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B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica

AVALIAÇÃO DO TESTE DE CISALHAMENTO EM CORDÕES DE SOLDA de revestimentos

Nelson Belo Mendonça 1
Eduardo de Magalhães Braga 1
Carlos Alberto Mendes da Mota 1
Thiago da Silva Barrozo 1
Louise da Costa Sanches 1
Alderi Pantoja Fernandes 1
(1. Universidade Federal do Pará / UFPA)
INTRODUÇÃO:

Devido a sua baixa qualidade, o petróleo tem causado diversos prejuízos à indústria. Um fenômeno que tem ocorrido é a corrosão naftênica, que danifica as paredes das torres de destilação. O componente estrutural dessas torres é o aço 516 Gr 60 cladeado com aço inoxidável 405. Nos últimos anos, este aço inoxidável perdeu seu poder de resistência à corrosão, o que vêm causando prejuízos e interferências nos planos de manutenção das torres. Neste sentido, estudos têm demonstrado que outros aços inoxidáveis têm alcançado bons resultados em termos de resistência à corrosão. Vários métodos de recuperação têm sido estudados, um destes ganha destaque em aplicação e eficiência, o “weld overlay”. Este método consiste no revestimento através de soldagem nos componentes danificados. Porém, é preciso um estudo crítico sobre o comportamento dessas soldas, sendo que parte deste estudo é voltado às condições de resistência mecânica e molhamento entre o aço 405 e o seu revestimento, que no nosso caso são dos aços 309MoL e o 317L. Com isso o teste de cisalhamento é recomendado e importante para garantir uma solda de boa qualidade e resistência. Este teste, conforme norma ASTM SA-264 consiste na aplicação de uma força cisalhante sobre o cordão de solda sustentado por uma matriz. O cordão de solda deverá resistir a uma força cisalhante de, no mínimo, 1.153,96 kg. Este trabalho tem como objetivo a avaliação da realização do teste de cisalhamento em cordões de solda de revestimento.

METODOLOGIA:
O processo de soldagem utilizado neste experimento foi o FCAW, tendo como consumíveis os arames AWS ER 309MoL e AWS ER 317L, tendo como gás de proteção o C25 (75% de Argônio + 25% de CO2). O metal de base foi o aço carbono SAE 1020, tendo dimensões 150 x 77 x 12 mm, Após a soldagem em simples deposição, tais chapas passaram por um processo de usinagem solicitado pela norma. Devidamente usinados, os corpos de prova foram levados à máquina de compressão com capacidade de induzir uma carga de até 200 toneladas. Para a realização do ensaio de cisalhamento nos corpos de prova, uma matriz em aço inoxidável tratado termicamente foi utilizada. Este ensaio consiste na aplicação de uma carga na face superior do corpo de prova que transfere esta força para a matriz, o qual tem que suportar um determinado valor exigido pela referida norma. Como valor inicial de tensão foi aplicado 70 kg e sendo adicionados incrementos de 500 kg, até atingir o limite de resistência mecânica desejado para o material utilizado.
RESULTADOS:

O teste foi realizado com sucesso, os cordões de solda testados sofreram uma reação de carga em sua face inferior, causando um cisalhamento total do cordão. Apesar de terem sido destruídos pela força, foi verificado que os cordões de solda testados apresentaram extrema eficiência quando comparados com os valores solicitados pela norma. Enquanto que a norma exige um valor de resistência mecânica dos corpos de prova de 1.153,96 kg, os valores obtidos foram de aproximadamente 7.000 kg, ou seja, seis vezes mais resistente que o esperado.

CONCLUSÕES:

A partir dos resultados obtidos nas condições realizadas neste trabalho, foi possível verificar que os cordões de solda testados conseguiram apresentar não apenas o valor exigido pela norma, mais também um valor muito superior a este, mostrando a certeza de um cordão de alta qualidade e resistência. A importância da realização deste teste está no que se refere a uma melhor análise do comportamento mecânico, quanto à resistência ao arrancamento de cordões de solda que são aplicados como revestimento em componentes de torres de destilação de petróleo.

Instituição de fomento: CNPQ
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: Teste de Cisalhamento; Corpo de prova; Resistência mecânica .
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006