes com C ≤ 0,26% e Mn ≤ 1,65% para o F65*. Confira a edição pedida no contrato.
Formas de fornecimento e serviços da Dustre
Flanges, anéis e blocos forjados em matriz aberta, com normalização ou têmpera e revenido em fornos próprios (tratamentos térmicos), usinagem e ensaios de tração, dureza e impacto. Todo o material é fornecido com certificado de inspeção 3.1 e rastreabilidade de corrida.
Perguntas frequentes
Qual a composição química do ASTM A694 F65?
Pela ASTM A694/A694M (análise de corrida): C ≤ 0,30*; Mn ≤ 1,60*; P ≤ 0,025; S ≤ 0,025; Si 0,15 – 0,35; Cu, Ni, Cr, Mo, V, Nb, B informar no certificado*.
Quais normas cobrem o ASTM A694 F65?
Forjado (flanges, conexões, válvulas e peças): ASTM A694/A694M F65. Requisitos comuns: ASTM A961/A961M; ASTM A788/A788M. Dimensional de flanges: MSS SP-44 / ASME B16.5 / ASME B16.47. Conexões soldáveis: MSS SP-75 WPHY 65. Tubo de linha correspondente: API 5L X65 (L450).
Até que temperatura o ASTM A694 F65 pode ser usado?
Projetado para dutos de transmissão em temperatura ambiente. A norma não exige impacto: para serviço em baixa temperatura, pedir Charpy na temperatura mínima de projeto ou usar um material de baixa temperatura (A350 LF2, A707*).
Quais materiais substituem o ASTM A694 F65?
A105 quando o tubo é de grau baixo (B, X42) e a espessura do flange compensa a resistência menor; A350 LF2 para baixa temperatura (Charpy a −46 °C), com escoamento de 250 MPa; A694 F60 ou F70 para casar com tubos X60 ou X70.
O A694 F65 é aço carbono?
Sim, em geral é um aço carbono-manganês, às vezes microligado com nióbio ou vanádio. A norma limita C, Mn, P, S e Si e pede que Cu, Ni, Cr, Mo, V, Nb e B sejam informados no certificado. O que define o grau é o escoamento mínimo: 65 ksi (450 MPa).
Posso trocar A694 F65 por A105?
Não diretamente. O A105 tem escoamento mínimo de 250 MPa, contra 450 MPa do F65. Em flanges de duto o projeto assume a resistência do material; trocar exige recalcular a espessura e aprovar com o projetista.
Quais são os graus da ASTM A694?
F42, F46, F48, F50, F52, F56, F60, F65 e F70. O número é o escoamento mínimo em ksi (F42 = 290 MPa; F70 = 485 MPa). O grau é escolhido para casar com o tubo API 5L do duto (X42 a X70).
