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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Efeito das técnicas de esmerilhamento e inversão de sentido nas propriedades de soldas subaquáticas molhadas
Authors: Gabriel Mendes de Almeida Carvalho
First Advisor: Alexandre Queiroz Bracarense
First Co-advisor: Ezequiel Caires Pereira Pessoa
First Referee: Paulo Jose Modenesi
Second Referee: Ariel Rodriguez Arias
Abstract: As estruturas utilizadas no segmento offshore, como navios e plataformas, são projetadas para resistirem aos mais diversos esforços, mantendo-se íntegras e sobretudo seguras. Para atenderem essas necessidades por mais tempo é preciso que a manutençãorealizada sobre as mesmas mantenha as propriedades mecânicas exigidas. Por motivos econômicos, a manutenção destas estruturas é quase sempre realizada offshore. A soldagem molhada com eletrodo revestido (SMER) devido ao seu baixo custo em relação à outros processos, sua versatilidade em trabalho e por já alcançar resultados de boa qualidade tem sido vastamente utilizada. Apesar das melhorias conseguidas nos últimos anos, principalmente sobre a qualidade do metal depositado, tem-se ainda problemas na manutenção das propriedades mecânicas em valores adequados da região de soldagem. Um dos principais problemas é a perda de ductilidade de regiões aquecidas adjacentes à solda ou a zona termicamente afetada(ZTA). Devido ao rápido resfriamento inerente do processo molhado, uma microestrutura de alta dureza e baixa tenacidade é gerada. Uma alternativa possível para melhoria da tenacidade nestas regiões é a aplicação de um tratamento térmico pós soldagem (TTPS) como já estudado em processos fora dágua. Porém a aplicação de um TTPS por vezes se torna inviável e de difícil implementação no ambiente subaquático. Uma alternativa de alcançar melhorias nas propriedades das soldas multipasses, pode ser a utilização do próprio calor proveniente de passes subsequentes, promovendo o revenimento de regiões endurecidas e assim, atingindo níveis adequados de dureza.Neste trabalho estudou-se o efeito de duas técnicas e combinações delas durante a soldagem subaquática sem TTPS, para controlar a dureza da ZTA de soldas molhadas multipasses. Uma das técnicas utilizadas foi o esmerilhamento para desbaste do cordão à cadapasse de solda depositado, deixando sempre 1mm de reforço. A outra técnica utilizada foi a inversão no sentido de soldagem à cada camada de deposição. Para o estudo foi desenvolvido um chanfro com abertura de valor próximo ao diâmetro do eletrodo utilizado e com as paredesparalelas, para que assim a deposição ficasse mais comportada, refletindo também num melhor posicionamento da ZTA a ser avaliada. O material escolhido foi o aço SAE 1045, por ser temperável em água, apresentando regiões de elevada dureza quando resfriado rapidamente. O eletrodo utilizado foi o E 6013 devidamente envernizado para soldagem subaquática. Todas as soldas foram realizadas em camera hiperbária adaptada para simular soldas em profundidades. As soldas foram realizadas a pressão equivalente a 10 metros de profundidade. Os resultados mostraram que quando nenhuma técnica é aplicada, pontos internos da ZTA apresentam regiões de elevada dureza em que o calor de passes subsequentes não é suficiente para promover um revenimento adequado do material. Porém quando utiliza-se a técnica do esmerilhamento, retirando parte do reforço, o calor é melhor aproveitado e o revenimento alcançado promove amaciamento de toda extensão da ZTA, deixando valores de dureza aceitáveis e abaixo dos limites estabelecidos por norma. Por outro lado, nenhuma melhoria foinotada quando utiliza-se a técnica de inversão no sentido de soldagem.
Abstract: The structures used in the offshore segment, such as ships and platforms, are designed to withstand the most diverse loads, remaining intact and above all safe. In order to meet these needs for longer, it is necessary that the maintenance performed on them maintain the mechanical properties required. For economic reasons, the maintenance of these structures is almost always carried out offshore. Wet Welding with Coated Electrode (UWW-SMAW) due to its low cost in relation to other processes, its versatility in work and already achieving goodquality results has been widely used. In spite of the improvements achieved in recent years, mainly on the quality of the deposited metal, there are still problems in maintaining the mechanical properties in the proper values of the "welding region". One of the main problemsis the loss of ductility of heated regions adjacent to the weld or the heat-affected zone (HAZ). Due to the rapid cooling inherent in the wet process, a microstructure of high hardness and low toughness is generated. A possible alternative for improving the toughness in these regions is the application of a Post Weld Heat Treatment (PWHT) as already studied in processes out of water, however the application of a PWHT sometimes becomes impractical and difficult to implement in the underwater environment. One alternative of achieving improvements inmultipass weld properties may be the use of the heat itself from subsequent passes, promoting the tempering of hardened regions and thus, reaching suitable levels of hardness. In this work is studied the effect of two techniques and combinations of them during underwaterwelding without PWHT, to control the hardness of HAZ wet welds multipasses. One of the techniques used was grinding the weld after each weld pass deposited, always leaving 1mm of reinforcement. The other technique used was the inversion in the sense of welding to eachdeposition layer. For the study a bevel was developed with a value close to the diameter of the electrode used and with the parallel walls, so that the deposition was more behaved, also reflecting a better positioning of the HAZ to be evaluated. The material chosen was SAE 1045 steel, because it can be hardened, presenting regions of high hardness when cooled rapidly. The electrode used was the E 6013 varnished for underwater welding. All welds were produced i a hyperbaric chamber adapted to simulate welds at depths. The welds were made at a pressure equivalent to 10 meters deep. The results showed that when no technique is applied, internal HAZ points present regions of high hardness where heat from subsequent passes is not sufficient to promote adequate tempering of the material. However when using the grinding technique, removing part of the reinforcement, the heat is better utilized and the tempering achieved promotes softening of all extension of the ZTA, leaving values of hardness acceptable and below the limitsestablished by norm. On the other hand, no improvement has been noticed when using the inversion technique in the welding direction.
Subject: Engenharia naval Soldagem
Ligas de aço Soldagem
Engenharia mecânica
Soldagem subaquática
Metalurgia Soldagem
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AVCJAP
Issue Date: 14-Nov-2017
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