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ESTUDO DO CASO DE FRATURA DE UMA HASTE DE PISTÃO UTILIZADA NA INDÚSTRIA

ESTUDO DO CASO DE FRATURA DE UMA HASTE DE PISTÃO UTILIZADA NA INDÚSTRIA

Authorship

Zimmer, Cinthia Gabriely; Renck, Tiago; Griza, Sandro; Strohaecker, Telmo Roberto

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Renck, Tiago

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Griza, Sandro

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Strohaecker, Telmo Roberto

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DOI

10.5151/2594-5327-0391

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Abstract

Neste trabalho analisou-se um caso de falha em serviço de uma haste de pistão pertencente a um compressor alternativo para gases que rompeu por fadiga. O objetivo desta análise é a determinação das prováveis causas que levaram a ruptura da haste e uma estimativa do tempo de propagação de trinca. A falha ocorreu por fadiga nucleada na região dos filetes de rosca. Foram utilizadas técnicas de inspeção visual macroscópica, microscopia eletrônica de varredura na superfície fraturada, metalografia, espectrometria, determinação de propriedades mecânicas e análise de projeto. O estudo indicou a presença de flexão além dos esforços de tração e compressão e um tempo de propagação curto que torna muito dispendiosa uma inspeção tão freqüente. Sugere-se a análise do alinhamento da haste visando evitar solicitações de flexão. Possíveis mudanças no processo de fabricação dos filetes de rosca, como, por exemplo, a troca do processo de usinagem por laminação ou rolamento seguido de um tratamento térmico local também podem melhorar o desempenho em fadiga do componente.

This paper has analyzed the fracture of an alternative compressor rod cracked by fatigue. The aim of this job is to determinate root causes of failure and estimate the crack growth rate for evaluating propagation time till fracture. The fracture occurred due to a fatigue crack nucleated at the thread root. The following techniques were used : visual inspection (macro), Scanning Electron Microscope (SEM) on fracture surface, metallographic investigation, chemical composition, hardness tests and project study. The analysis has show a portion of bending besides the push-pull forces expected and a short propagation time, wich makes not worth such a ndt (non destructive test) program to detect the crack. A study of alignment is recommended willing to avoid the bending forces. Changes in the manufacturing process of the thread, for an example rolling instead of machining and a surface heat treatment, can improve the component’s fatigue life.

Keywords

Análise de falha, Fratura, Fadiga, Propagação de trincas.

Failure analysis, Fracture, Fatigue, Crack propagation