Título

ANÁLISE DE TENSÕES RESIDUAIS EM TUBULAÇÕES SOLDADAS

RESIDUAL STRESS ANALYSIS IN WELDED TUBULATIONS

Autoria

Bruno, Antonia Daniele Souza; Pereira, Leandro Teixeira; Costa, Rodrigo Carvalho Souza; Silva, Cleiton Carvalho; Philipov, Sergey; Abreu, Hamilton Ferreira Gomes de

DOI

10.5151/2594-5327-0421

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Resumo

De modo geral na indústria, tem-se procurado de forma freqüente e contínua, a qualidade, a economia e a segurança nos processos produtivos. Uma forma de conseguir isso é evitando falhas de equipamentos e componentes. Tensões que permanecem num material, após ter cessado o esforço externo que lhe deu origem, são denominadas de tensões residuais. Ambientes corrosivos somados às tensões residuais nos materiais podem levar o material a falhas mecânicas por corrosão sob tensão ou outros processos que diminuam a vida útil do material. O objetivo deste trabalho é avaliar os níveis de tensões residuais induzidas por processos de soldagem nas tubulações utilizadas em refinarias de petróleo. Foram analisados os níveis de tensões em tubulações ASTM A106 Gr B de 2" de diâmetro soldados com TIG Orbital sem tratamento térmico e com tratamento térmico pós-soldagem. A soldagem foi feita com corrente contínua e pulsada, para dois níveis de energia distintos. Para cada condição de soldagem foi aplicado tratamento térmico para alívio de tensões (630°C, durante 96 min) com variadas formas de resfriamentos. Utilizou-se a técnica de difração de Raios-X como instrumento para estabelecer critérios de aceitação para as tensões residuais em tubulações soldadas. O material como recebido apresentou tensões trativas ao longo de sua superfície externa. O material soldado com diversos parâmetros apresentaram tensões compressivas no metal de solda e trativas no metal de base. Os tratamento térmicos pós-soldagem permitiram o alívio das tensões residuais.

 

Actually in the industrial field, quality, economy and security were searched in production processes. Avoiding equipment failure is a good way to get better quality in the production. Stresses, which are kept in the material without external loading, are called residual stresses. Corrosion environments together with residual stresses can induce mechanical failure caused by stress corrosion and reduce material useful life. The main goal of this work is to evaluate the level of residual stresses induced by welding process used in petroleum refinery. Tubes ASTM A106 Gr B with 2"of diameter were welded with automatic GTAW process without heat treatment and with post-welding heat treating. Welding was done with continuous and pulse energy. Two levels of energy were used for each type of energy. Heat treatment (630°C, during 96 min) with different rates of cooling. X-ray diffraction was used to analyze residual stresses in welded tubes. The material as received showed trative tensions in the external surface. The material welded showed compressive tensions in the welding metal and trative in the base metal. Post-welding heat treatments reduce residual stresses and microhardness.

Palavras-chave

Tensões residuais; TIG orbital; Difração de raio X; Alívio de tensões.

Residual stresses; Automatic GTAW; X-ray diffraction; Stress relief.