Comparação da temperatura do início de alívio de tensão na soldagem do aço ASTM A 335 Grade...

COMPARCOMPARAÇÃO DA TEMPERATURA DO INÍCIO DO ALÍVIO DE TENSÃO NA SOLDAGEM DO AÇO

ASTM A 335 GRADE P91ASTM A 335 GRADE P91

Nome do aluno1, Johnny Alencar Pereira

Nome do Orientador2, Péricles Bosquetti1 Estudante de Tecnologia em Mecânica: Processos de Soldagem – Fatec-Sertãozinho

2 Prof. Dr. Péricles Bosquetti – Fatec-Sertãozinho. Email: pericles.bosquetti@electrolux.com.br2 Prof. Dr. Péricles Bosquetti – Fatec-Sertãozinho. Email: pericles.bosquetti@electrolux.com.br

INTRODUÇÃO Tabela 1- Resultados obtidos nos ensaios de tração do CPA.INTRODUÇÃO

O desenvolvimento de materiais para serem empregados em novos projetosque trabalham em condições críticas de temperatura e pressão torna-se muito

CPADiâmetro

(mm)Área

(mm2)

Força Máxima

(N)

Limite de Resistência

(MPa)

Local da Fratura / Tipo

Metal Base /

Tabela 1- Resultados obtidos nos ensaios de tração do CPA.

que trabalham em condições críticas de temperatura e pressão torna-se muitorelevante, pois ainda há uma grande carência técnica por parte das indústriasem trabalhar com esses materiais.Entre os aços-liga do tipo 9Cr-1Mo comercializados, o aço T/P91 foi o que

T 01 12,660 125,880 95742,324 760,583 Metal Base / Dúctil

T 02 12,680 126,278 96713,182 765,874 Metal Base / Dúctil

Entre os aços-liga do tipo 9Cr-1Mo comercializados, o aço T/P91 foi o queapresenta a maior resistência a tensões, sendo muito usado em todo o mundoem grandes plantas industriais que operam em condições de altas temperaturase pressões de trabalho.

Figura 11- Plotagem dascurvas dos ensaios detração do CPA.e pressões de trabalho.

O Objetivo deste trabalho foi apresentar uma comparação entre diferentestratamentos de alívio de tensão aplicados após soldagem do aço ASTM A 335Grade P91, e sua influência nas propriedades mecânicas.

tração do CPA.

CP BDiâmetro Área

Força Máxima

Limite de Resistência

Local da

Tabela 2- Resultados obtidos nos ensaios de tração do CPB.

Grade P91, e sua influência nas propriedades mecânicas.

MATERIAL E MÉTODOS

CP BDiâmetro

(mm)Área

(mm2)Máxima

(N)Resistência

(MPa)

Local da Fratura / Tipo

T 01 12,710 126,876 97134,868 765,586Metal Base /

Dúctil Metal Base /

Para este trabalho foi realizada a soldagem utilizando os processos desoldagem GTAW no passe de raiz e SMAW nos passes de enchimento eacabamento para os dois corpos de prova estudados. Logo após a soldagem,

T 02 12,730 127,276 93977,127 738,372Metal Base /

Dúctil

Figura 12- Plotagem dasacabamento para os dois corpos de prova estudados. Logo após a soldagem,ao atingir 270ºC iniciou-se alívio de tensão em um corpo de prova (CPB),enquanto o outro esperou atingir a temperatura ambiente para iniciar o alívio de

Figura 12- Plotagem dascurvas dos ensaios detração do CPB.

• Ensaios de Microdureza :tensão (CPA). Ambos realizados por resistência elétrica, conforme Fig. 5 e 6 • Ensaios de Microdureza :O corpo de prova CPB no qual o alívio de tensão foi iniciado a 270°Capresentou em todas as regiões, valores bem abaixo quando comparado aoCPA ,que teve o alívio de tensão iniciado em temperatura ambiente.CPA ,que teve o alívio de tensão iniciado em temperatura ambiente.

Figura 1- Corpos de provaapós a preparação para

Figura 2 - Corpo deprova CPA durante o

Figura 3 - Corpo deprova CPB durante oapós a preparação para

soldagem.prova CPA durante oprocesso de soldagem.

prova CPB durante oprocesso de soldagem.

Figura 13- Mapeamento dos pontos Figura 14- Gráfico comparativo comFigura 13- Mapeamento dos pontos de microdueza medidos nos CPs.

Figura 14- Gráfico comparativo comos valores de microdureza obtidos.

• Análises Metalográficas:

Figura 5 - Gráfico do alívio de tensão do corpo deprova CPA, que teve o início logo após o corpo deprova atingir a temperatura ambiente.

As metalografias foram realizadas nas regiões: metal de base, zonastermicamente afetadas e na solda dos corpos de provas CPA e CPB. Emambos observou-se a matriz martensítica de baixo carbono com carbetos

Figura 4 - Corpo deprova durante o iníciodo tratamento térmico

prova atingir a temperatura ambiente. ambos observou-se a matriz martensítica de baixo carbono com carbetosglobulares dispersos, sem apresentar diferenças significativas nas amostras.

de alívio de tensões.

Figura 6 - Gráfico do alívio de tensão do corpo deFigura 6 - Gráfico do alívio de tensão do corpo deprova CPB, que teve início logo após a soldagemcom temperatura de 270°C.

Figura 15- Metalografiado Metal de Base do

Figura 16- Metalografiada Zona Termicamente

Figura 17- Metalografiada solda do CPA.

RESULTADOS E DISCUSSÃOdo Metal de Base doCPA.

da Zona TermicamenteAfetadado do CPA.

da solda do CPA.

Os corpos de prova foram ensaiados e analisados conforme descrito abaixo:

• Ensaio por Líquido penetrante:Os ensaios por líquido penetrante foram realizados após o tratamento deOs ensaios por líquido penetrante foram realizados após o tratamento dealívio de tensões, onde não foi encontra nenhuma não conformidade.

Figura 20- MetalografiaFigura 18- Metalografia Figura 19- Metalografia

CONCLUSÕES

Figura 20- Metalografiada solda do CPB.

Figura 18- Metalografiado Metal de Base doCPB.

Figura 19- Metalografiada Zona TermicamenteAfetada do CPB.

CONCLUSÕES

Ambas as soldas realizadas nos corpos de provas CPA e CPB atenderam aoFigura 7- Aplicação do líquido penetrante (a) aplicação do revelador (b) no CPA.

Figura 8- Aplicação do líquido penetrante (a) aplicação do revelador (b) no CPB. Ambas as soldas realizadas nos corpos de provas CPA e CPB atenderam ao

especificado pela seção IX do Código ASME Edição 2010 adenda 2011.Nos ensaios de tração, dobramento e análises metalográficas não foramobservadas diferenças significativas entre os corpos de prova CPA e CPB.

(a) aplicação do revelador (b) no CPA. (a) aplicação do revelador (b) no CPB.

• Ensaio de dobramento guiado:O ensaio de dobramento guiado foi realizado seguindo orientação do QW-162 observadas diferenças significativas entre os corpos de prova CPA e CPB.

Porém pelo ensaio de microdureza, foi observado que para CPB, que teve oinício do alívio de tensão logo após a soldagem com temperatura de início de270°C, apresentou valores de dureza mais baixos que CPA que o início do alívio

O ensaio de dobramento guiado foi realizado seguindo orientação do QW-162e QW 163 da seção IX do código ASME edição 2010 adenda 2011. Comoresultados, não apresentou nenhuma descontinuidade nas amostras.

270°C, apresentou valores de dureza mais baixos que CPA que o início do alíviode tensão somente após atingir a temperatura ambiente, que pode estarrelacionado com o alívio na martensita antes de sua transformação total, queocorreria somente abaixo de 100ºC. Como para avaliar a qualidade do alívio deocorreria somente abaixo de 100ºC. Como para avaliar a qualidade do alívio detensão em materiais soldados utiliza-se ensaio de dureza, conclui-se que ocorpo de prova CPB com menor dureza seria o mais viável, porém, se faznecessário avaliar os mesmos em ensaios de fluência para uma melhor

Figura 9 - CPA: corpos de provaantes do ensaio (a) corpos de prova

Figura 10 - CPB: corpos de provaantes do ensaio (a) corpos de prova necessário avaliar os mesmos em ensaios de fluência para uma melhor

avaliação, pois sendo similares, é aconselhável iniciar o alivio de tensão logoapós a soldagem.

REFERÊNCIAS

antes do ensaio (a) corpos de provaapós os ensaios de dobramento (b).

antes do ensaio (a) corpos de provaapós os ensaios de dobramento (b).

• Ensaio de tração:REFERÊNCIAS

1- SANTOS, D.; CABRITA, I.; GULYURTLU, I. Materiais para caldeiras e turbinas deCentrais termoelétricas avançadas. Ciência & Tecnologia os Materiais, Vol. 23, nº 1/2, 2011

• Ensaio de tração:Foram realizados dois ensaios de tração em cada corpo de prova soldado,

conforme QW-451 da seção IX do código ASME IX Edição 2010 Adenda2011. Os resultados encontram-se dentro da faixa especificada para o Centrais termoelétricas avançadas. Ciência & Tecnologia os Materiais, Vol. 23, nº 1/2, 2011

2 -The Babcock & Wilcox Company 38-11 Steam 41 construction.3 -LISBOA, Maurício Barreto. Nova Geração de Aços Ferríticos Fe-Cr-W(V) – Análise da Evolução Microestrutural e Comportamento Mecânico Sob Condições de Fluência. Tese de Doutorado. Rio de Janeiro, 2007

2011. Os resultados encontram-se dentro da faixa especificada para omaterial ASTM A 335 Grade P91, sendo especificado limite de resistência de585MPa mínimo e estão apresentados nas Figuras 11 e 12 e Tabelas 1 e 2.

de Doutorado. Rio de Janeiro, 2007