Caracterização microestrutural e mecânica de trilhos ferroviários soldados de topo por caldeamento

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Avaliação da tenacidade CHARPY-V de um tubo de aço API 5L X70 soldado com arco submerso

This research project focused primarily on assessing the impact toughness of the weld and the base material of a steel pipe API 5L X70 submerged arc welded, used to conduct remote oil and gas (linepipes). The analysis followed strictly the Specification for Line Pipe - API 5L Standard, regarding the removal of the specimens of regions-of-proof-long section of the pipe, at 90o and 180o from the welded joint, and mechanical properties of toughness and Charpy-V, both the joint welded as the base material. Specimens of steel tube supplied by Tenaris Confab-SA were sized for tensile and Charpy-V, according to ASTM E 8M and ASTM E23, respectively. The result obtained showed that the API X70 steel tube has high Charpy-V toughness, near to each other at both 90o and 180o from the welded joint of the tube, and both higher than the weld metal. Microstructural and microhardness analysis complemented the present study

Análise microestrutural de tubos API P110, para prospecção de petróleo e gás, soldados pelo processo HF/ERW

On the grounds of the great advances achieved over recent years, the process HF/ERW (High-Frequency/Electric Resistance Welding)welded pipe have played an active role in the oil and gas industry for deep water applications, at high and extremely low temperatures, under high pressure and in highly corrosive environments, gradually replacing manufactured pipes by other processes. However, studies have shown that defects in the welded joints are a the leading causes of pipelines failures, which has required the determination of toughness values in this region, in compliance with the strict recommendations of the codes and standards with manufacturers and construction companies, on the oil and gas sector. As part of the validation process required toughness values, this research project focuses on a microstructural analysis in HF / ERW tubes microalloyed, steel grade API 5CT P110, designed to explore oil and gas in deep waters, the subject of strategic relevance to the country because of the recent discoveries in the Santos mega fields: Tupi and Libra (pre-salt). In this scientific work will be presented and discussed the results of mechanical tensile and Charpy, a few CTOD tests curves (showing the trend of toughness values to be obtained), and the microstructures of the base material obtained by optical microscopy, with special emphasis on the formation of nonmetallic inclusions in the welded joint

Estudo da deformação heterogênea no ensaio do anel de atrito

The plastic deformation is widely used in the metallurgical market due to its positive factors such as low prices and high speed production. Forming process products are obtained in high quality, both surface quality and mechanical properties. Friction is an importante factor in metal forming. Friction study in metal forming can be accomplished indirectly, such as the ring test of friction. Two samples of different materials being mild steel and copper alloy were used. The results showed the influence of friction in the flow behavior of the deformation of the second phase, as evidenced by standard metallography. It is observed that in the outer regions of the ring, plastic deformation occured in the radial direction. In the central region of the disc deformation occured in the direction of compression and the inner region of the ring flux lines showed a significant deformation in the radial direction towards the center of the ring

Análise microestrutural de tubos API N80 soldados pelo processo HF/ERW para prospecção de petróleo e gás

On the grounds of the great advances achieved over recent years, the process HF/ERW (High-Frequency/Electric Resistance Welding)welded pipe have played an active role in the oil and gas industry for deep water applications, at high and extremely low temperatures, under high pressure and in highly corrosive environments, gradually replacing manufactured pipes by other processes. However, studies have shown that defects in the welded joints are a the leading causes of pipelines failures, which has required the determination of toughness values in this region, in compliance with the strict recommendations of the codes and standards with manufacturers and construction companies, on the oil and gas sector. As part of the validation process required toughness values, this research project focuses on a microstructural analysis in HF / ERW tubes microalloyed, steel grade API 5CT N80, designed to explore oil and gas in deep waters, the subject of strategic relevance to the country because of the recent discoveries in the Santos mega fields: Tupi and Libra (pre-salt). In this scientific work will be presented and discussed the results of mechanical tensile and Charpy, a few CTOD tests curves (showing the trend of toughness values to be obtained), and the microstructures of the base material obtained by optical microscopy, with special emphasis on the formation of non-metallic inclusions in the welded joint

Comparação de junta soldada aço carbono/ aço inox utilizando como metal de adição aço carbono e aço inox

In contemporary industrial, welding processes are widely used, this is the most important process of joining metals used industrially. The welding can be used to build simple structures, like doors and gates for instance, in the same way can be used in situations of high responsibility, such as the nuclear industry and oil industry. Dissimilar welding is a case of welded joints, is characterized by the junction between different materials, for this case, stainless steel and carbon steel that are widely used in steam lines, power plants, nuclear reactors, petrochemical plants. Because their different mechanical and corrosive properties, the join, stainless steel with carbon steel, not only meets environmental requirements and also reduces cost. By using penetrating liquid tests, macrograph, hardness and tensile test was compared the possibility of replacing the current use of 309 rods as filler metal in dissimilar welding between carbon steel and stainless steel by add-on material carbon steel essentially, in this case E7018 coated electrode was used, but without the coating. After analysis of the results and for comparison, was proposed with some certainty that it is possible to replace the addition of materials, thus leading economy in this process widely used in the modern industry

Influência do aporte térmico da soldagem GTAW no balanço de fases Ferrita/Austenita do Aço Inoxidável Duplex UNS S32205

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Influência do tipo de adesivo em juntas híbridas soldadas-adesivas

A necessidade de utilizar métodos de ligação entre componentes de forma mais rápida, eficaz e com melhores resultados, tem causado a crescente utilização das juntas adesivas, em detrimento dos métodos tradicionais de ligação tais como a soldadura, brasagem, ligações aparafusadas e rebitadas. A utilização das juntas adesivas tem vindo a aumentar em diversas aplicações industriais por estas apresentarem vantagens das quais se destacam a redução de peso, redução de concentrações de tensões e facilidade de fabrico. No entanto, também apresentam desvantagens, como a necessidade de preparação das juntas e o descentramento da carga aplicada que provoca efeitos de flexão, os quais dão origem a tensões normais na direcção da espessura do adesivo (tensões de arrancamento), afectando assim a resistência da junta. A combinação da ligação adesiva com a soldadura por pontos permite algumas vantagens em comparação com as juntas adesivas tradicionais como a maior resistência, aumento da rigidez, melhor resistência ao corte e arrancamento e também à fadiga. Neste trabalho é apresentado um estudo experimental e numérico de juntas de sobreposição simples adesivas e híbridas (adesivas-soldadas). Os adesivos utilizados são o Araldite AV138®, apresentado como sendo frágil, e os adesivos Araldite 2015® e Sikaforce® 7752, intitulados como adesivos dúcteis. Foram considerados substratos de aço (C45E) em juntas com diferentes comprimentos de sobreposição ( ), que foram sujeitas a esforços de tracção. Foi realizada uma análise dos valores experimentais e efectuada uma comparação destes valores com os resultados obtidos por Elementos Finitos (EF) no software ABAQUS®, que incluiu uma análise de tensões na camada de adesivo e previsão do comportamento das juntas por Modelos de Dano Coesivo (MDC). A análise por MDC permitiu obter os modos de rotura, as curvas força-deslocamento e a resistência das juntas com bastante precisão, com excepção das juntas coladas com o adesivo Sikaforce® 7752. Estes resultados permitiram validar a técnica de modelação proposta para as juntas coladas e híbridas, o que representa uma base para posterior aplicação desta técnica em projecto, com as vantagens decorrentes da redução do tempo de projecto e maior facilidade de optimização.

Estudo e otimização de juntas do tipo Tpeel soldadas, adesivas e híbridas

A necessidade de utilizar métodos de ligação que melhor satisfaçam as necessidades de projeto tem causado a crescente utilização das juntas adesivas, em detrimento dos métodos tradicionais tais como a soldadura, ligações aparafusadas e rebitadas. A sua utilização em diversas aplicações industriais justifica-se pela redução de peso, redução de concentrações de tensões, isolamento acústico e melhor resistência à corrosão. Contudo, também apresentam desvantagens, como a necessidade de preparação das juntas, a fraca resistência a esforços de arrancamento e a complexidade da previsão da sua resistência. As juntas híbridas são obtidas por combinação de uma técnica tradicional com uma ligação adesiva. As juntas híbridas adesivas-soldadas obtêm-se através da combinação da ligação adesiva com a ligação soldada, sendo a soldadura de resistência por pontos a técnica de soldadura mais usada no fabrico deste tipo de juntas. A sinergia entre ligação adesiva e soldadura por pontos oferece vantagens competitivas em relação às ligações adesivas, tais como superior resistência e rigidez, e maior resistência ao arrancamento e à fadiga. No presente trabalho é apresentado um estudo experimental e numérico de juntas T-peel soldadas, adesivas e híbridas (adesivas-soldadas) solicitadas ao arrancamento. Considerouse o adesivo frágil Araldite® AV138 e os adesivos dúcteis Araldite® 2015 e Sikaforce® 7752 e aderentes de aço (C45E). Foi realizada uma análise dos valores experimentais e efetuada uma comparação destes valores com os resultados obtidos pelo Método de Elementos Finitos (MEF) no software ABAQUS®, que incluiu uma análise de tensões na camada de adesivo e previsão do comportamento das juntas por MDC. Observou-se que, dos três adesivos em estudo, o adesivo Sikaforce® 7752 é o que apresenta o melhor desempenho na ligação de juntas T-peel. A boa concordância entre os resultados experimentais e numéricos permitiu validar a utilização de MDC para previsão da resistência de juntas T-peel adesivas e híbridas. Assim, o presente trabalho representa uma base para posterior aplicação no projeto deste tipo de ligação, com as vantagens decorrentes na redução do tempo de projeto e maior facilidade de otimização.

Análise da vida à fadiga de ligações soldadas em T

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Caracterização mecânica e microestrutural de juntas de alumínio 6013 T4 soldados a laser

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise estrutural e de fadiga de juntas rebitadas de uso aeronaútico utilizando o método dos elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da resistência à fadiga de tubos de aço API 5CT N80 Tipo Q soldados via processo de indução magnética de alta frequência (HFIW)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Soldabilidade dos aços de extra elevada resistência do tipo 690 MPa

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia da Soldadura

Estudo do desempenho em fadiga do componente tibial metálico de um modelo de prótese total de joelho

A substituição total de uma articulação de joelho é uma técnica amplamente usada para corrigir os danos irreversíveis na juntas originais, causadas por patologias como osteoartrite e artrite reumatóide. Com o aumento número de pacientes jovens e mais ativos, a evolução na técnica da substituição da articulação total de joelho visando desempenho de longo prazo passa a ser uma demanda crítica. Portanto, na tentativa de evitar as falhas prematuras e prolongar a vida em serviço como um todo, as modificações na bandeja tibial podem produzir erros fundamentais. O design da bandeja tibial é um importante fator, porque a sua fratura pode ocorrer em função de elementos geométricos da mesma, como raios de concordância e cantos vivos. A escolha do material e do processo de fabricação também são importantes. No tocante a rota de fabricação, pode ser visto que as ligas forjadas tem o maior limite de fadiga, se comparado com as obtidas pelo processo de fundição. Entretanto, a combinação das técnicas de desenho assistido por computador (CAD), engenharia assistida por computador (CAE) e manufatura assistida por computador (CAM) podem ser uma solução rápida e barata para alcançar melhores características das bandejas tibiais. Contudo, testes pré-clínicos devem ser executados para garantir que as bandejas tibiais não falharão prematuramente devido à fadiga. As técnicas de metalografia, microdureza e espectrometria foram empregadas neste trabalho com o objetivo de caracterizar metalurgicamente a liga de aço inoxidável atualmente empregada. A rugosidade superficial foi avaliada, assim como o número de ciclos para a iniciação das trincas. Com a utilização do método de elementos finitos, verificou-se o ponto de maior tensão e, aliado ao estudo de fractografia, foi determinado o modo de falha Os resultados indicaram que o material atualmente empregado não está em conformidade com todos os requisitos das normas vigentes, de forma que um material alternativo é sugerido. Com o objetivo de melhorar a resistência à fadiga sem apresentar problemas de ordem clínica, cinco geometrias foram propostas e os resultados da análise de tensões pelo método de elementos finitos indicaram um grande potencial de aumento da vida em fadiga.