Title

INTERAÇÃO ENTRE CORROSÃO E FADIGA TÉRMICA OLIGOCÍCLICA NA COIFA DE UM FORNO SIDERÚRGICO

INTERACTION BETWEEN CORROSION AND LOW CYCLE THERMAL FATIGUE IN FURNACE HOODS

Authorship

Castro, Jaime Tupiassú Pinho de; Vieira, Ronaldo Domingues; Freire, José Luiz de França; Meggiolaro, Marco Antonio; Vidal, Ana Cristina Nunes; Andueza, Alejandro

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Freire, José Luiz de França

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Meggiolaro, Marco Antonio

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Vidal, Ana Cristina Nunes

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DOI

10.5151/2594-5327-0265

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Abstract

O objetivo deste trabalho é apresentar e discutir um problema real de trincamento causado por interação entre fadiga térmica e corrosão. Tal interação levou a coifa da tubulação do sistema de despoeiramento de um grande forno siderúrgico a trin- car prematuramente em menos de 4 meses. A coifa é formada por vários tubos res- friados a água, feitos de aço de baixo carbono dobrados e soldados. O gradiente de temperatura entre as superfícies interna e externa do tubo induziu gamas de tensão da ordem da resistência ao escoamento cíclico do aço usado. Desse modo, o efeito da concentração de tensão de pites de corrosão na superfície causou a iniciação prematura de trincas de fadiga e sua posterior propagação. Este artigo discute a a- nálise de fadiga deste problema, baseada no modelo de Smith-Watson-Topper, considerando todas as correções exigidas para traçar corretamente os laços de his- terese elastoplásticos.

The purpose of this work is to present and discuss a cracking problem caused by corrosion-thermal fatigue interaction. Such interaction led huge furnace hoods to prematurely crack in less than 4 month intervals, causing delays in the plant tight production schedule. The steel furnace hood is composed by several water-cooled low-carbon steel pipes welded and bent together to form its large pipe-like curve. The temperature gradient between the internal and the external pipe surfaces induce stress ranges in the order of the cyclic yield strength of the used steel. Therefore, the concentration effect of corrosion pits in the surface can cause early fatigue crack ini- tiation and propagation. The fatigue life is calculated based on the Smith-Watson- Topper model and considering all the required corrections on the elastic-plastic hys- teresis loops.

Keywords

Fadiga térmica; Fadiga de baixo ciclo; Forno siderúrgico.

Thermal fatigue; Low cycle fatigue; Furnace hood.