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Normas·11 min de leitura·

BS 7668: Aço Estrutural Soldável em Seções Vazadas Laminadas a Quente — Grau WR 355

Resposta Rápida

Quick Answer

BS 7668:1994 especifica o Grau WR 355, o único grau da norma, um aço resistente ao intemperismo soldável para seções vazadas estruturais laminadas a quente. WR 355 utiliza adição de liga cobre-cromo-níquel para formar uma pátina estável e aderente que retarda significativamente a corrosão atmosférica adicional, eliminando a necessidade de revestimentos protetores em muitas aplicações expostas. O limite de escoamento é 355 MPa mínimo para t ≤ 16 mm.

BS 7668:1994 é a norma BSI para aço estrutural soldável em forma de seções vazadas laminadas a quente com resistência aprimorada à corrosão atmosférica; comumente conhecido como aço resistente ao intemperismo. A norma especifica um único grau, WR 355, que corresponde a uma classe de limite de escoamento de 355 MPa com uma química definida de adições de cobre, cromo e níquel que promovem a formação de uma pátina densa, aderente e autosseletante na superfície exposta.

BS 7668 é o equivalente de seção vazada de EN 10025-5 (que cobre produtos planos e compridos em aço resistente ao intemperismo). Referencia EN 10210-1 para as condições gerais de entrega de seções vazadas laminadas a quente. A norma é mantida por BSI e permanece como referência para arquitetos e engenheiros estruturais do Reino Unido, que especificam tubos e seções de aço resistente ao intemperismo expostos.


Escopo e Aplicabilidade

BS 7668 aplica-se a:

  • Seções vazadas estruturais laminadas a quente: circular (CHS), retangular (RHS) e quadrada (SHS)
  • Apenas Grau WR 355
  • Seções destinadas ao uso em ambientes expostos onde a pátina possa se formar e estabilizar sem imersão regular ou sepultamento

A norma não se aplica a:

  • Seções vazadas conformadas a frio (nenhum equivalente de aço resistente ao intemperismo em normas BS/EN para conformação a frio).
  • Seções vazadas usadas sob terra, permanentemente submersas ou em ambientes fechados não aerados (pátina não pode se formar; nenhum benefício anticorrosão).
  • Produtos planos em aço resistente ao intemperismo (cobertos por EN 10025-5, graus S235W, S355W, S355WP, S355WD).

Cobertura de Graus

BS 7668 define um único grau:

Designação de GrauTipoClasse de Limite de EscoamentoResistência à Corrosão
WR 355Seção vazada estrutural resistente ao intemperismo355 MPaResistência Aprimorada à Corrosão Atmosférica (EACR)

O prefixo "WR" indica Weathering Resistant (resistência ao intemperismo). "355" é o limite de escoamento nominal em MPa para t ≤ 16 mm, consistente com S355 no sistema EN 10025.


Requisitos de Composição Química

Limites de análise em forno para Grau WR 355 conforme BS 7668:1994. Todos os valores em % em peso máximo, salvo indicado um intervalo.

ElementoLimiteNotas
Carbono (C)0,16 máxControla soldabilidade; C baixo suporta conformidade CEV
Manganês (Mn)0,50–1,50Contribuição de resistência e tenacidade
Silício (Si)0,10–0,50Desoxidação; auxilia aderência da pátina
Fósforo (P)0,040 máxElemento promotor de pátina em níveis baixos; limitado para evitar fragilidade
Enxofre (S)0,040 máxControlado para tenacidade e soldabilidade
Cobre (Cu)0,25–0,55Elemento primário de resistência ao intemperismo: retardo eletroquímico da dissolução de ferro
Cromo (Cr)0,40–0,80Promove camada interna aderente da pátina
Níquel (Ni)0,12–0,65Refina estrutura da pátina, melhora tenacidade em baixa temperatura
Molibdênio (Mo)0,15 máxOpcional; melhora estabilidade da pátina em ambientes industriais
Vanádio (V)0,10 máxMicroligação opcional para resistência
Alumínio (Al)0,015 mínRefino de grão

Equivalente de Carbono (CEV):

CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 ≤ 0,47 (t ≤ 16 mm)

O limite CEV garante soldabilidade sem pré-aquecimento para a maioria dos tamanhos de seção e espessuras práticos.


Propriedades Mecânicas

Propriedades são especificadas por espessura nominal de parede; seções vazadas laminadas a quente conforme BS 7668 devem atender aos seguintes valores mínimos:

Propriedadet ≤ 16 mm16 < t ≤ 40 mm40 < t ≤ 65 mm
ReH: limite de escoamento mín (MPa)355345335
Rm: resistência à tração (MPa)470–630470–630470–630
A: alongamento mín % (L₀ = 5,65√S₀)222120
Energia absorvida Charpy (−20 °C, longitudinal)27 J mín (média 3 corpos de prova)27 J27 J

Subgrau de teste Charpy: WR 355 especifica temperatura de teste de −20 °C, equivalente ao subgrau J2 na terminologia EN 10025. O teste é realizado conforme EN ISO 148-1 em corpo de prova longitudinal. Mínimo de corpo de prova individual é 70% do valor médio.


Requisitos de Teste de Impacto

Teste de impacto Charpy com entalhe V é obrigatório para todo material WR 355:

Parâmetro de TesteRequisito
Temperatura de Teste−20 °C
Energia Absorvida Média Mínima27 J (3 corpos de prova)
Energia Mínima de Corpo de Prova Individual19 J (≥ 70% da média mínima)
Norma de TesteEN ISO 148-1
Orientação do Corpo de ProvaLongitudinal

Requisito de impacto é fixo em −20 °C para todas as espessuras; não há opção de subgrau JR (temperatura ambiente) dentro de BS 7668.


Testes Adicionais

Os seguintes testes complementares podem ser invocados pela referência de ordem de compra à norma EN aplicável:

TesteNormaAplicação
Exame UltrassônicoEN 10160Nós estruturais críticos, seções de parede grossa
Tolerâncias Dimensionais e de SeçãoEN 10210-2Inspeção de Recebimento
Qualidade Z (através da espessura)EN 10164Conexões Soldadas em Direção Z
Intemperismo Acelerado (teste de pátina)ASTM G101 ou equivalenteVerificação do Índice de Resistência à Corrosão para Ambientes Desafiadores

Resistência à Corrosão e Formação de Pátina

O mecanismo de proteção contra corrosão de WR 355 difere fundamentalmente dos aços revestidos:

Processo de formação de pátina: Na exposição inicial, WR 355 enferruja do mesmo modo que aço carbono. Durante 3–5 anos de exposição cíclica úmida-seca, adições de cobre, cromo e níquel promovem a formação de camada interna densa e aderente de goethita (α-FeOOH) entre a superfície do aço e a camada de ferrugem externa; esta camada interna funciona como barreira de difusão que reduz a taxa de corrosão por um fator de 3–8 em comparação com aço carbono comum.

Índice de Corrosão (I): ASTM G101 define índice de corrosão para aços resistentes ao intemperismo:

I = 26,01(Cu) + 3,88(Ni) + 1,20(Cr) + 1,49(Si) + 17,28(P) − 7,29(Cu)(Ni) − 9,10(Ni)(P) − 33,39(Cu)²

WR 355 tipicamente alcança I ≥ 6,0, que é limiar para desempenho vantajoso de resistência ao intemperismo na maioria dos ambientes atmosféricos temperados.

Ambientes onde WR 355 funciona bem:

  • Atmosferas rurais e urbanas (Categorias ISO 9223 C1–C3).
  • Atmosferas industriais com ciclo úmido-seco adequado.
  • Locais costeiros afastados de névoa salina (> 1–2 km de névoa salina marinha).

Ambientes onde WR 355 não deve ser usado sem revestimentos:

  • Zonas de respingo marinho direto (corrosão acelerada por cloreto impede estabilização de pátina).
  • Condições permanentemente úmidas ou enterradas (sem ciclo úmido-seco; sem estabilização de pátina).
  • Fissuras fechadas e detalhes com acúmulo de água (umidade retida causa corrosão contínua).
  • Ambientes industriais de alto cloreto (amônia, SO₂ acima de C4).

Para seções vazadas especificamente, vedação de ambas as extremidades é crítica. Seções vazadas abertas retêm umidade internamente e corroem de dentro; a corrosão interna não é detida pelo mecanismo de resistência ao intemperismo.


Marcação UKCA vs CE

BS 7668 é uma norma de produto BSI. Seções vazadas fabricadas conforme BS 7668 que são produtos de construção sob CPR do Reino Unido requerem marcação UKCA quando colocadas no mercado da Grã-Bretanha (após 1º de julho de 2025). O regime é idêntico ao descrito para aço estrutural BS EN 10025. DoP do Reino Unido deve referenciar BS 7668 e nomear órgão aprovado por UKAS responsável por certificação FPC (Sistema 2+).


Equivalentes Entre Normas

BS 7668EN 10025-5ASTMJIS / Outro
WR 355 (seção vazada)S355W / S355WP (produtos planos/compridos)A588 Grau A (equivalente Corten B)JIS G 3114 SMA400W
N/AS235WA242 Tipo 1 (equivalente Corten A)N/A
N/AS355WDA588 Grau BN/A

Corten A vs Corten B: Estes são nomes comerciais, não normas. "Corten A" corresponde aproximadamente a ASTM A242 / EN S235W: resistência mais baixa, teor de P mais alto para pátina. "Corten B" corresponde aproximadamente a ASTM A588 / EN S355W: resistência mais alta, P mais baixo e adições de Cr e Ni. WR 355 em BS 7668 é mais próximo da família Corten B / A588 / S355W.

Advertências de equivalência chave:

  • EN 10025-5 cobre produtos planos e compridos; BS 7668 é especificamente seções vazadas. Uma seção vazada rotulada "S355W" é tipicamente manufaturada conforme EN 10025-5 combinada com EN 10210-1, não BS 7668.
  • ASTM A588 tem limite de escoamento de 345 MPa (50 ksi), versus 355 MPa para WR 355; diferença menor raramente significativa em projeto.
  • Limites químicos para P e Cu diferem entre A588 e WR 355; verifique composições reais em MTC antes de substituição.

Lista de Verificação MTC

Um certificado de teste de laminação em conformidade para material BS 7668 WR 355 deve conter:

#CampoO Que Verificar
1Referência da Norma"BS 7668:1994"
2Grau"WR 355"
3Tipo de Seção e DimensõesCHS/RHS/SHS com OD/largura nominal × espessura de parede
4Número de CargaCorresponde à marcação nas extremidades da seção
5Análise QuímicaTodos os elementos dentro dos limites BS 7668; Cu 0,25–0,55%, Cr 0,40–0,80%, Ni 0,12–0,65%
6CEV≤ 0,47 (t ≤ 16 mm)
7Propriedades MecânicasReH, Rm e A% dentro dos requisitos para espessura declarada
8Resultados CharpyResultados de 3 corpos de prova a −20 °C, média ≥ 27 J, nenhum individual < 19 J

Perguntas Frequentes

BS 7668 WR 355 precisa de revestimento protetor?

Em ambientes adequados (rurais, urbanos ou levemente industriais com ciclo úmido-seco), nenhum revestimento é necessário uma vez que a pátina estabiliza. A pátina em si fornece uma barreira anticorrosão de longo prazo. Porém, um período inicial de ferrugem superficial (aparência similar a aço carbono desprotegido) durando 2–5 anos deve ser aceito. Em zonas de respingo marinho, ambientes permanentemente úmidos ou detalhes de fissura, revestimentos ainda são necessários porque a pátina não pode estabilizar.

BS 7668 é o mesmo que aço Corten?

Corten é nome comercial (USS Steel / ArcelorMittal) para aços resistentes ao intemperismo. Corten A corresponde aproximadamente a ASTM A242/EN S235W. Corten B corresponde aproximadamente a ASTM A588/EN S355W/BS 7668 WR 355. Termo "Corten" é amplamente usado em construção mas não é designação padrão: certificado de teste de laminação deve referenciar norma real (BS 7668, EN 10025-5 ou ASTM A588) para conformidade de especificação.

Seções vazadas BS 7668 podem ser soldadas sem pré-aquecimento?

Para espessuras até aproximadamente 25–30 mm, WR 355 tipicamente pode ser soldado sem pré-aquecimento, desde que CEV ≤ 0,47% e restrição de junta não seja excessiva. Em espessuras maiores ou sob restrição alta, pré-aquecimento de 75–125 °C é recomendado. Consumíveis de soldagem devem ser combinados para a química de aço resistente ao intemperismo (contendo cobre ou especificamente designados para soldagem de aço resistente ao intemperismo) para preservar o mecanismo de resistência à corrosão na zona de soldagem.

Por que seções vazadas BS 7668 devem ter ambas extremidades vedadas?

O diâmetro interno de uma seção vazada não recebe ciclo úmido-seco: a umidade pode entrar, mas não seca eficientemente. Sem ciclo, o mecanismo de resistência ao intemperismo não pode formar pátina estável internamente. Seções vazadas sem vedação corroem de dentro na mesma taxa que aço carbono comum, frequentemente não detectadas até que a seção perca espessura de parede significativa. BS 5950-1 e orientação de melhores práticas de BCSA recomendam a vedação de ambas as extremidades antes da ereção para prevenir ingresso de umidade.

Qual é o tempo de estabilização de pátina para WR 355 em clima do Reino Unido?

Em clima temperado típico do Reino Unido com poluição do ar moderada (Categoria ISO 9223 C2–C3), a pátina em WR 355 geralmente estabiliza uma aparência marrom escuro-roxa esteticamente consistente dentro de 3–5 anos. Durante os primeiros 1–2 anos, a descoloração marrom de escoamento de superfícies adjacentes (concreto, alvenaria, pavimentação) deve ser antecipada e projetada fornecendo espaço de drenagem adequado e margens de descoloração sacrificial.

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