Aspectos metalúrgicos de revestimentos em dutos depositados com a superliga de níquel ERNiCrMo-4 pelos processos MIG convencional e MIG com adição de arame frio

Este trabalho estuda o perfil metalúrgico de revestimentos em dutos depositados pelos processos MIG C e MIG AF. A indústria petroquímica, e outras que utilizam dutos como meio de transporte de seus insumos, depara-se com um grande desafio: como aumentar a vida útil desses dutos em um ambiente severo de trabalho. No caso específico da petroquímica, os dutos servem como meio de transporte para petróleo e gás, que são produtos extremamente agressivos às paredes internas desses tubos que sofrem degradação por corrosão causada, principalmente, pela composição química, pressão e temperatura desses produtos. Nesse contexto a soldagem de revestimentos realizada com ligas à base de Níquel, torna-se uma excelente opção para a construção, reparo e manutenção de equipamentos cuja aplicação seja voltada a ambientes severos de trabalho, tornando possível aperfeiçoar as características requeridas, como por exemplo, a resistência à corrosão. É nesse cenário que surge o mote para a realização desta pesquisa, baseada em trabalhos que indicam que o processo de soldagem MIG/MAG com o da adição de arame frio possui a finalidade de avaliar as características metalúrgicas do revestimento em dutos depositados pelo processo derivativo MIG convencional – MIG-C e MIG com adição de arame frio – MIG AF – utilizando a liga de Níquel ERNiCrMo-4 em dutos de aço carbono. As soldas foram depositadas em dutos de diâmetro de 228,6 mm, formando uma camada de revestimento interno de quatro passes, divididos em três segmentos da circunferência do duto, em três diferentes energias de soldagem: 1,1; 0,9 e 0,7 kJ/mm. Desses segmentos retiraram-se corpos de prova dos dutos para a produção das amostras. Após a metalografia, realizada nas amostras, seguiu-se com a análise e caracterização ao microscópio óptico, microscópio eletrônico de varredura e ensaio de microdureza. Os revestimentos apresentaram excelente qualidade superficial para todos os pacotes operacionais aplicados na obtenção das soldas. As análises das regiões estudadas: metal de base; zona parcialmente misturada e zona termicamente afetada, mostraram-se compatíveis com os da literatura estudada, tanto para o MIG com adição de arame frio, quanto para o convencional. Na ZTA, foram observados valores de Tungstênio em torno de 1,0%, o aumento dos níveis de dureza foi creditado a esse fato. Os resultados de microdureza indicaram que para ambos os casos, MIG C e MIG AF, nas 4 regiões analisadas ocorreram de maneira semelhante, sendo a região da ZTA a que apresentou maiores valores na faixa de 400 a 500 HV, enquanto que nas demais regiões a faixa ficou entre 250 a 350 HV. Os resultados indicam que o processo com arame frio, MIG AF, mostrou-se tão eficiente quanto o convencional, MIG C. A energia de soldagem aumentou a diluição de Fe no metal de solda. Precipitados ricos em Mo e Cr foram encontrados no metal de solda.

Caracterização microestrutural e de propriedades mecânicas de soldas do aço ASTM A 131 pelos processos FCAW convencional e com adição de arame frio

O trabalho aqui representado retrata de modo comparativo as características mecânicas e microestruturais de metais de solda empregando duas técnicas de soldagem uma já disseminada, FCAW (Soldagem a Arco Voltaico com Arame Tubular) e a outra é inovadora, FCAW-AF (Soldagem a Arco Voltaico com Arame Tubular com Adição de um Arame Frio não energizado) em três níveis de velocidades 6, 8 e 10 m/min. Sendo que este processo variou os diâmetros dos arames frio adicionados, entre 0.8 e 1.0 mm. O metal de base utilizado foi o aço naval ASTM 131 grau A (baixo carbono) em geometria de chapas de 150 mm x 300 mm x 9,5 mm, aplicadas em chanfro em V (Bisel de 22,5º) com ângulo somado de 45º, com leve abertura de raiz de 2,4 mm. A solda usada foi do tipo topo com a aplicação de dois passes, um passe de raiz e o passe de acabamento (ou enchimento). A fim averiguar as condições desses cordões de solda foram realizados 05 tipos de ensaios destrutivos, são eles: dobramento transversal de face, tração, tenacidade ao impacto (tipo Charpy com entalhe em V), microdureza e o ensaio metalográficos. Além das análises não destrutivas como o ensaio visual e o líquido penetrante. De maneira geral, os resultados para o processo FCAW-AF, mostraram-se compatíveis, em relação ao processo FCAW convencional, porém alguns resultados apresentaram valores de propriedades mecânicas menores. Este fato pode, muito provavelmente ter ocorrido pela presença de descontinuidade na junta pelo FCAW-AF. Quanto às caracterizações microestruturais, os resultados da junta FCAW-AF foram semelhantes os da FCAW convencional para todos os níveis estudados.

Estudo da técnica de enchimento de chanfro do aço naval pelo processo GMAW-CW

Nesse trabalho estudou-se a viabilidade operacional e as características econômicas e geométrica da técnica do processo de soldagem GMAW-CW (alimentação adicional de um arame frio) em comparação Gas Metal Arc Welding (GMAW). O sistema de alimentação de arame frio foi projetado e adaptado a pistola de soldagem MIG/MAG. Utilizou-se uma fonte eletrônica de múltiplos processos ajustada em tensão constante e CC+, a proteção gasosa foi uma mistura 75%Ar+25%CO² e CO² comercialmente puro. O arame utilizado foi o da classe ER70S-6 com diametro de 1,2 mm para o arame eletrodo e 1,0 mm para o arame frio, os dois arames foram alimentados em cabeçotes independentes. As variáveis operacionais de entrada foram: a velocidade de alimentação de arame energizado, em três níveis, 4, 6 e 8 m/min e a velocidade de alimentação do arame frio em 50%, 60% e 70% da velocidade de alimentação do arame energizado. As soldagens foram automatizadas em simples deposição no sentido empurrando e o posicionamento do arame frio, em um único nível, Tandem em chanfro em “U” de chapas de aço ASTM 1020. As variáveis de resposta utilizadas foram: inspeção superficial dos cordões; análise da geometria (largura, penetração, reforço e diluição) da solda e econômicas (taxa de fusão, taxa de deposição, rendimento e custo operacional). Os resultados indicaram que para a análise superficial, com o uso do gás Ar25%CO² a superfície dos cordões mostraram-se mais homogêneas em relação ao CO² e com menor índice de salpicagem, para a análise das características econômicas, o processo GMAW-CW sempre foi superior ao processo convencional, quanto aos custos operacionais o processo convencional mostrou-se menor, porém não houve o preenchimento do chanfro, o que ocorreu com a utilização do processo GMAW-CW.

Caracterização mecânica e microestrutural do aço MARAGING 300, soldado a plasma e submetidas a reparos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

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

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Aplicação de cavacos de titânio para produção de revestimentos resistentes ao desgaste

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação da integridade estrutural em um tubo de aço API 5L X70 através da propagação de trincas por fadiga

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

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

Avaliação de juntas soldadas em tubos de aço carbono submetidos a altas temperatura e pressões

The welding process in industrial piping is still the most effective way to ensure the durability and quality of the wide range of industrial process, although because of the high demand for energy and quality of the produced products, the piping has been constantly tested for high pressure applications and still high temperature. The welding method analyzed is the TIG (Tungsten Inert Gas) welding or GTAW (Gas-Shielded Tungsten Arc Welding), which ones have as principal feature the utilization of a not consumable tungsten electrode in the torch extremity , in this process is necessary a protective atmosphere of inert gas. The welding TIG advantage is the obtaining of a welded seam clean and with quality for not has slag after the welding. This work has as objective show the variability in the carbon steel piping welding parameters and by the tests in four proof bodies will be shown the influence of the variation of the welding methods in a welded seam. The tests will vary since the piece to be welded preparation, till penetrating liquid tests, welding macrography, welding x-ray and traction tests. Even been a clean and with quality welding is necessary a final inspection in the seam welded looking for defects almost inevitable resulted of the welded process, the obtained results have the objective of indicate and minimize the defects to ensure quality and durability of the welded seam

Analise mecânica e microestrutural em estruturas tubulares aeronáuticas soldadas de aço ABNT 4130

Airplane Motor Cradles have a complex geometry, since they require different conbinations between different tubes and TIG welded in several angles. In T-25 aircraft and Universal T-27 Tucano (EMBRAER / FAB), besides having to bear the engine balance, these components maintain fixed the nose landing gear in another extremity. They are considered critical to flight safety, and for this reason, the aviation standards are extremely rigid in their production, imposing a zero index” of defects on the final weld metal quality. These structures may be containing an historical of welding repairs, whose effects on their structural integrity are not computed. In this work we analyzed the standardised AISI 4130 steel and the raw steel of tubes to the Airplane Motor Cradles. First of all, microscopy and microanalysis of the base steel, then we analyzed the effects of the TIG weld. Tensile testing was conducted to measure the difference between the mechanical properties of standardised steel and without this treatment

Modelagem do resfriamento para a zona termicamente afetada pela soldagem de tubos de aço carbono

Because the high consumption of welded pipe for exploration and conduction oil and gas, optimization of manufacturing processes is necessary to obtain better productivity, efficiency and cost reduction. The objective of this study is to analyze the forms of heat transfer during the welding of pipes using longitudinal submerged arc process them to propose a model for the temperature distribution in the welded region. For this analysis are addressed as the heat transfer modes operate in the specified welding process and the necessary considerations for the mathematical model were obtained. The calculations were performed and the simulations needed to obtain the temperature distribution in the tube were carried out. Therefore, the practice was satisfactory and the results showed a range of temperatures along the pipe for a particular model and the future suggestions for improvement of this work

Estudo de tensões residuais em juntas soldadas utilizando o método dos elementos finitos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Análise da pulsação térmica do processo TIG na soldagem da liga AA6063T6

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

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

Construção de um equipamento de ensaio de desgaste micro abrasivo por esfera rotativa fixa para análise do desgaste em revestimento duro aplicado por soldagem

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS