Avaliação do comportamento em fratura de juntas soldadas de tubos de aço 2 1/4 Cr 1 Mo em alta temperatura

O presente trabalho teve como objetivo analisar o comportamento do crescimento de trinca em corpos de prova ensaiados a 538 °C retirados de uma junta soldada do aço 2 1/4 Cr 1 Mo de uma tubulação de 2,5 polegadas de espessura e 20 polegadas de diâmetro, que operou 100.000 horas a uma pressão de 115 kgf/cm2 (11,5 MPa). Foram comparadas as velocidades de propagação de trinca da zona afetada pelo calor, interface ZAC/metal de solda e metal de solda das juntas soldadas em função do fator de intensidade de tensões na ponta da trinca (K) e do fator não linear C*. Além dos ensaios em atmosfera normal, alguns testes de propagação de trinca em alta temperatura foram realizados com atmosfera inerte com o objetivo de avaliar a formação e a influência dos óxidos na velocidade de propagação da trinca. Os experimentos realizados incluem a avaliação metalográfica, fractográfica, ensaios de mecânica da fratura em alta temperatura e ensaios termogravimétricos. Os resultados indicaram que o material apresentou maior velocidade de propagação de trinca na região de interface ZAC/MS, para um mesmo valor de K e de C*, região esta onde foi encontrada uma mudança microestrutural acentuada; e que a atmosfera inerte de argônio não diminuiu a velocidade de propagação da trinca.The aim of this present work is to characterize the crack growing behaviour in a welded joint of the 2 1/4 Cr, 1 Mo steel of a steam pipe, with 2,5 inches of thickness and 20 inches of diameter, that worked at 115 Kgf/cm2 (11 ,5 MPa) pressure for 100.000 hours. The cracking propagation rates were compared between heat affected zone, interface HAZ/weld and weld of a weld joint as a function of the K and C*. Also some tests of cracking propagation in high temperature were made with inert atmosphere with the objective of to analyse the influence of the oxides in the crack propagation rate. The performed experiment included metallographic evaluation, fractography, tests of fracture mechanics in high temperature and thermogravimetry tests. The results indicated that cracking showed more velocity in the region of interface of the HAZ/weld for a same K and C*, region where there was changes in the microstructure; and that the inert atmosphere didn't affect the cracking growth rate

Effect of chemical passivation treatment on pitting corrosion resistance of AISI 430 and AISI 316L stainless steels

Com o intuito de evitar ou minimizar a corrosão por pite dos aços inoxidáveis é possível aprimorar a capacidade protetiva da camada passiva dessas ligas, e um dos métodos para se obter esse resultado é o tratamento superficial de passivação química. Nesse contexto foi investigado o efeito do tratamento de passivação química com ácido nítrico na resistência à corrosão por pite e no acabamento superficial dos aços inoxidáveis ferrítico AISI 430 e austenítico AISI 316L em meio contendo cloreto. Para isso duas condições superficiais foram utilizadas para cada material: superfície lixada e superfície passivada quimicamente conforme a norma ASTM A967/967M. O acabamento superficial foi caracterizado pela avaliação da rugosidade média e análise visual por microscopia óptica. O comportamento frente à corrosão foi avaliado através de ensaios de polarização anódica cíclica em 0,6 M NaCl conforme norma ASTM G61 e a morfologia dos pites foi caracterizada por microscopia óptica. De acordo com os resultados, a resistência à corrosão por pite dos aços inoxidáveis AISI 430 e AISI 316L submetidos ao tratamento de passivação tiveram os potenciais de pite e de repassivação aumentados em relação ao valor obtido com a superfície lixada, ou seja, tiveram sua resistência à corrosão por pite melhorada.In order to avoid or minimize the pitting corrosion on stainless steels it is possible to enhance the protective capacity of the passive layer from these alloys and one of the methods to obtain this result is the chemical passivation treatment. In this context, the effect of the passivation treatment with nitric acid on pitting corrosion resistance and surface finishing of the AISI 430 and AISI 316L stainless steels in chloride containing media was investigated. To that, two surface conditions are studied for each material: abraded surface and chemically passivated surface according to ASTM A967/967M. The surface finishing was characterized by roughness evaluating and visual analysis through optical microscopy. The corrosion behavior was evaluated by cyclic anodic polarization tests in 0.6M NaCl according to ASTM G61 and the morphology of pitting corrosion was characterized by optical microscopy. According to the results, the chemical passivation treatment had no significant effect on the surface finishing of both steels. Regarding to the pitting corrosion resistance, the AISI 430 and AISI 316L stainless steels subjected to the passivation treatment had the pitting and repassivation potentials increased in relation to the value obtained with the ground surface, that is, the pitting corrosion resistance was improved

Estudo da interação e dos danos causados pelo hidrogênio aos metais

Dentre os vários tipos de degradações as quais os metais estão propensos, a interação com o hidrogênio é uma das menos esclarecidas e que vem ganhando importância devido à descoberta de novas reservas de petróleo e da possibilidade de utilização do hidrogênio como combustível. O objetivo principal deste estudo foi de ampliar o conhecimento da interação do hidrogênio com os metais e ligas. Iniciou-se pela descrição do mecanismo físico-químico, o qual geralmente engloba quatro etapas: adsorção física, adsorção química, penetração e difusão. Apontou-se o fato de que apenas o hidrogênio atômico é capaz de se difundir no metal sólido. Foram descritas algumas características qualitativas (como sítios aprisionadores) e quantitativas (como difusividade e solubilidade) do hidrogênio no metal. Na segunda parte do trabalho foi estudado o dano resultante da interação, desde suas teorias até a proposição de uma classificação, bem como a descrição das diferentes formas de dano, que incluem empolamento, fragilização, ataque por hidrogênio, defeitos provenientes da fabricação e formação de hidretos A pesquisa constatou-se a importância do assunto, confirmando que este é um campo de estudos vasto e não totalmente compreendido, o qual representa um grande desafio científico e tecnológico

Princípios do processo de galvanização à quente

Galvanização à quente ou à fogo é o processo de aplicação de revestimento de zinco a componentes de aço ou ferro fundido, através da imersão do componente em um banho de zinco fundido. O presente trabalho apresenta os princípios básicos da galvanização à quente, desde as vantagens do processo até a determinação da espessura ideal depositada. Diferentes processos podem ser utilizados no revestimento de superfícies metálicas com zinco: a galvanização por imersão a quente ou zincagem a fogo, a eletrodeposição ou zincagem a frio e, também a metalização ou aspersão térmica, sendo o primeiro mais utilizado por ser o mais econômico. O revestimento de chapas de aço por imersão a quente cresceu significativamente, impulsionado pelas necessidades da indústria automotiva, de construção civil e linha branca. Estes segmentos utilizam os aços galvanizados por imersão à quente para a fabricação de carrocerias, longarinas, barras de reforço lateral e de teto, refrigeradores, freezers, fogões, máquinas de lavar e outros. As características do produto dependem da presença e distribuição desses compostos intermediários zinco/ferro no revestimento e o desenvolvimento de cada um dos compostos podem ser afetados pelo tempo de imersão, temperatura, taxa de resfriamento e composição química do banho e do substrato de aço

Princípios do processo de galvanização à quente

Galvanização à quente ou à fogo é o processo de aplicação de revestimento de zinco a componentes de aço ou ferro fundido, através da imersão do componente em um banho de zinco fundido. O presente trabalho apresenta os princípios básicos da galvanização à quente, desde as vantagens do processo até a determinação da espessura ideal depositada. Diferentes processos podem ser utilizados no revestimento de superfícies metálicas com zinco: a galvanização por imersão a quente ou zincagem a fogo, a eletrodeposição ou zincagem a frio e, também a metalização ou aspersão térmica, sendo o primeiro mais utilizado por ser o mais econômico. O revestimento de chapas de aço por imersão a quente cresceu significativamente, impulsionado pelas necessidades da indústria automotiva, de construção civil e linha branca. Estes segmentos utilizam os aços galvanizados por imersão à quente para a fabricação de carrocerias, longarinas, barras de reforço lateral e de teto, refrigeradores, freezers, fogões, máquinas de lavar e outros. As características do produto dependem da presença e distribuição desses compostos intermediários zinco/ferro no revestimento e o desenvolvimento de cada um dos compostos podem ser afetados pelo tempo de imersão, temperatura, taxa de resfriamento e composição química do banho e do substrato de aço

Efeito do tratamento de passivação química na resistência à corrosão por pite dos aços inoxidáveis ferrítico AISI 430 e austenítico AISI 316L

 Com o intuito de evitar ou minimizar a corrosão por pite dos aços inoxidáveis é possível aprimorar a capaci-dade protetiva da camada passiva dessas ligas, e um dos métodos para se obter esse resultado é o tratamento superficial de passivação química. Nesse contexto foi investigado o efeito do tratamento de passivação quí-mica com ácido nítrico na resistência à corrosão por pite e no acabamento superficial dos aços inoxidáveis ferrítico AISI 430 e austenítico AISI 316L em meio contendo cloreto. Para isso duas condições superficiais foram utilizadas para cada material: superfície lixada e superfície passivada quimicamente conforme a norma ASTM A967/967M. O acabamento superficial foi caracterizado pela avaliação da rugosidade média e análise visual por microscopia óptica. O comportamento frente à corrosão foi avaliado através de ensaios de polari-zação anódica cíclica em 0,6 M NaCl conforme norma ASTM G61 e a morfologia dos pites foi caracterizada por microscopia óptica. De acordo com os resultados, a resistência à corrosão por pite dos aços inoxidáveis AISI 430 e AISI 316L submetidos ao tratamento de passivação tiveram os potenciais de pite e de repassiva-ção aumentados em relação ao valor obtido com a superfície lixada, ou seja, tiveram sua resistência à corro-são por pite melhorada.Palavras-chave: Aços inoxidáveis; Passivação química; Corrosão por pite; Resistência à corrosão; Polariza-ção anódica cíclica

Estimativa do intervalo de tempo entre as paradas de decoking em fornos de pirólise

Tubes operating in the pyrolysis of organic substances suffer structural degradation resulting from carburizing mechanisms that, in general, take the failures of the tubes. The lifetime of the tubes that operate in the process ranges from 10,000 hours to 40,000 hours depending on the degree of carburizing suffered during pyrolysis. This work had as objective to estimate the time interval between stops of decoking, relating the following variables: carbon diffusion, temperature, ferromagnetism and microstructure formed. There was a correlation between the thickness of carburized and its magnetic field generated by the new intermetallic components. The results indicated that for pipes operating at a temperature of 1050 degrees Celsius, and operating time up to 10.000h, the average time suggested stops is 435 hours. As for a tube that runs between 10,000 hours and 20,000 hours, the average time suggested is 370 hours. The estimated time between decoking the charts should be used as a complementary tool to the operator control, and not as the sole measure of the process.Key words: carburization, pyrolysis, life of equipments.Os tubos que operam na pirólise de substâncias orgânicas sofrem degradação estrutural resultante dos mecanismos de carburização que, em geral, levam a falhas dos tubos. O tempo de vida dos tubos que operam no processo varia desde 10.000 horas até 40.000 horas, dependendo do grau de carburização sofrido durante a pirólise. Este trabalho teve como objetivo estimar o intervalo de tempo entre as paradas de decoking, relacionando as seguintes variáveis: difusão do carbono, temperatura, ferromagnetismo e a microestrutura formada. Foi realizada uma correlação entre a espessura carburizada e o respectivo campo magnético gerado pelos novos componentes intermetálicos. Os resultados indicaram que, para tubos que operam numa temperatura de 1050 graus Celsius, e tempo de operação até 10.000h, o tempo médio sugerido de paradas é de 435 horas. Já para um tubo que opera entre 10.000 horas e 20.000 horas, o tempo médio sugerido é de 370 horas. A estimativa do intervalo de tempo entre as paradas de decoking deve ser utilizada como uma ferramenta complementar ao controle do operador, e não como única medida do processo.Palavras-chave: carburização, pirólise, vida útil de equipamentos

Efeito da soldagem nas propriedades mecânicas e metalúrgicas do aço API 5L X65

Este estudo avaliou as propriedades mecânicas e metalúrgicas de uma junta de topo soldada em tubulação de aço API 5L X65, aço microligado, amplamente utilizado na indústria offshore. O procedimento inicia com o revestimento (cladding) da região a ser soldada e vizinhança com metal de adição, através do processo de soldagem TIG que também é utilizado nos diferentes passes de raiz. O revestimento da junta soldada foi realizado pelo processo SMAW. Esses procedimentos de soldagem foram avaliados com a utilização de corpos de prova, submetidos a ensaios mecânicos e metalúrgicos requeridos por normas aplicáveis à indústria offshore. Adicionalmente, foram realizados ensaios complementares, relacionados ao tamanho de grão austenítico na Zona Termicamente Afetada (ZTA) e Zona de Fusão (ZF). Concluiu-se que o procedimento de soldagem utilizado pode ser largamente aplicado na indústria, sem comprometimento significativo do metal base, ZTA e ZF, minimizando a necessidade de tratamentos térmicos posteriores

Application of the single-minute exchange of die system to the CNC sector of a shoe mold company

The aim of this work is to present a quantitative evaluation of the benefits of applying the Single-Minute Exchange of Die (SMED) implemented in a shoe mold company. Based on the application of this methodology, we noticed that real gains were obtained with very little financial investment. The improvements observed in the sector were the reduction of set-up time by 60%, with an average set-up time of approximately 7 min, and an increase in the productive capacity of the sector by around 3%. There was a reduction in the incidence of errors in the machined parts due to the standardization of the processes performed by the operators. Among the advantages presented with the new system are reduced material exchange time, reduced time spent fine-tuning, less chance of errors during exchanges, improved product quality, greater reliability with respect to reduction of dissociation stocks and the flexibilization of the production system

Avaliação da efetividade do tratamento termoquímico de carbonitretação em engrenagens de motocicletas

O objetivo desse estudo é avaliar a efetividade do tratamento termoquímico de carbonitretação empregado em engrenagens de motocicletas, para possível substituição de um aço médio carbono, por um aço de baixo carbono. Para isto foi determinada à composição química do material, analisado a microestrutura, verificado o perfil de microdureza e observando-se a conformidade dos ensaios. As engrenagens utilizadas no tratamento termoquímico foram produzidas com aço SAE 1015, as quais foram submetidas à austenitização na temperatura de 880 °C durante 6 horas, utilizando atmosfera controlada com potencial de carbono de 1% e reduzido volume de NH3, sendo posteriormente temperada em óleo e revenidas a uma temperatura de 180 °C durante um período de 1 hora.  A microestrutura do núcleo apresentou ferrita, perlita e martensita de baixo carbono junto aos contornos de grão. Já na camada carbonitretada detectou-se nitretos de elevada dureza e martensita de alto carbono associada a pequeno volume de austenita retida. Através da técnica de difração de raios-x, confirmou-se a presença de austenita retida na superfície das amostras. A microdureza máxima atingida foi de 949 HV0,1 e a profundidade de camada carbonitretada de 0,8 mm. Conclui-se que a utilização de um aço baixo carbono e não ligado pode-se tornar uma rota de fabricação para engrenagens, quando submetidos ao tratamento termoquímico de carbonitretação. A presença de potencial de carbono muito elevado é elemento favorável para formação de austenita retida.Palavras-chave: DRX, perfil de microdureza, tratamento termoquímic