Seleção de graus para tubo sem costura de aço-liga: ASTM A335 P5-P91 (Cr-Mo) explicada

Atualizado em julho de 2026

O tubo sem costura de aço-liga é um tubo Cr-Mo fabricado conforme ASTM A335 (ASME SA335), perfurado a partir de um tarugo sólido, sem costura de solda, e projetado para manter sua resistência em temperaturas nas quais o tubo de aço-carbono comum começa a sofrer fluência. Disponível em 5 graus principais — P5, P9, P11, P22 e P91 — escolher o grau errado é mais do que um erro cosmético; isso altera a espessura de parede, o procedimento de soldagem e a vida útil esperada do tubo. Este guia apresenta a norma, a tabela de graus, quando a liga supera o carbono e o inoxidável, onde cada grau é usado e o único erro de seleção caro — especificar P91 acima do necessário — que não oferece benefício em alta temperatura, mas custa dinheiro e esforço de soldagem aos compradores.

O que é o tubo sem costura de aço-liga (Cr-Mo)?

O tubo sem costura de aço-liga é produzido a partir de um tarugo de aço sólido, perfurado e laminado para formar um tubo oco — processo que elimina a costura longitudinal de solda encontrada em tubos soldados; é justamente a ausência dessa costura que confere ao produto acabado uma pressão de trabalho admissível maior que a de um tubo soldado. O que o diferencia do tubo de aço-carbono comum são as quantidades adicionais de elementos como cromo e molibdênio no metal.

Esses elementos adicionais proporcionam resistência à corrosão e à oxidação em alta temperatura pelo cromo, além de melhor resistência à fluência e soldabilidade (a resistência do aço à deformação lenta sob tensão constante em altas temperaturas) pelo molibdênio. Cada tubo ASTM A335 de grau P e A213 de grau T contém esses elementos por esse motivo específico, com exemplos comuns como ASTM A335 P11, ASTM A335 P91 e ASTM A335 P12, todos seguindo o mesmo princípio químico básico, mas em diferentes níveis de liga.

Não é apenas uma distinção de fabricação: uma costura longitudinal em um tubo soldado tem propriedades metalúrgicas diferentes das do corpo principal do tubo e é onde tensões e defeitos tendem a se concentrar durante ciclos térmicos repetidos. Essa ausência de costura explica por que o tubo sem costura é normalmente escolhido para linha principal de vapor, coletor de superaquecedor e outros serviços nos quais uma falha não é apenas um transtorno de manutenção, mas potencialmente um incidente perigoso — para mais informações sobre como a liga se compara às famílias de tubos de carbono e inoxidável, consulte nossa linha completa de tubos de aço sem costura.

ASTM A335 / ASME SA335, a norma que rege este tubo (e seu equivalente tubular)

ASTM A335 tem exatamente o mesmo conteúdo técnico que ASME SA335 — é a especificação para tubos de aço-liga ferrítico sem costura para serviço em alta temperatura. Ela inclui graus de P1 a P92 e especifica a composição química, os requisitos de resistência à tração e ao escoamento e a tolerância dimensional que uma usina deve cumprir para marcar um tubo como conforme à ASTM A335.

Os compradores frequentemente confundem A335 com sua norma irmã, ASTM A213. A confusão é compreensível: ambas usam designações de grau paralelas (A335 P11 a A213 T11, A335 P2 a ASTM A213 T2, A335 P12 a T12, A335 P22 a T22, A335 P91 a T91, com ASTM A213 T1 na extremidade de baixa liga junto de P1), e a composição química é praticamente a mesma para cada par. O que as diferencia são a forma do produto e o uso: as normas A335 destinam-se a tubos, para transporte e tubulação estrutural, como linhas principais de vapor e coletores.

As normas A213 destinam-se a tubos, cujo tamanho é exigido para serviços de transferência de calor (caldeiras, superaquecedores e trocadores de calor). Mas especifique a norma errada no pedido de compra e a usina poderá enviar um produto quimicamente equivalente na categoria dimensional errada. Existe a norma ASTM A691, que abrange tubos de aço-liga soldados por fusão elétrica (EFW) para serviços de maior pressão e temperatura, em diâmetros maiores — informação útil quando o diâmetro da linha começa a ultrapassar a faixa econômica do tubo sem costura.

Uma armadilha ainda mais frequente: a lista de materiais do pedido de compra inclui “ASTM A519” (a especificação para tubos mecânicos sem costura de aço-carbono e aço-liga) junto aos itens A335 e A213. Como A519 abrange tubos estruturais e mecânicos, e não tubulação de pressão, compatibilizar a especificação correta com o uso pretendido é tão importante quanto compatibilizar o grau.

Qual é a diferença entre ASTM A335 e ASTM A213?

ASTM A335 (ASME SA335) abrange tubos de aço-liga ferrítico sem costura para serviço em alta temperatura — linhas principais de vapor, coletores e trechos de tubulação de processo. Já ASTM A213 (ASME SA213) abrange tubos ferríticos e austeníticos de aço-liga sem costura para caldeiras, superaquecedores e trocadores de calor. A composição química é idêntica entre as duas normas para um determinado grau: o tubo P11 e o tubo T11 são a mesma liga do ponto de vista metalúrgico.

O que muda é a especificação dimensional na qual cada forma de produto é fabricada; portanto, uma ficha técnica ou lista de materiais que mencione “P11” sem declarar explicitamente se é tubo ou tubulação é uma indicação incompleta.

Clientes internacionais consultam as normas EN 10216-2, DIN 17175 e JIS G3462 para verificar a equivalência desses materiais quando suas compras saem do sistema ASTM/ASME; além disso, graus de aço-liga mais novos e para temperaturas mais altas (P92, P93, P115, P128, P921) foram incorporados à norma ASME SA335/SA335M-24b, publicada em outubro de 2024, para atender à crescente demanda por aplicações em caldeiras com parâmetros operacionais mais elevados.

A matriz dupla de 9 graus para tubos e tubulações

Muitas páginas de fornecedores mostram a composição química do tubo de grau P em uma tabela e a composição do tubo de grau T em outra (ou nem mostram), obrigando o comprador a consultar dois documentos separados apenas para confirmar que o tubo e o tubo da montagem do coletor pertencem à mesma família de ligas. Todos os nove graus comuns e seus equivalentes tubulares diretos são apresentados abaixo, organizados por classe de liga, cromo, molibdênio e temperatura máxima útil de serviço.

Os graus de baixa liga ASTM A335 P1, P2 e P12 (com T2 e T12 como equivalentes tubulares) ficam abaixo dos cinco graus principais da tabela e hoje têm uso limitado fora de usinas antigas; a maioria das novas especificações para serviço em temperatura moderada agora adota diretamente P11, em vez da família mais antiga e de menor resistência P1/P2/P12. No outro extremo, T92 (o equivalente tubular do grau de tubo P91) estende a mesma família CSEF além de P91 para os projetos ultrassupercríticos avançados mais exigentes. Em todos os graus ASTM A335, as tolerâncias de espessura de parede e diâmetro externo estão definidas nas tabelas dimensionais ASME B36.10; portanto, confirme sempre as especificações do tubo na tabela de schedule para a dimensão exata, em vez de presumir um número redondo.

A espessura de parede, e não apenas a margem de temperatura, é o ganho prático do conjunto P91/T91. Como a microestrutura de P91, fortalecida por vanádio e nióbio, suporta mais carga por unidade de parede, um coletor que exige, por exemplo, uma parede de 25 mm em P22 a determinada pressão e temperatura de projeto muitas vezes pode ser construído com aproximadamente metade dessa espessura de parede usando P91, mantendo a mesma classificação de pressão — reduzindo o volume de solda, o peso próprio e a tensão térmica que um coletor de parede espessa sofre durante uma partida rápida. Passe as duas opções de espessura de parede pela nossa calculadora de peso de tubos sem costura para ver a diferença real de peso por metro para sua dimensão antes de escolher o grau. Essa economia é real, mas é exatamente o que torna P91 fácil de especificar acima do necessário, tema da próxima seção.

Tubo sem costura de aço-liga (Cr-Mo) vs. carbono vs. inoxidável: de qual você realmente precisa?

A escolha entre tubo sem costura de aço-carbono, aço-liga Cr-Mo e aço inoxidável depende do que realmente está falhando em serviço, e não da preferência por uma marca. O tubo de aço-carbono (A106/A53) é o mais barato, mas perde resistência acima de aproximadamente 400°C-450°C, quando a fluência se torna o fator limitante. O tubo de aço-liga Cr-Mo adiciona cromo e molibdênio para elevar esse limite de fluência — P22 até cerca de 565°C e P91 acima de 600°C — com um acréscimo moderado de custo em relação ao aço-carbono.

O aço inoxidável segue um caminho completamente diferente: graus austeníticos como 304/316 usam muito mais cromo (frequentemente 18%+) além de níquel para criar uma camada passiva de óxido que combate a corrosão, e não a fluência. Essa é a distinção que os clientes mais frequentemente deixam passar — o tubo de aço-liga Cr-Mo não contém níquel e resiste por meio da ação do cromo e do molibdênio sobre a oxidação e a fluência, e não por meio da camada passiva estabilizada por níquel que protege o aço inoxidável contra ataques químicos agressivos. Ligas extremas, como titânio, tubo de liga 20 ou tubo de superliga com alto teor de níquel, elevam ainda mais a resistência à corrosão, mas trazem um preço e um prazo de entrega premium raramente justificáveis, exceto em processos químicos altamente especializados. Em resumo: use Cr-Mo quando o problema for calor ou fluência, a um preço que você possa pagar; use aço inoxidável quando os produtos químicos atacarem o material em qualquer temperatura; use aço-carbono quando nada disso se aplicar e o custo for decisivo. Não use aço-liga quando o problema for corrosão, nem aço inoxidável quando o problema for apenas alta temperatura (esses são erros comuns e caros nos dois sentidos; consulte nossos guias de tubos sem costura de aço-carbono e tubos sem costura de aço inoxidável se ainda estiver comparando).

Onde o tubo sem costura de aço-liga Cr-Mo é realmente usado

O grau é selecionado muito mais pela temperatura de serviço pretendida e pelo ambiente de processo do que pelo rótulo da indústria. P11 e P22 são amplamente usados em linhas principais de vapor, coletores e tubulações de processo de temperatura média a alta em instalações de geração de energia e refinarias, abrangendo aplicações nas quais segurança e confiabilidade são inegociáveis. P91 e P92 atendem a serviços de vapor principal e coletores de caldeiras ultrassupercríticas e ultrassupercríticas avançadas (AUSC). P5 e P9 são mais comuns em serviços de hidrogênio e sulfetação no refino de petróleo.

Em projetos AUSC, pesquisas do U.S. Department of Energy e do Ohio Coal Development Office designaram aços-liga Cr-Mo de baixa liga e aços martensíticos com alto teor de cromo (9-12%) como a rota de materiais para parâmetros de caldeiras subcríticas, supercríticas e ultrassupercríticas. Em serviços de sulfetação P5/P9, o cromo adicional resiste à corrosão causada pelo ataque de enxofre na temperatura de processo; um hidrotratador que processe petróleo bruto ácido acima de 400°C é um exemplo clássico de aplicação de P9 que sofreria perdas significativas por sulfetação em poucos anos se fosse instalado tubo de aço-carbono.

O tubo sem costura de aço-liga é mantido em estoque em várias dimensões, de tubos de instrumentação de ½” NPS a coletores principais de vapor de 24” NPS, abrangendo os graus P5, P9, P11, P22 e P91. Um tubo P91 de 4 polegadas, por exemplo, tem as mesmas dimensões externas da dimensão P22 equivalente, mas precisa de uma espessura de parede mínima menor para manter a mesma classificação de pressão — a lógica de seleção do grau acima aplicada a uma dimensão real.

Qual grau de tubo de aço-liga é usado em caldeiras?

Tubulações de caldeiras e usinas geralmente usam P11 e P22 para linhas principais de vapor e coletores em temperaturas de projeto moderadas, e P91 (com P92 nos projetos ultrassupercríticos avançados mais exigentes) quando a temperatura e a pressão de projeto ultrapassam o limite prático de ~565°C do P22. Feixes de tubos de superaquecedores e reaquecedores usam a forma tubular de grau T correspondente — T11, T22 ou T91 — em vez de tubo, pois as normas dimensionais de tubos (ASTM A213) são desenvolvidas para feixes de transferência de calor, e não para trechos de transporte.

Compradores que adquirirem tubo para caldeira, e não tubulação, também devem consultar nossa linha de tubos de caldeira de carbono e liga e nossa página de tubos para trocadores de calor, pois uma lista de materiais que peça “P91” sem especificar se é tubo ou tubulação representa um pedido incompleto.

A armadilha de especificar P91 acima do necessário: por que mais alto nem sempre é melhor

“Os principais erros de soldagem que causam falhas em P91 começam com ausência de pré-aquecimento ou pré-aquecimento insuficiente; o hidrogênio fica retido, forma-se martensita dura demais e surgem trincas.”

Khalid Shaikh, profissional de engenharia de soldagem, em uma publicação no LinkedIn sobre modos de falha na soldagem de P91

A maior resistência à fluência do P91 é real, mas não é uma atualização gratuita em relação ao P22. Ambos os graus exigem tratamentos térmicos pós-soldagem (PWHT) significativamente diferentes.

Engenheiros que discutem juntas soldadas reais de P91 com P11 no fórum eng-tips citam temperaturas de patamar de PWHT da ASME B31.1 de aproximadamente 650°C-705°C para P11, contra 735°C-775°C para P91 — um salto de 85°C-125°C que não é uma diferença de arredondamento em um forno ou em uma instalação de PWHT com aquecimento por resistência local. O P91 também tem uma janela aceitável de PWHT mais estreita: ultrapasse-a e o aço sofrerá revenimento excessivo e amolecerá; fique abaixo dela e a martensita permanecerá dura demais e propensa a trincas. Um Code Case da ASME de 2026 define especificamente um limite superior de temperatura de PWHT para o Grau 91, para evitar exatamente esse modo de falha por revenimento excessivo — uma restrição que o P22 não possui.

A trinca retardada por hidrogênio é a forma mais grave desse risco: soldadores no fórum técnico da American Welding Society observam que trincas em soldas Cr-Mo podem aparecer até 72 horas depois da conclusão do PWHT; portanto, uma solda que passe imediatamente após o PWHT não prova que esteja íntegra.

Copiar P91 para uma especificação por hábito — porque é o nome do grau “moderno” — sem verificar se a temperatura de projeto realmente exige isso: esse é o erro recorrente. Em um projeto no qual P22 atenderia a todos os requisitos de tensão e temperatura, esse hábito acrescenta custo real de soldagem e risco ao cronograma sem nenhum ganho de desempenho.

A trilha documental do número da corrida: verificando o que você realmente comprou

Os certificados de ensaio da usina (MTCs) EN 10204 3.1 só indicam o que saiu da usina se o tubo em suas mãos for o tubo descrito no documento. Cada corrida (fundição) de aço-liga recebe um número de corrida exclusivo após a análise de sua composição química, e esse número deve ser estampado ou marcado no próprio tubo e também impresso no MTC. Uma etapa de verificação que detectará problemas: leia o número da corrida na marcação do tubo. Localize esse número no MTC e compare a análise química (Cr%, Mo% e, para P91, os níveis de V e Nb) com a faixa de especificação aplicável ao grau — não apenas com o nome do grau no cabeçalho.

Isso não é uma possibilidade apenas teórica. Reportagens da POWER Magazine sobre componentes P91 anômalos descobriram que materiais e soldas fora do padrão eram frequentemente rastreados até tratamentos térmicos que não haviam sido executados conforme os parâmetros críticos específicos exigidos pelo grau. A verificação do número da corrida é precisamente a checagem que pode interromper isso antes que se torne uma investigação de incidente: um inspetor de caldeira descobre que o número da corrida em uma peça suspeita do coletor P91 não corresponde a nenhuma corrida listada no lote do MTC do tubo e, em vez de descartar o caso como erro de digitação, retém o coletor para novos ensaios. Para P91 em particular, solicite especificamente cópias dos resultados da análise química e dos ensaios de dureza, além do MTC; conhecer apenas a composição não garante que o material tenha recebido tratamento térmico dentro da estreita janela de PWHT desse grau descrita acima.

Suprimentos, preços, MOQ e escolha de um fornecedor de tubos

Uma lista de preços de tubos sem costura de aço-liga encontrada on-line é quase inútil quando você a lê — o preço do tubo de liga por kg não é estático; ele oscila conforme alguns fatores identificáveis, o que oferece ao comprador mais utilidade do que uma tarifa fixa. O grau e o teor de liga formam a base do preço: o molibdênio, o vanádio e o nióbio adicionais em P91 e P92 têm um custo realmente superior ao dos graus P11/P22, além de exigirem um ciclo adicional de tratamento térmico. O método de fabricação também acrescenta custos, pois os tubos sem costura têm preço superior ao dos tubos do mesmo grau produzidos por soldagem (ERW/EFW/SAW). A espessura de parede, o diâmetro externo, o comprimento, o fato de o material ser expedido normalizado e revenido e o nível de ensaios e certificação solicitado (norma EN 10204 3.1 versus inspeção adicional por terceiros) também alteram o valor final, além das oscilações semanais nos custos de matéria-prima e frete.

Qualquer preço excepcionalmente baixo diante dos fatores de custo listados acima deve ser um sinal de alerta para solicitar mais informações, e não menos, concentrando-se em verificar se os processos de tratamento térmico e ensaio, juntamente com os MTCs, estão de acordo com as especificações do grau ou se foram abreviados nas etapas de PWHT e ensaio discutidas anteriormente.

A Synbase Steel, fabricante aprovado de tubos de aço P5-P91 e fornecedor de tubos de aço-liga, com certificados de ensaio da usina EN 10204 3.1 e rastreabilidade completa do número da corrida, pode atender a todos os seus requisitos de tubos P5-P91. Consulte nossa página de produtos de tubos sem costura de aço-liga para obter a lista completa de graus e dimensões, uma ficha técnica de graus Cr-Mo ou uma cotação conforme a especificação.

Perspectivas do setor, impulso ultrassupercrítico e risco de especificação excessiva

O que realmente impulsiona a seleção de P5-P91 atualmente é a mudança no projeto de usinas de energia para condições de vapor supercríticas e ultrassupercríticas (USC), nas quais a pesquisa de sistemas de materiais financiada pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos se concentrou especificamente em aços Cr-Mo de baixa liga e aços martensíticos com 9-12% de cromo como materiais candidatos em potencial. Essa mudança explica o uso crescente de P91, inclusive em projetos ou seções que permanecerão dentro do escopo de P22, um risco de especificação excessiva identificado ao longo deste guia.

No âmbito das normas, a atualização A335/A335M-24b de outubro de 2024 inclui vários graus para parâmetros mais elevados (P92, P93, P115, P128, P921), uma indicação clara de que usinas e comitês de normas continuam expandindo acima de P91 na família de aços-liga de alta resistência Cr-Mo / CSEF, em vez de considerar P91 um limite. Como comprador, certifique-se de que a temperatura e a pressão de projeto pretendidas estejam alinhadas aos valores mais recentes de tensão admissível antes de adotar automaticamente o grau mais alto com a designação de grau adotada mais recentemente; (por exemplo, o tamanho global do mercado de tubos de aço sem costura de aço-liga está projetado em $6,2 bilhões em 2024, com crescimento constante até 2030, segundo várias análises de mercado) os dados de tamanho de mercado, embora informativos, não representam uma especificação definitiva para nenhuma aplicação específica.

Perguntas frequentes

Revisado pela equipe técnica da Synbase Steel.