Title

ANÁLISE DE FALHA POR FRATURA CATASTRÓFICA DE UM TUBO DE CALDEIRA

FAILURE ANALYSIS OF FRACTURED FIRE TUBE IN GAS BOILER

Authorship

Castro, Danilo Borges Villarino de; Moreto, Jeferson Aparecido; Gamboni, Otávio Contart; Spinelli, Dirceu; Tarpani, José Ricardo

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Moreto, Jeferson Aparecido

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Gamboni, Otávio Contart

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Spinelli, Dirceu

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Tarpani, José Ricardo

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DOI

10.5151/2594-5327-18069

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Abstract

Investigaram-se as causas da falha por fratura catastrófica do tubo principal da seção de aquecimento a gás de uma caldeira tubular, o qual rompeu de maneira catastrófica em serviço, sob a ação externa da água pressurizada. Para a determinação das causas da falha do tubo fornalha da caldeira e dos mecanismos que culminaram com sua fratura final, foram conduzidos os seguintes procedimentos: análise química, metalográfica e fractográfica, ensaios de tração, dureza e impacto, e microanálise por energia dispersiva de raios-X. Concluiu-se que o tubo fornalha falhou pelos mecanismos de crescimento e coalescimento de microvazios, os quais foram nucleados em partículas de segunda fase orientados na direção de laminação da chapa original. Tensões de origem residual (advindas do processo de soldagem), e de natureza termo-mecânica (oriundas da operação em serviço) possibilitaram e contribuíram fortemente para o desenvolvimento do processo.

The causes of the failure by catastrophic fracture of the main fire tube operating under pressurized water in the heat section of a gas boiler have been investigate. In order to determine the root causes of tube failure and the mechanisms that resulted in its final fracture the following procedures were carried out: chemical, metallographic and fractographic analyses, tensile, hardness and impact testing, and energy dispersive X-ray microanalysis. It has been concluded that the fire tube failed by the mechanisms of growth and coalescence of microvoids, which nucleated at second phase particles oriented in the rolling direction of the original plate. Residual (from welding process) and thermo-mechanical (from operational conditions) stresses enabled and strongly contributed to the development of the process.

Keywords

Análise de falha; Caldeira tubular; Fratura catastrófica.

Catastrophic fracture; Failure analysis; Fire tube boiler.