Tubos de aço de precisão trefilados a frio fabricados conforme DIN 2391 (ou seu sucessor EN 10305-1) são o material padrão para linhas hidráulicas, circuitos pneumáticos, tubulação de instrumentação e sistemas de guia mecânica em máquinas industriais, equipamentos móveis e plantas de processo. As tolerâncias dimensionais rígidas — particularmente o diâmetro externo na qualidade h9 — permitem que o tubo funcione como superfície deslizante ou de vedação de precisão sem usinagem adicional, e a espessura de parede consistente garante capacidade de pressão e comportamento de dobramento previsíveis.
A ZC Steel Pipe fornece tubos de aço de precisão trefilados a frio conforme DIN 2391 e EN 10305-1 nos graus St 35 (E235), St 45 (E275) e St 52 (E355) em tamanhos de OD de 6 mm a 120 mm. Este guia cobre as condições de fornecimento, tolerâncias dimensionais, graus de material, classificações de pressão e requisitos de aquisição.
Em uma fabricação de equipamentos no Sudeste Asiático, linhas hidráulicas foram pedidas como "DIN 2391 St 52" para um sistema com curvas a 90° de raio fechado. O pedido não especificou a condição de fornecimento. O fabricante enviou BK (trefilado sem tratamento térmico) — sua condição padrão de menor custo. Na montagem no local, o instalador tentou dobrar a frio o tubo BK a 90° em uma curvadora padrão. O tubo trincou aos 45° em 30% das peças. St 52 BK tem alongamento de aproximadamente 6–10% — muito abaixo do 20–25% necessário para uma curva a 90° a frio em raio fechado. GBK (brilhante recozido) tem alongamento acima de 30% e teria dobrado sem problemas. Todo o lote foi descartado e recomprado como GBK. Uma única palavra no pedido de compra teria evitado — ou neste caso, deixou de evitar — 100% de perda de material.
1. Escopo da Norma e Norma Sucessora
DIN 2391 (Tubos de Aço de Precisão Sem Costura) foi a norma nacional alemã que definiu o tubo de precisão trefilado a frio para aplicações hidráulicas e mecânicas. Foi substituída na UE pela EN 10305-1 (Tubos de Aço de Precisão Sem Costura Trefilados a Frio), mas continua sendo especificada em:
- Desenhos de máquinas e equipamentos mais antigos (origem alemã)
- Especificações de aquisição asiáticas e do Oriente Médio que referenciam DIN
- Peças de reposição para máquinas legadas originalmente construídas conforme normas DIN
Os produtos são metalurgicamente equivalentes. Ambas as normas especificam as mesmas tolerâncias de OD (h9), tolerâncias de parede, condições de fornecimento e química do aço base. Quando um cliente especifica DIN 2391, o fornecimento de tubo EN 10305-1 com as mesmas dimensões e grau é geralmente aceitável e deve ser confirmado por escrito.
2. Graus de Material
| Grau DIN 2391 | Grau EN 10305-1 | N° Material | C% máx. | Escoamento Mín. (MPa) | Tração Mín. (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|
| St 35 | E195 / E235 | 1.0308 | 0,17 | 195 | 320 |
| St 45 | E275 | 1.0408 | 0,21 | 275 | 410 |
| St 52-3 | E355 | 1.0580 | 0,22 | 355 | 490 |
O sufixo "3" em St 52-3 indica o subgrau com tenacidade ao impacto garantida. E355 é o equivalente na EN 10305-1. St 52 / E355 é o grau padrão para tubulação hidráulica — sua combinação de limite de escoamento e tolerâncias de parede fornece a melhor eficiência pressão-por-quilograma para tubulação de sistemas hidráulicos.
Para converter entre MPa/ksi, mm/polegadas e bar/psi, use o Conversor de Unidades →
3. Condições de Fornecimento
A DIN 2391 especifica quatro condições de fornecimento (condições equivalentes da EN 10305-1 entre colchetes):
| Condição | Descrição | Resistência | Ductilidade | Aplicação Típica |
|---|---|---|---|---|
| BK (+C) | Trefilado a frio, sem tratamento térmico | Máxima | Mínima | Estrutural, parede fina de alta resistência |
| BKW (+LC) | Levemente trabalhado a frio após recozimento | Médio-alta | Média | Intermediária |
| GBK (+A) | Trefilado a frio + recozido brilhante em HNx | Média | Alta | Dobramento, alargamento, conformação |
| NBK (+N) | Normalizado | Nível como laminado | Alta | Propriedades uniformes |
A condição de fornecimento DIN 2391 não é um grau de qualidade — é um estado do material fundamentalmente diferente. St 52 BK (trefilado) tem limite de escoamento aproximadamente 35–50% maior que St 52 GBK (brilhante recozido) do mesmo OD e parede, e alongamento aproximadamente 3 vezes menor. Não são o mesmo tubo em acabamentos diferentes; comportam-se como materiais diferentes sob carga de dobramento. Um sistema projetado com tubo BK para trechos retos não pode substituir GBK no mesmo trecho sem recalcular as classificações de pressão — e um sistema projetado com GBK para dobramento em campo não pode substituir BK sem esperar trincas no campo. A condição de fornecimento deve constar em cada pedido de compra, e não ser tratada como detalhe a confirmar depois.
GBK (brilhante recozido) é a condição mais comumente pedida para tubulação hidráulica que será dobrada ou conformada nas extremidades no local. O recozimento em atmosfera de hidrogênio-nitrogênio produz uma superfície interna e externa limpa, livre de óxidos e sem carepa — importante para a limpeza do circuito hidráulico.
BK (duro, como trefilado) é pedido onde o tubo é usado reto (sem dobramento) e a máxima resistência do trabalho a frio é desejada.
4. Tolerâncias Dimensionais
A DIN 2391 e a EN 10305-1 definem três classes de tolerância de OD:
| Classe | Tolerância OD (típica, 10–30 mm) | Aplicação |
|---|---|---|
| D8 (mais larga) | ±0,10 mm | Estrutural de serviço leve |
| D9 | ±0,052 mm | Tubulação hidráulica padrão |
| H9 (preferida) | +0 / −0,052 mm (unilateral negativa) | Ajustes deslizantes, guias de cilindro OD |
O tubo de precisão padrão é fornecido na classe de tolerância de OD D9 ou h9. Para a maioria dos conjuntos de conexões hidráulicas, D9 é suficiente. Para aplicações onde o OD do tubo funciona como ajuste deslizante ou superfície de mancal, h9 (tolerância unilateral negativa) deve ser especificado.
Tolerância de espessura de parede: ±10% do valor especificado (mínimo ±0,1 mm) para tubo padrão. Aplica a classe de tolerância de parede T9; T8 (mais rígida, ±7,5%) pode ser pedida por acordo.
Retilineidade: 1,0 mm por metro máximo (padrão). Para carga automática CNC ou montagem de precisão: 0,5 mm/m por acordo.
Quando NÃO Usar Tubo de Precisão na Condição BK (Como Trefilado)
| Cenário | Risco | Abordagem Correta |
|---|---|---|
| Qualquer tubo que será dobrado a frio ou conformado nas extremidades no local | Alongamento BK ~6–10%; trincas em curvas de raio fechado | Especifique GBK (brilhante recozido) para todo tubo que requer dobramento ou alargamento em campo |
| Sistemas hidráulicos que requerem limpeza interna | Tubo BK retém carepa de laminação que gera partículas em serviço | Especifique GBK (brilhante recozido sem carepa) para toda tubulação hidráulica; confirme preservação com óleo e tampas nas extremidades |
| Classe de tolerância de OD não especificada | O fabricante envia D8 (mais larga) ou D9 — não h9 se ajuste deslizante for necessário | Para ajustes deslizantes ou superfícies de mancal, especifique explicitamente "classe de tolerância de OD h9" |
| "DIN 2391" sem esclarecimento da norma sucessora | Alguns fabricantes fornecem EN 10305-1; desenhos mais antigos podem especificar DIN 2391 | Confirme por escrito que EN 10305-1 é equivalente aceitável; ambas são tecnicamente o mesmo produto |
| Tubo de OD pequeno (≤12 mm) sem tampas e preservação | Contaminação do furo fino durante o transporte danifica servoválvulas e instrumentação | Especifique "limpo, preservado internamente com óleo, tampado nas extremidades e selado" para toda tubulação de instrumentação |
| St 52 BK em circuitos hidráulicos de alta fadiga cíclica | A condição superficial trefilada retém tensões superficiais de trabalho a frio que aceleram a iniciação de trincas por fadiga | Para circuitos críticos por fadiga, especifique NBK ou GBK que têm estado de tensão superficial mais uniforme |
5. Faixa de Tamanhos Comum
Os seguintes tamanhos representam a faixa mais ativa de tubo de precisão DIN 2391 em aplicações de serviço hidráulico (OD × parede em mm):
| OD (mm) | WT comum (mm) | OD × WT |
|---|---|---|
| 6 | 1,0 | 6 × 1 |
| 8 | 1,0 | 8 × 1 |
| 10 | 1,0 | 10 × 1 |
| 12 | 1,5 | 12 × 1,5 |
| 16 | 2,0 | 16 × 2 |
| 20 | 2,0 | 20 × 2 |
| 25 | 2,5 | 25 × 2,5 |
| 30 | 3,0 | 30 × 3 |
| 38 | 3,0 | 38 × 3 |
| 50 | 4,0 | 50 × 4 |
Outras combinações OD/WT estão disponíveis conforme as tabelas de dimensões preferenciais da DIN 2393.
6. Classificação de Pressão Hidráulica
A pressão de trabalho (Pw) pode ser estimada por:
Pw = (2 × S × t) / (D − t) × (1 / SF)
Onde:
- S = tensão admissível (MPa) — para St 52/E355 BK: aproximadamente 240 MPa; para GBK: aproximadamente 220 MPa
- t = espessura de parede especificada (mm)
- D = diâmetro externo (mm)
- SF = fator de segurança (tipicamente 2,5–4 para serviço estático conforme ISO 4413 / EN 982)
Cálculo Passo a Passo da Pressão Hidráulica de Trabalho
Para tubo St 52 (E355) GBK: 25 × 2,5 mm (OD × WT), fator de segurança SF = 4:
Passo 1 — Identificar a tensão admissível para a condição GBK: St 52 GBK: S ≈ 220 MPa (tensão de escoamento / fator de segurança ainda não aplicado — S aqui é a tensão admissível de fibra para a fórmula)
Passo 2 — Aplicar a fórmula de pressão de trabalho: Pw = (2 × S × t) / (D − t) × (1 / SF) Pw = (2 × 220 × 2,5) / (25 − 2,5) × (1 / 4) Pw = 1.100 / 22,5 × 0,25 Pw = 48,89 × 0,25 = 12,2 MPa = 122 bar
Passo 3 — Comparar com o requisito do sistema: Sistema hidráulico móvel padrão: 200–350 bar → este tubo é adequado para sistemas até 122 bar com SF=4. Para 200 bar com SF=4: use parede 25 × 4,0 mm → Pw = (2 × 220 × 4,0) / (25 − 4,0) / 4 = 1.760 / 21 / 4 = 20,95 MPa = 210 bar ✓
Passo 4 — Verificar condição BK para comparação: St 52 BK: S ≈ 240 MPa (maior devido ao trabalho a frio) Pw (BK) = (2 × 240 × 2,5) / 22,5 / 4 = 13,3 MPa = 133 bar BK oferece 9% mais de classificação de pressão — mas ao custo da conformabilidade. Use BK somente para trechos retos que exijam máxima eficiência de pressão.
Tabela de projeto simplificada para tubo St 52 GBK (SF = 4) em tamanhos hidráulicos comuns:
| OD × WT (mm) | Pressão Máx. de Trabalho (bar) |
|---|---|
| 10 × 1 | 78 |
| 16 × 2 | 98 |
| 20 × 2,5 | 98 |
| 25 × 3 | 96 |
| 30 × 3,5 | 93 |
| 38 × 4 | 84 |
7. Limpeza Interna para Serviço Hidráulico
A limpeza do circuito hidráulico é crítica para a confiabilidade de válvulas e bombas. Os tubos DIN 2391 / EN 10305-1 na condição GBK (brilhante recozido) estão:
- Livres de carepa nas superfícies internas e externas
- Preservados internamente com óleo (tipicamente com óleo anticorrosivo)
- Com tampas nas extremidades para evitar contaminação durante o transporte
Para conjuntos hidráulicos críticos (servoválvulas, manifolds de alta pressão), especifique a classe de limpeza conforme ISO 4406:1999 (ex.: 16/14/11 na entrega). Tubos que atendem a esse requisito são decapados, lavados, secos e preservados em ambiente controlado.
8. Aplicações
| Aplicação | Grau e Condição Típica | Requisito Chave |
|---|---|---|
| Linhas hidráulicas de máquinas-ferramenta | St 52 GBK | Furo limpo, dobrável |
| Circuitos hidráulicos de equipamentos móveis | St 52 GBK | Classificação de pressão, conformabilidade |
| Linhas de instrumentação | St 35 GBK | Parede fina, OD pequeno |
| Cilindros pneumáticos | St 45 ou St 52 GBK | Acabamento de furo |
| Membros tubulares estruturais | St 52 BK | Resistência, tolerância rígida de OD |
| Braços de suspensão automotivos | St 52 GBK ou NBK | Conformabilidade, parede consistente |
| Corpos de amortecedores | St 52 BK ou GBK | Uniformidade de parede, retilineidade |
9. Lista de Verificação para Aquisição
Armadilha de aquisição — condição de fornecimento omitida:
Pedido incorreto: "Tubo de precisão DIN 2391 St 52, 25 mm × 2,5 mm, comprimentos cortados de 4 m, EN 10204 2.2."
O que é enviado: St 52 BK (trefilado, sem tratamento térmico) — a condição padrão de menor custo do fabricante. Dureza 34–38 HRC. Alongamento 6–10%. Este tubo irá trincar se dobrado mais de aproximadamente 15° em raio fechado. Se o sistema requer curvas a 90°, 100% das peças dobradas serão descartadas.
Pedido correto: "DIN 2391 (ou EN 10305-1) St 52-3 / E355, condição de fornecimento GBK (brilhante recozido), classe de tolerância OD D9, 25 mm OD × 2,5 mm WT, comprimentos cortados de 4 m. Tubo a ser preservado internamente com óleo e tampado nas extremidades. MTC EN 10204 3.1 com química, propriedades mecânicas e confirmação da condição de fornecimento."
- Norma: DIN 2391 ou EN 10305-1 (indique qual; observe que são equivalentes em produto)
- Grau: St 35 (E235) / St 45 (E275) / St 52 (E355)
- Condição de fornecimento: BK / GBK / NBK (GBK é padrão para a maioria das aplicações hidráulicas)
- OD × espessura de parede (mm)
- Classe de tolerância de OD: D9 (padrão) ou h9 (para ajustes deslizantes)
- Classe de tolerância de parede: T9 (padrão) ou T8 (mais rígida, por acordo)
- Comprimento: aleatório de fábrica (tipicamente 4–8 m) ou cortado sob medida
- Condição das extremidades: extremidades abertas, com tampas, ou desengorduradas e tampadas
- Limpeza interna: padrão (preservado com óleo) ou especifique classe ISO 4406 para servo/serviço crítico
- Certificado de ensaio de fábrica: EN 10204 2.2 (padrão) ou 3.1 (necessário para conformidade com sistemas de pressão)
Modos de Falha
Modo de Falha 1 — Tubo BK trincado durante dobramento em campo
Mecanismo: Tubo de precisão St 52 BK (trefilado) é enviado para um sistema hidráulico com múltiplas curvas a 90°. A condição trefilada deixa o aço em estado de encruamento com alongamento de aproximadamente 8%. O dobramento a frio a 90° em raio de dobramento de 2× OD (raio fechado) exige que a superfície externa se estique aproximadamente 15% — muito acima do limite de alongamento de 8%. O tubo trinca na curva a aproximadamente 45° de deflexão.
Diagnóstico: Trinca visual na superfície externa da curva na zona de máxima tensão. O exame metalúrgico mostra que a fratura se inicia na superfície trefilada a frio. O ensaio de dureza confirma a condição BK (34+ HRC). A condição de fornecimento no MTC confirma BK — o pedido não especificou condição.
Correção: Todo tubo especificado para dobramento, alargamento ou conformação de extremidades deve ser pedido como GBK (brilhante recozido, alongamento >30%) ou NBK. Substituir todo o lote BK por GBK do mesmo OD/parede/grau. Revisar o modelo de pedido de compra para incluir a condição de fornecimento como campo obrigatório.
Modo de Falha 2 — Contaminação por carepa de tubo não GBK em sistema hidráulico
Mecanismo: Tubo DIN 2391 em condição padrão (BK) é usado em um circuito servo-hidráulico. O tubo BK retém carepa de laminação na superfície interna. Durante a lavagem de comissionamento, partículas de carepa se desprendem e circulam pelo sistema. Partículas de 50–200 µm passam pelo filtro de 25 µm instalado para lavagem inicial e se acumulam nos orifícios da servoválvula. Duas servoválvulas são danificadas irreparavelmente em 40 horas de operação.
Diagnóstico: Mau funcionamento da servoválvula. A análise do circuito de lavagem mostra classe de limpeza ISO 4406 de 22/20/16 — muito acima do 16/14/11 necessário para serviço de servoválvula. A inspeção interna das seções de tubo removidas confirma carepa no furo.
Correção: Toda tubulação hidráulica para circuitos de servoválvulas e válvulas proporcionais deve ser GBK (brilhante recozido em atmosfera HNx, sem carepa), preservada internamente com óleo e fornecida com tampas nas extremidades intactas. Especifique a classe de limpeza ISO 4406 na entrega para circuitos críticos e verifique em uma amostra representativa de tubo antes da instalação.
Modo de Falha 3 — Classe de tolerância de OD não especificada; tubo não encaixa na conexão
Mecanismo: Tubo de precisão é pedido para um sistema usando conexões de compressão (ex.: tipo Swagelok ou Parker). A conexão é projetada para tolerância OD h9 no tubo. O pedido especifica "DIN 2391 St 52 GBK" mas não indica classe de tolerância de OD. O fabricante envia tolerância D9 (±0,052 mm, bilateral). A ferrule da conexão requer h9 (0/−0,052 mm, unilateral negativa). Alguns tubos estão no extremo superior da faixa D9 — 0,052 mm acima do nominal — e não podem ser totalmente inseridos na conexão antes do engajamento da ferrule. Aproximadamente 15% das conexões vazam durante os testes de pressão.
Diagnóstico: O teste de pressão revela vazamentos nas conexões de compressão. A medição do OD do tubo confirma que algumas peças estão no limite superior da tolerância D9 (+0,050 mm). A especificação do fabricante da conexão requer h9 (OD do tubo igual ou abaixo do nominal). A tolerância padrão D9 permite tubos acima do nominal.
Correção: Para todos os sistemas usando conexões de compressão, especifique a classe de tolerância de OD h9 (tolerância unilateral negativa) — isso garante que o OD do tubo esteja sempre igual ou abaixo do nominal e nunca ultrapasse o nominal para impedir o assentamento da ferrule. Confirme a classe de tolerância de OD necessária com o fabricante da conexão antes de pedir o tubo.
Perguntas Frequentes
O que cobre a norma DIN 2391?
A DIN 2391 (Tubos de Aço de Precisão Sem Costura — Condições Técnicas de Fornecimento) especifica tubos de aço de precisão sem costura trefilados a frio para aplicações de engenharia mecânica e instrumentação, particularmente sistemas hidráulicos e pneumáticos. A norma cobre OD de 4 mm a 50 mm (Parte 1: graus macios e recozidos) e de 4 mm a 200 mm (Parte 2: graus mais duros), com tolerâncias dimensionais mais rígidas do que o tubo estrutural padrão. A DIN 2391 foi em grande parte substituída pela norma europeia harmonizada EN 10305-1 (sem costura trefilado a frio) para novos projetos, mas permanece amplamente referenciada em especificações antigas e desenhos de máquinas, especialmente na Ásia e no Oriente Médio.
Quais são as condições de fornecimento da DIN 2391 e como elas diferem?
A DIN 2391 especifica quatro condições de fornecimento: BK (brilhante duro — trefilado a frio sem tratamento térmico posterior, máxima resistência mas mínima ductilidade), BKW (brilhante duro, levemente trabalhado a frio — intermediário), GBK (brilhante recozido — trefilado a frio e depois recozido em atmosfera controlada, macio com boa conformabilidade) e NBK (normalizado — tratado termicamente para restaurar propriedades mecânicas similares ao estado laminado a quente). BK é usado onde a maior resistência do trabalho a frio é necessária. GBK é usado onde o tubo será dobrado, alargado ou conformado. NBK fornece propriedades uniformes similares à condição recozida.
Quais são as tolerâncias dimensionais dos tubos de precisão DIN 2391?
Os tubos de precisão DIN 2391 são fabricados com tolerâncias significativamente mais rígidas do que o tubo estrutural padrão. Para uma faixa típica de OD de 10–30 mm, a tolerância do diâmetro externo é ±0,05 mm (qualidade h9), a tolerância de espessura de parede é ±10% do valor especificado com um mínimo de ±0,1 mm, e a retilineidade é tipicamente 1 mm por metro ou melhor. Essas tolerâncias permitem que o tubo seja usado diretamente como ajuste deslizante ou com folga sem retificação adicional do OD, que é a principal vantagem sobre a matéria-prima de tubo sem costura estrutural padrão.
Quais materiais são especificados na DIN 2391?
A DIN 2391 Parte 1 cobre graus macios e semi-duros baseados em números de material de aço carbono: St 35 (1.0308, C≤0,17%, equivalente a P235T), St 45 (1.0408, C≤0,21%, equivalente a P265T) e St 52-3 (1.0580, C≤0,22% com microliga, maior limite de escoamento). Essas designações correspondem aos graus E235, E275 e E355 da EN 10305-1 respectivamente na versão harmonizada da norma. O número na designação do grau (35, 45, 52) refere-se à resistência à tração mínima em kgf/mm² (ou aproximadamente à resistência à tração mínima em MPa quando multiplicado por 10), não ao teor de carbono.
Qual é a diferença entre DIN 2391 e EN 10305-1?
A EN 10305-1 (Tubos de Aço de Precisão Sem Costura Trefilados a Frio para Aplicações de Precisão) é a norma europeia harmonizada que substituiu a DIN 2391 para novos projetos em países da UE. A EN 10305-1 cobre o mesmo produto com designações de material atualizadas: E195 (St 35), E235 (St 37), E275 (St 45), E355 (St 52). As tolerâncias na EN 10305-1 são essencialmente as mesmas que na DIN 2391. Para projetos usando normas europeias, especifique EN 10305-1; para projetos que referenciam desenhos de máquinas alemãs mais antigos ou mercados asiáticos onde DIN 2391 ainda é especificada, forneça conforme DIN 2391 — o produto é essencialmente idêntico.
Quais combinações de OD e parede estão comumente disponíveis para tubos DIN 2391?
Os tubos de precisão DIN 2391 estão comumente disponíveis de 4×0,5 mm (OD × WT) a 200×15 mm, com a faixa mais ativa entre 6–80 mm OD e 1–10 mm de espessura de parede. As combinações padrão seguem as tabelas de dimensões preferenciais da DIN 2393. Os tamanhos hidráulicos mais comuns são 6×1, 8×1, 10×1, 12×1,5, 16×2, 20×2, 25×2,5 e 30×3 (OD×WT em mm). A disponibilidade de tamanhos muito pequenos ou muito grandes deve ser confirmada com o fabricante.
Que pressão hidráulica os tubos de precisão DIN 2391 suportam?
A classificação de pressão hidráulica depende do OD, da espessura de parede e do grau do material. Para o tubo de grau St 52 (E355) na condição BK, a pressão de trabalho admissível pode ser calculada por: P = (2 × S × t) / (D − t), onde S é a tensão admissível (aproximadamente 240 MPa para E355 BK), t é a espessura de parede e D é o OD. Por exemplo, um tubo de 25×3 mm em E355 BK: P = (2 × 240 × 3) / (25 − 3) = 65,5 MPa (655 bar). Isso está dentro da faixa normal de sistemas hidráulicos. Aplique sempre um fator de segurança conforme a norma de projeto de máquinas aplicável (tipicamente 2,5–4× para serviço estático).