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Estudo da tenacidade da zona afectada pelo calor de soldaduras em aços estruturais de alta resistência, temperados e revenidos

Loureiro, Altino de Jesus Roque
Fonte: Universidade de Coimbra Publicador: Universidade de Coimbra
Tipo: Tese de Doutorado
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Esta investigação teve por objectivo estudar a influência do ciclo térmico na microestrutura e no comportamento mecânico da zona supercrítica de soldaduras realizadas nos aços temperados e revenidos WEL-TEN 60 (Nippon Steel Corporation) e RQT 701 (British Stell Corporation). A realização do amanteigamento do bordo das chapas, pelo processo de arco submerso, permitiu a produção de zonas afectadas pelo calor (ZACs) com forma planar e normais à superfície dos elementos a soldar. Deste modo foi possível estudar o comportamento mecânico de estruturas individualizadas na presença de um gradiente microestrutural e analisar a influência da fracção de zona frágil na tenacidade da ZAC. Os ciclos térmicos induzidos foram registados em sistemas analógicos e digitais e comparados com um estudo de transferência de calor realizado pelo método das diferenças finitas. O escoamento de calor no amanteigamento faz-se de forma bidimensional devido à rápida saturação térmica na direcção da espessura. As temperaturas de início e fim de transformação de fase foram determinadas por análise térmica derivada "in situ" e por análise dilatométrica. As temperaturas obtidas pelos dois métodos são muito semelhantes o que confirma o funcionamento adequado do sistema derivador desenvolvido e construido na Universidade de Coimbra. Estas temperaturas tendem a subir com a redução da velocidade de arrefecimento. O aumento da energia térmica específica adicionada e consequentemente do parâmetro [[Delta]]t8/5 ocasionou o crescimento do tamanho de grão da austenite prévia (t.g.) e a substituição de estruturas constituidas por martensite autorevenida e bainite inferior por estruturas bainíticas grosseiras. Essa evolução estrutural é acompanhada pela diminuição da dureza e tenacidade na ZAC. Esta tendência foi observada sobre provetes retirados de soldaduras e sobre provetes simulados. O aço RAT 701...

Avaliação da técnica de ultrassom Phased Array na inspeção de juntas soldadas dissimilares e cladeadas com diferentes espessuras de amanteigamento

Cerqueira, Alexsinaldo da Silva
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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Este trabalho tem por objetivo avaliar a capacidade de detecção e dimensionamento de descontinuidades internas em juntas soldadas dissimilares e cladeadas com a utilização da inspeção por ultrassom através da técnica de Phased Array. Este estudo se justifica pela possibilidade da aplicação desses materiais nas atividades de exploração de petróleo no campo offshore com a utilização de dutos rígidos de aço carbono com revestimento interno de Inconel. As juntas circunferenciais foram soldadas com material austenítico e foram realizados ensaios com juntas sem a realização do amanteigamento do bisel e com corpos de provas que receberam camadas de amanteigamento que tem a finalidade de aumentar a resistência à corrosão-fadiga da junta circunferencial. A tubulação soldada tinha como material de base um aço ferrítico API 5L X-52 com revestimento interno de Inconel 625. As descontinuidades foram inseridas nos passes de raiz fabricadas com o processo de soldagem TIG, nos passes de enchimento através do processo por eletrodos revestidos e na região da raiz através do processo de eletroerosão com a finalidade de simular uma falta de fusão na raiz. Para as inspeções foram adotados as varreduras setorial e linear com duas posições do cabeçote em relação à linha de centro da solda. Estas foram realizadas com o intuito de avaliar a capacidade de detecção e dimensionamento das descontinuidades através da utilização de ondas transversais com freqüência de 5 MHz e assim analisar os resultados encontrados para poder viabilizar a aplicação desta técnica como ferramenta de inspeção nestes equipamentos. Análises metalográficas serviram para realizar o dimensionamento real das descontinuidades e caracterizar a micrografia do metal de base...

Análise microestrutural de revestimentos usados no reparo de turbinas hidráulicas danificadas pela cavitação

Musardo, Gustavo Borges
Fonte: Universidade Estadual Paulista (UNESP) Publicador: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 98 f. : il.
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS; No Brasil, a maior parte da energia elétrica disponível é gerada por usinas hidrelétricas as quais contam com grande número de turbinas hidráulicas. Durante sua operação estas turbinas sofrem sérios danos provenientes tanto de natureza mecânica como também hidráulica. Fenômenos de perda de massa e também trincas e rachaduras são alguns dos principais problemas que ocorrem devido a um fenômeno chamado de erosão cavitacional, que comumente é recuperado por soldagem. Sendo assim, grandes níveis de resistência à cavitação vêm sendo obtidos com a deposição de aços inoxidáveis com a presença de cobalto pelo processo de soldagem a arco com proteção gasosa. Neste trabalho, seis amostras feitas de aço-carbono ASTM A36, as quais foram extraídas de retalhos de turbinas, foram usadas como metal de base para as amostras. Usando um processo a arco elétrico com proteção gasosa (GMAW) em posição plana, duas camadas de aço AWS E70-S6 (1,2 mm de diâmetro) foi depositada em todas as amostras, e, somente em três das amostras foram depositadas duas camadas de amanteigamento com o arame de aço inoxidável AWS E309-T1 (1...

Estudo do reparo por soldagem de aços refratários do tipo HP utilizados em plantas de procesamento de petróleo

Junqueira, Diego Alonso Altamirano
Fonte: Universidade Federal de Santa Catarina Publicador: Universidade Federal de Santa Catarina
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 142 f.| il., tabs., grafs.
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2008.; Os aços refratários tipo HP são utilizados em unidades de refino e processamento de petróleo, em componentes tais como vasos de pressão, fornos de reforma e serpentinas de pirólise. Devido às elevadas temperaturas em que esses aços operam (até de 1050 ºC) operam (até de 1050 ºC) e ao contato com derivados do petróleo, tais materiais podem sofrer dano por vários mecanismos, dentre eles a carburização, oxidação e sensitização devido à soldagem e exposição a altas temperaturas em serviço, que podem fragilizar o material até o ponto de impossibilitar seu reparo. Neste trabalho foram estabelecidas diretrizes para o reparo por soldagem destes materiais no estado fragilizado. Para isto, foram realizados ensaios de soldabilidade em tubos envelhecidos com diversos graus de carburização, avaliados através de medidas da permeabilidade magnética. Os ensaios de soldabilidade foram realizados em três condições: a) tubo no estado original, com amanteigamento; b) tubo no estado original, soldagem normal; c) tubo submetido previamente a tratamento de solubilização a 1150 ºC. Nas soldas envelhecidas sem nenhum tratamento...

Otimização dos parâmetros de tecimento para confecção de amanteigamento em chapas de aço ao carbono pelo processo TIG com arame AWS ER309L

Fratari,Rômulo Queiroz; Schvartzman,Mônica M.A.M.; Scotti,Américo
Fonte: Associação Brasileira de Soldagem Publicador: Associação Brasileira de Soldagem
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2010 PT
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O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos dos parâmetros de tecimento e da velocidade de alimentação sobre a formação da primeira camada de amanteigamento com aço inoxidável austenítico, visando a otimização da operação no sentido de maximizar a relação entre espessura da camada e diluição. Os experimentos foram realizados pelo processo TIG com alimentação de arame, variando-se sistematicamente, e garantindo-se a ortogonalidade do planejamento experimental, a amplitude, o tempo de parada lateral e a velocidade de alimentação, permitindo se encontrar equações estocásticas de predições da geometria resultante do depósito. Através de um programa de otimização, procurou-se os parâmetros de regulagem que levassem a maior relação da área depositada pela área fundida. Escolheu-se como restritor a relação reforço por largura, evitando-se revestimentos com alta convexidade e possibilidade de formação de sobreposição lateral de cordão. Soldagens de validação mostraram a robustez e confirmaram a adequabilidade do método de otimização. Com a metodologia empregada foi possível demonstrar a necessidade, para a otimização do cordão de amanteigamento, de se usar a máxima velocidade de alimentação e o mínimo de tempo na parada lateral. A amplitude ideal é um balanço entre os efeitos sobre a área fundida e convexidade...

Amanteigamento por aspersão térmica na soldagem em operação de dutos de pequena espessura: estabilidade e penetração do arco voltaico

Novicki,Nilceu; Buschinelli,Augusto José de Almeida; Paredes,Ramón Sigifredo Cortes
Fonte: Associação Brasileira de Soldagem Publicador: Associação Brasileira de Soldagem
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: text/html
Publicado em 01/09/2011 PT
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Este trabalho reúne resultados promissores sobre uma via alternativa de reparo em dutos e tubulações em operação com pequena espessura remanescente, envolvendo a recuperação prévia da parede do tubo por amanteigamento por processos de aspersão térmica. Avaliou-se a instabilidade apresentada pelo arco voltaico e alteração do perfil da zona fundida quando da deposição de solda por eletrodos revestidos sobre chapas de aço carbono previamente amanteigadas, com camadas de composição similar, pelos processos de aspersão térmica a chama e a arco-elétrico. Os resultados permitiram correlacionar a estabilidade do arco com o nível de oxidação das camadas aspergidas.( Medidas de temperatura do revestimento aspergido mostraram que, desde que o processo de aspersão ocorra de forma ininterrupta até a espessura final do revestimento, a temperatura superficial é crescente com a espessura do depósito, o que resulta num maior teor de óxidos, associado tanto à uma instabilidade do cordão como à uma maior penetração da poça fundida). Difratogramas de raios-X nas camadas aspergidas e análises do teor de oxigênio na zona fundida dos cordões de solda comprovaram a influência desse elemento na alteração do perfil da zona fundida. Como alternativa ao uso de ar comprimido...

Influência das condições de processo sobre as descontinuidades e resistência à cavitação de revestimentos soldados sobre aço CA-6NM

Beiler, Denilson Rogério
Fonte: Florianópolis Publicador: Florianópolis
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 509 p.| il., grafs., tabs.
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; A erosão por cavitação causa enormes prejuízos para as empresas geradoras de energia elétrica, pois compromete o funcionamento de turbinas hidráulicas e leva a constantes paradas para recuperação das regiões erodidas. Um dos materiais atualmente mais empregados na fabricação de rotores de turbinas hidráulicas é o aço inoxidável martensítico CA-6NM, que tem melhor soldabilidade que a dos aços martensíticos convencionais, devido ao baixo teor de carbono. Além disso, possui ótimas propriedades mecânicas e boa resistência à erosão por cavitação. Quando é necessário recuperar uma região erodida por cavitação, é feita a deposição por soldagem de ligas resistentes, notadamente aquelas à base de cobalto. Para evitar a formação de trincas no depósito, geralmente é depositada uma camada de amanteigamento de um material menos propenso ao trincamento e que possua alta ductilidade, como o aço inox austenítico. Entretanto, em locais onde houve pouca erosão, não há espaço suficiente para depositar o amanteigamento. Nestes casos, deposita-se a liga direto sobre o substrato...

Influência dos parâmetros de soldagem na formação de zonas parcialmente diluídas em soldas de matais dissimilares

Kejelin, Norton Zanette
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: xviii, 108 f.| il., grafs., tabs.
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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais.; Devido a corrosividade de óleos da Bacia de Campos, cogita-se utilizar como risers rígidos de produção, tubos em aço ferrítico API 5L X-60 com revestimento interno em liga de níquel 625 nas partes mais solicitadas à fadiga. A presença do revestimento interno exige soldas circunferenciais com metal de adição austenítico, para que as características anticorrosivas sejam preservadas. Apesar da aplicação freqüente da soldagem dissimilar, em especial no caso de solicitações dinâmicas, a tenacidade à fratura pode ser fortemente afetada pela presença de Zonas Parcialmente Diluídas (ZPD), de alta dureza, adjacentes à linha de fusão, tornando o componente soldado susceptível a falhas em operação. Neste trabalho foi estudada a influência dos parâmetros de soldagem sobre a formação de ZPD, a partir de ensaios de simples deposição com eletrodos AWS E-NiCrMo-3, sobre tubos API 5L X-60 de 20 mm de espessura. Foi observado que a ocorrência das ZPD diminui na medida em que é reduzida a corrente de soldagem, o que resulta, de forma contrária, no aumento dos valores de dureza na ZAC-GG. Ciclos térmicos levantados para diferentes condições de soldagem...