Estudo das tensões residuais em tubos soldados por fricção por anel rotativo

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Fonseca, Gustavo Cordenonsi da
• Orientador(a): Clarke, Thomas Gabriel Rosauro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Tubos de aço; Soldagem por fricção; Tensão residual
• Palavras-chave em Inglês: Friction Welding; Residual Stress; X-ray Diffraction; Contour Method
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/232705

Tubos de aço são utilizados para o transporte de petróleo e gás, que interligam áreas de produção, refinarias, portos e centros consumidores. Atualmente, para a união dos dutos são utilizados processos de soldagem convencionais por fusão, contudo, para reduzir custos e aumentar a produtividade, métodos alternativos de soldagem estão sendo pesquisados, como por exemplo os processos de soldagem por fricção. Frente a este cenário, um projeto entre UFRGS e Petrobras disponibilizou ao Laboratório de Metalurgia Física – LAMEF um equipamento capaz de realizar o processo de Soldagem de Tubos por Atrito com Anel Rotativo, denominado de MASF 1500. Este processo tem-se mostrado atraente por ser extremamente rápido, menos de 5 minutos, e por apresentar resultados promissores em termos de propriedades mecânicas. Dentro deste contexto este trabalho foi desenvolvido a partir de 3 amostras para as quais variou-se a taxa de carregamento aplicada durante a soldagem dos tubos API 5L grau B com anel API 5L X65. Com o intuito de avaliar o efeito do parâmetro taxa de carregamento sobre o estado de distribuição das tensões residuais na junta soldada, foi aplicado a técnica de difração de raios X (DRX) e método do contorno (MC). As propriedades mecânicas e metalúrgicas foram analisadas com ensaios de macrografia, micrografia, perfil de microdureza e microtração. Via método do contorno foi possível criar mapas 2D das tensões residuais normais ao plano de interesse. As tensões medidas por ensaio de difração de raios X e por método de contorno mostraram zonas trativas na zona afetada pelo calor (ZAC) do tubo com tensões compressivas nas zonas adjacentes a ela. Pelo MC a junta soldada com taxa de carregamento de 5kN/s apresentou as maiores tensões residuais trativas com magnitudes de até 201 MPa na ZAC e tensões residuais compressivas com magnitude de -134 MPa na zona adjacente a ZAC. Os ensaios de microdureza e microtração mostraram uma melhoria das propriedades mecânicas com o aumento da taxa de carregamento.