Avaliação do método de correntes parasitas para inspeção de defeitos no aço API 5L X65 através de um sensor planar

O petróleo e o gás natural são insumos de extrema importância na sociedade em seu uso como combustíveis e geradores de energia, além de serem agregados na fabricação em uma série de produtos. Assim têm se estimulado a utilização de aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) como uma maneira eficaz para a utilização de sistemas duto viários operando a altas pressões e vazões com reduzidos peso e custo. O aço API 5L X65 é utilizado na produção de dutos que serão submetidos a pressões médias e altas e nos quais a preocupação com o peso e economia é importante. Com o aumento da extração e produção desses insumos torna-se vital a constante ampliação dos níveis de segurança e confiabilidade estrutural em sistemas duto viário para o seu transporte. As estruturas utilizadas se encontram em meios agressivos tais como atmosferas corrosivas, ambiente de alta pressão e temperaturas extremas, e em condições desfavoráveis de operação. Os ensaios não destrutivos (END) se destacam entre as opções disponíveis de inspeção devido a sua capacidade de detectar, localizar e dimensionar defeitos, sem causar nenhum dano às propriedades do componente. Nesse trabalho são apresentados os parâmetros e características para o uso da técnica de correntes parasitas na inspeção de descontinuidades no aço API 5L X65 através do uso de um sensor composto por bobinas planares desenhadas em placas de circuito impresso (PCB). A otimização dos parâmetros a serem aplicados na construção do sensor, foi realizada através do software de modelagem por elementos finitos (MEF) COMSOL Multiphysics® 5.2a no ambiente "2D axisymmetric" na qual o sensor composto pelas bobinas de 5 voltas se mostrou mais sensível. Posteriormente foi realizada a modelagem no ambiente “3D” do mesmo software simulando a detecção de defeitos superficiais em uma placa do aço em estudo. O processo de construção do sensor foi realizado de forma empírica no qual o uso de placas PCB se mostrou uma alternativa eficiente, de considerável usabilidade e baixo custo. Obtiveram-se relações satisfatórias entre os resultados numéricos e experimentais. Ainda, foi realizado um ensaio de fadiga visando avaliar a capacidade de detecção do sensor à propagação de uma trinca. O s resultados obtidos no ensaio de fadiga também foram satisfatório.Oil and gas are extremely important inputs into society in their use as fuels and energy generators, as well as being aggregated in manufacturing into a series of products. Thus the use of high strength and low alloy steels (HSLA) has been stimulated as an effective way to use duct systems operating at high pressures and flows with reduced weight and cost. API 5L X65 steel is used in the production of ducts that will be subjected to medium and high pressures and in which concern about weight and economy is important. With the increase in the extraction and production of these inputs, it is vital to constantly increase levels of safety and structural reliability in road duct systems for their transportation. The structures used are in aggressive media such as corrosive atmospheres, high pressure environment and extreme temperatures, and under unfavorable operating conditions. Non-destructive testing (NDT) excels among the available inspection options due to its ability to detect, locate and size defects without causing any damage to component properties. In this work the parameters and characteristics for the use of the parasitic current technique in the inspection of discontinuities in API 5L X65 steel are presented through the use of a sensor composed of planar coils drawn on printed circuit boards (PCBs). The optimization of the parameters to be applied in the construction of the sensor was performed using COMSOL Multiphysics® 5.2a finite element modeling software (MEF) in the "2D axisymmetric" environment in which the sensor composed of the 5-turn coils proved to be more sensitive. Afterwards, 3D modeling of the same software was performed simulating the detection of surface defects in a steel plate under study. The sensor construction process was carried out in an empirical way in which the use of PCB boards proved to be an efficient alternative, of considerable usability and low cost. Satisfactory relationships between numerical and experimental results were obtained. In addition, a fatigue test was carried out to evaluate the detection capacity of the sensor for the propagation of a crack. The results obtained in the fatigue test were also satisfactory

Carbon steel study to reduce the cost alloy in the production of CA60

Este trabalho tem como objetivos principais a redução de custo em ligas e aumento de produtividade na produção do vergalhão CA60 atendendo as especificações de propriedades mecânicas contidas na norma ABNT NBR 7480 de 2007. Para atingir estes objetivos foram reduzidas as faixas de composição química dos elementos C, Si e Mn na aciaria. Posteriormente o tarugo foi laminado a quente produzindo fio-máquina com bitola superior à anteriormente empregada. O fio-máquina de bitola superior foi processado no laminador a frio elevando as propriedades mecânicas através do mecanismo de encruamento por conformação mecânica, compensando a redução nos teores de elementos de liga praticada no aço. Para verificação de propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração determinando os limites de escoamento e resistência, relação elástica e alongamento, além de ensaios de dobramento e enrolamento.This work has as main objective to reduce alloy costs and to increased productivity in the processing of CA60 reinforcing bars, according to mechanical properties specified by the Brazilian standard NBR 7480, issued in 2007. To achieve these objectives the C, Si and Mn contents in the alloy were reduced. Afterwards the billets were hot rolled, producing gauge wire rod with diameter higher than the previously employed. The higher gauge wire rod was processed in the cold rolling mill, raising the mechanical properties through hardening mechanism by mechanical forming offsetting the reduction of alloy contents in the steel. The mechanical properties of the reinforcing bars with lower alloy content were checked through tension, bending and winding tests

Estudo de aço ao carbono para redução de custos na produção de arame nervurado CA60

Este trabalho tem como objetivos principais a redução de custo em ligas e aumento de produtividade na produção do vergalhão CA60 atendendo as especificações de propriedades mecânicas contidas na norma ABNT NBR 7480 de 2007. Para atingir estes objetivos foram reduzidas as faixas de composição química de elementos C, Si e Mn na aciaria. Posteriormente o tarugo foi laminado a quente produzindo fio-máquina de bitola superior à anteriormente empregada. O fio-máquina de bitola superior foi empregado no laminador a frio elevando as propriedades mecânicas através do mecanismo de encruamento por conformação mecânica, compensando a redução de ligas praticada no aço. O emprego da nova bitola de fio-máquina oportunizou a redução de enleios no processo de laminação a frio, reduzindo drasticamente as paradas de produção geradas por essa espécie de ocorrência. Para verificação de propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração determinando limites de escoamento e resistências, relação elástica e alongamento além de ensaios de dobramento e enrolamento. Ainda foram realizados testes em produtos tais como telas e treliças simulando condições de aplicação semelhantes às do cliente.This work has as main objectives to reduce cost alloy and increased productivity in the production of CA60 as the specifications of mechanical properties in the standard NBR 7480 2007. To achieve these objectives were reduced the chemical composition ranges of elements C, Si and Mn in the melt shop. Later billet was hot rolled producing gauge wire rod higher than previously employed. The higher gauge wire rod was used in cold rolling mill raising the mechanical properties through hardening mechanism by mechanical forming offsetting the reduction in steel alloys practiced. The use of the new gauge wire rod provided an opportunity to “enleios” reduction in cold rolling processes, drastically reducing production downtime generated by this kind of occurrence. For verification mechanical properties, tests were conducted to determine limits and stretching as well as folding and winding tests. Although tests were performed on final products, simulating similar application conditions the client

Estudo de aço ao carbono para redução de custos na produção de arame nervurado CA60

Este trabalho tem como objetivos principais a redução de custo em ligas e aumento de produtividade na produção do vergalhão CA60 atendendo as especificações de propriedades mecânicas contidas na norma ABNT NBR 7480 de 2007. Para atingir estes objetivos foram reduzidas as faixas de composição química de elementos C, Si e Mn na aciaria. Posteriormente o tarugo foi laminado a quente produzindo fio-máquina de bitola superior à anteriormente empregada. O fio-máquina de bitola superior foi empregado no laminador a frio elevando as propriedades mecânicas através do mecanismo de encruamento por conformação mecânica, compensando a redução de ligas praticada no aço. O emprego da nova bitola de fio-máquina oportunizou a redução de enleios no processo de laminação a frio, reduzindo drasticamente as paradas de produção geradas por essa espécie de ocorrência. Para verificação de propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração determinando limites de escoamento e resistências, relação elástica e alongamento além de ensaios de dobramento e enrolamento. Ainda foram realizados testes em produtos tais como telas e treliças simulando condições de aplicação semelhantes às do cliente.This work has as main objectives to reduce cost alloy and increased productivity in the production of CA60 as the specifications of mechanical properties in the standard NBR 7480 2007. To achieve these objectives were reduced the chemical composition ranges of elements C, Si and Mn in the melt shop. Later billet was hot rolled producing gauge wire rod higher than previously employed. The higher gauge wire rod was used in cold rolling mill raising the mechanical properties through hardening mechanism by mechanical forming offsetting the reduction in steel alloys practiced. The use of the new gauge wire rod provided an opportunity to “enleios” reduction in cold rolling processes, drastically reducing production downtime generated by this kind of occurrence. For verification mechanical properties, tests were conducted to determine limits and stretching as well as folding and winding tests. Although tests were performed on final products, simulating similar application conditions the client

Avaliação do método de correntes parasitas para inspeção de defeitos no aço API 5L X65 através de um sensor planar

O petróleo e o gás natural são insumos de extrema importância na sociedade em seu uso como combustíveis e geradores de energia, além de serem agregados na fabricação em uma série de produtos. Assim têm se estimulado a utilização de aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) como uma maneira eficaz para a utilização de sistemas duto viários operando a altas pressões e vazões com reduzidos peso e custo. O aço API 5L X65 é utilizado na produção de dutos que serão submetidos a pressões médias e altas e nos quais a preocupação com o peso e economia é importante. Com o aumento da extração e produção desses insumos torna-se vital a constante ampliação dos níveis de segurança e confiabilidade estrutural em sistemas duto viário para o seu transporte. As estruturas utilizadas se encontram em meios agressivos tais como atmosferas corrosivas, ambiente de alta pressão e temperaturas extremas, e em condições desfavoráveis de operação. Os ensaios não destrutivos (END) se destacam entre as opções disponíveis de inspeção devido a sua capacidade de detectar, localizar e dimensionar defeitos, sem causar nenhum dano às propriedades do componente. Nesse trabalho são apresentados os parâmetros e características para o uso da técnica de correntes parasitas na inspeção de descontinuidades no aço API 5L X65 através do uso de um sensor composto por bobinas planares desenhadas em placas de circuito impresso (PCB). A otimização dos parâmetros a serem aplicados na construção do sensor, foi realizada através do software de modelagem por elementos finitos (MEF) COMSOL Multiphysics® 5.2a no ambiente "2D axisymmetric" na qual o sensor composto pelas bobinas de 5 voltas se mostrou mais sensível. Posteriormente foi realizada a modelagem no ambiente “3D” do mesmo software simulando a detecção de defeitos superficiais em uma placa do aço em estudo. O processo de construção do sensor foi realizado de forma empírica no qual o uso de placas PCB se mostrou uma alternativa eficiente, de considerável usabilidade e baixo custo. Obtiveram-se relações satisfatórias entre os resultados numéricos e experimentais. Ainda, foi realizado um ensaio de fadiga visando avaliar a capacidade de detecção do sensor à propagação de uma trinca. O s resultados obtidos no ensaio de fadiga também foram satisfatório.Oil and gas are extremely important inputs into society in their use as fuels and energy generators, as well as being aggregated in manufacturing into a series of products. Thus the use of high strength and low alloy steels (HSLA) has been stimulated as an effective way to use duct systems operating at high pressures and flows with reduced weight and cost. API 5L X65 steel is used in the production of ducts that will be subjected to medium and high pressures and in which concern about weight and economy is important. With the increase in the extraction and production of these inputs, it is vital to constantly increase levels of safety and structural reliability in road duct systems for their transportation. The structures used are in aggressive media such as corrosive atmospheres, high pressure environment and extreme temperatures, and under unfavorable operating conditions. Non-destructive testing (NDT) excels among the available inspection options due to its ability to detect, locate and size defects without causing any damage to component properties. In this work the parameters and characteristics for the use of the parasitic current technique in the inspection of discontinuities in API 5L X65 steel are presented through the use of a sensor composed of planar coils drawn on printed circuit boards (PCBs). The optimization of the parameters to be applied in the construction of the sensor was performed using COMSOL Multiphysics® 5.2a finite element modeling software (MEF) in the "2D axisymmetric" environment in which the sensor composed of the 5-turn coils proved to be more sensitive. Afterwards, 3D modeling of the same software was performed simulating the detection of surface defects in a steel plate under study. The sensor construction process was carried out in an empirical way in which the use of PCB boards proved to be an efficient alternative, of considerable usability and low cost. Satisfactory relationships between numerical and experimental results were obtained. In addition, a fatigue test was carried out to evaluate the detection capacity of the sensor for the propagation of a crack. The results obtained in the fatigue test were also satisfactory

Carbon steel study to reduce the cost alloy in the production of CA60

Este trabalho tem como objetivos principais a redução de custo em ligas e aumento de produtividade na produção do vergalhão CA60 atendendo as especificações de propriedades mecânicas contidas na norma ABNT NBR 7480 de 2007. Para atingir estes objetivos foram reduzidas as faixas de composição química dos elementos C, Si e Mn na aciaria. Posteriormente o tarugo foi laminado a quente produzindo fio-máquina com bitola superior à anteriormente empregada. O fio-máquina de bitola superior foi processado no laminador a frio elevando as propriedades mecânicas através do mecanismo de encruamento por conformação mecânica, compensando a redução nos teores de elementos de liga praticada no aço. Para verificação de propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração determinando os limites de escoamento e resistência, relação elástica e alongamento, além de ensaios de dobramento e enrolamento.This work has as main objective to reduce alloy costs and to increased productivity in the processing of CA60 reinforcing bars, according to mechanical properties specified by the Brazilian standard NBR 7480, issued in 2007. To achieve these objectives the C, Si and Mn contents in the alloy were reduced. Afterwards the billets were hot rolled, producing gauge wire rod with diameter higher than the previously employed. The higher gauge wire rod was processed in the cold rolling mill, raising the mechanical properties through hardening mechanism by mechanical forming offsetting the reduction of alloy contents in the steel. The mechanical properties of the reinforcing bars with lower alloy content were checked through tension, bending and winding tests