Alívio de tensões em tubos a partir da aplicação de vibração mecânica

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Biancalana Neto, Américo [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Vibração mecânica; Processo ERW; Alívio de tensões; Tubo API 5CT; Pipe API 5CT; Splitting ring test; ERW processes; Vibratory stress relief (VSR); Relieving stress; Ring splitting test
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/143972

Os processos tradicionais de produção de tubos API 5CT N80Q envolvem processos de bobinamento e desbobinamento, conformação por dobramento, soldagem, etapas de usinagem e expansão dos diâmetros interno e externo, tratamentos térmicos de têmpera e revenimento e endireitamento. Essas etapas são responsáveis por introduzir tensões residuais no material constituinte do tubo. Estas tensões residuais podem alcançar valores próximos aos do limite de escoamento do material base do tubo, podendo produzir distorções geométricas, falhas prematuras, baixa resistência à corrosão, e diminuição na sua capacidade de absorção de cargas em trabalho. O método mais utilizado para alívio de tensões é o tratamento térmico. Porém, a aplicação de vibrações mecânicas, (Vibratory Stress Rielif) para reduzir e redistribuir as tensões residuais em estruturas conformadas a frio e em estruturas soldadas, tem sido utilizada com sucesso em várias partes do mundo, principalmente nos Estados Unidos, China e Canada. Para verificar a viabilidade deste processo, como um método alternativo para o alivio de tensões, selecionamos um tubo API 5CT 80NQ, com diâmetro de 178 mm com 8,05 mm de espessura e 3000 mm de comprimento. Os ensaios de vibração foram executados na frequência de ressonância do tubo, através de um indutor de vibração montado no seu comprimento médio, dentro de um intervalo de tempo correspondente ao seu peso. Comparando os valores de tensões residuais existentes no tubo antes e após o tratamento de vibração conseguimos uma redução média de 16% no valor das mesmas. Para a caracterização mecânica do tubo, antes e depois do processo vibratório, foram realizados os seguintes ensaios conforme a norma API 5CT 2001: impacto Charpy “V”, ensaios de tração e dureza Rockwell C, tanto no metal base do tubo, como na região da solda. Foi realizada, também, a sua caracterização micro estrutural através, microscopia ótica, antes e depois dos ensaios de vibração. Para avaliação das tensões residuais, antes e após os ensaios de vibração, foi utilizado o método de secção longitudinal de um anel (splitting ring test) conforme a norma ASTM EN 1928-13.