Equipamentos de processo, como vasos de pressão, podem apresentar descontinuidades em suas estruturas, sendo elas originadas durante o processo de fabricação, ou devido ao uso do equipamento. A possibilidade de causarem falhas por fratura catastrófica em equipamentos de alto risco fazem das trincas o tipo de descontinuidade mais preocupante. Sendo, por isso, muitas vezes caracterizadas como defeitos, portanto inadmissíveis por vários códigos de fabricação de vasos de pressão. Mesmo que sua presença não seja admissível em equipamentos novos, as trincas são comumente detectadas em serviço, podendo seu reparo significar grandes prejuízos econômicos devido à parada de produção em uma refinaria de petróleo. Diante dessa situação, há a necessidade de se conhecer e adotar metodologias adequadas que possam avaliar com segurança, e sem conservadorismo excessivo, a criticidade desses defeitos na integridade estrutural dos equipamentos. Dois dos principais documentos que apresentam metodologias para avaliação de adequação-ao-uso de equipamentos que apresentam algum tipo de descontinuidade são a API-579 e a BS-7910. O presente trabalho aplicou ambos os documentos na avaliação de uma trinca longitudinal, localizada próxima a um cordão de solda, em uma geometria cilíndrica hipotética com e sem tratamento térmico. Foram comparados ambos os resultados por meio do diagrama de análise de falhas – FAD. Foram realizadas comparações entre as diferentes metodologias, apontando as facilidades e dificuldades no seu uso. / Process equipment, such as pressure vessels, may have discontinuities, which are generated during the manufacturing process, or due to the use of the equipment. The possibility of a catastrophic failure in high risk equipment makes the cracks the most worry some type of discontinuity. Therefore, cracks are often characterized as defects and are not permissible according several pressure vessels construction codes. Even being not permissible in new equipments, cracks are commonly detected in service; its repair can result in large economic losses due to losses in production at an oil refinery. To deal with this situation, there is a need to understand and adopt appropriate methodologies to evaluate safely and without excessive conservatism, the criticality of these defects in the structural integrity of equipment. API-579 and BS-7910 are two widely used documents that present methodologies for assessment of fitness-for-service in equipments that have any discontinuity. This study applied both documents in the evaluation of a longitudinal crack, located near to weld, in a hypothetical cylindrical geometry with and without heat treatment. Both results were compared by means of the Failure Analysis Diagram - FAD. Comparisons were made between different approaches, pointing out the advantages and difficulties in its use.

Orientador: Adriano Peres. / Co-orientador: Sérgio Vidal Garcia Oliveira. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

Orientador: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: José Vitor Candido dos Santos / Banca: Leonardo Fanton / Banca: Rafael Humberto Mota de Siqueira / Resumo: O objetivo deste trabalho é avaliar e comparar a resistência mecânica da união de aços dissimilares, o aço Maraging 300 com o aço 300M-ESR pelos processos de soldagens autógenas a Plasma (Plasma Arc Welding - PAW) e a Laser (Laser Beam Welding - LBW). As juntas foram submetidas à avaliação da resistência mecânica através de ensaios de tração e de dureza Vickers (HV) no cordão de solda e zona termicamente afetada. Foram também realizadas análises químicas e metalográficas das juntas soldadas, correlacionando a microestrutura com as propriedades observadas. Em ambos os processos foram aplicados tratamentos térmicos antes e após as soldagens, com o objetivo de endurecer os materiais e procurando aproximar a dureza de ambos os aços e da zona fundida (ZF) e zona termicamente afetada pelo calor (ZTA). Foram realizados vários testes com tempos e temperaturas para se definir quais eram os melhores tratamentos térmicos adotados para a equalização das propriedades mecânicas. Os tratamentos térmicos aplicados após a solda mostraram-se convenientes para o nivelamento dos valores das durezas, somente exibindo poucas perdas nas ZTAs dos aços Maraging. Com a aplicação destes tratamentos também foi possível notar uma equalização nas resistências à tração, em torno de 1300 MPa e aumentos consideráveis das mesmas, comparado com a mesma condição sem tratamento. As soldas mostraram-se eficientes para a união das chapas, porém, em algumas situações da soldagem a Laser, apresentou pequenas falhas,... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work is to evaluate and compare the mechanical strength of welded joints made of the dissimilar steels such as Maraging 300 steel with 300M-ESR steel by the autogenous Plasma Arc Welding (PAW) and Laser welding process (LBW). The joints were submitted to the mechanical strength evaluation by tensile test and hardness Vickers (HV) at the weld bead and thermally affected zone. Chemical analysis and metallographic analysis of the welded joints were also performed, correlating the microstructure observed with the properties. In both processes, heat treatments were applied before and after welding, with the objective of at harden the materials and seeking to approximate the hardness of both steels and the fusion zone and heat affected zone. Several tests were carried using different times and temperatures to determine which ones were the best heat treatments to be adopted aiming the equalization of mechanical properties. The heat treatments applied after welding proved to be convenient for the leveling of the hardness values, only showing few losses in the HAZs of the Maraging steels. Applying of these treatments, it was also possible to note the equalization of tensile strengths, around 1300 MPa and considerable increases of the same, compared to the same condition without treatment. The welds showed to be efficient for the joining of the plates, however, in some situations the Laser welding presented small flaws, such as presence of pores, in the weld beads... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A inspeção visual de imagens radiográficas de soldas e tubulações é uma tarefa difícil para o ser humano, devido a sua característica repetitiva. Desta forma, a partir da digitalização dessas imagens radiográficas, é possível o desenvolvimento de ferramentas de inspeção automática, reduzindo os erros cometidos por inspeção visual. Este trabalho apresenta uma metodologia que tem o objetivo de automaticamente segmentar os defeitos em soldas e tubulações e extrair características que permitam o reconhecimento destes defeitos. Os resultados obtidos com o uso da metodologia desenvolvida neste trabalho mostram que é possível segmentar os defeitos em imagens radiográficas de soldas e levantar as características desses defeitos de forma automática, mesmo que tais defeitos sejam de difícil visualização. O trabalho também propõe o uso de parâmetros para calibrar o método proposto, sendo que tais parâmetros conferem uma maior maleabilidade ao método. Desta forma o método proposto para segmentar os defeitos foi testado com dois grupos de imagens, cada grupo proveniente de origem diferente, e obteve resultados satisfatórios conseguindo segmentar os defeitos em quase todas as imagens. Para extrair as características utilizou-se a rotulação das regiões segmentadas fechadas, este algoritmo coloca um label em cada possível defeito e assim permite levantar os seus parâmetros de forma automática. Por sua vez o método de segmentação de cordões de solda também se mostrou visualmente robusto conseguindo segmentar os cordões mesmo em imagens onde haviam outros objetos inseridos. / The visual inspection of radiographic images of welds and pipelines is a very repetitive task, very hard for humans. However, using digital radiographic images, it is possible to develop computational tools to be applied in the inspection process and to decrease the risks of inconsistent evaluations. This work presents a methodology to be applied in the automatic segmentation of defects in welds and pipes radiographic images, as well as to extract characteristics for the defects recognition. The tests and results, using the proposed methodology, show that it is possible to automatically perform the defect segmentation and characteristic extraction. As a result, some defects, difficult to be visually detected, were automatically segmented by the proposed method. Using some adjusting parameters, also proposed in this work, it is possible to adjust the method performance, obtaining more flexibility in the method applications. Two groups of images, originating from different sources, were tested and the results were satisfactory, since the defects, in almost all images, were segmented by the proposed method. A connected region labeling algorithm was used in order to make possible the automatic characteristics extraction for each detected defect. Besides, the proposed methodology shows to be robust also in some situations where other undesirable objects are presented in the image.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-01-23Bitstream added on 2014-06-13T19:34:57Z : No. of bitstreams: 1 siqueira_rhm_me_guara.pdf: 2998846 bytes, checksum: 93d53da99dcf0c77fbfd2d8211be16f7 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A soldagem a laser (laser beam wealding – LBW) é uma tecnologia promissora entre os novos processos utilizados na fabricação de estruturas aeronáuticas. A tecnologia LBW pode ser aplicada na soldagem dos reforçadores ao revestimento em substituição ao processo tradicional de rebitagem. Este trabalho pretende realizar a caracterização química, microestrutural e mecânica de juntas, tipo “T”, de alumínio aeronáutico AA 6013 soldadas a laser, sem a introdução de metal de adição, e submetidas a dois diferentes tratamentos térmicos pós-soldagem. As analises químicas e microestruturais foram realizadas para avaliar as alterações geradas pela soldagem nas regiões próximas ao cordão de solda e a influência do tratamento térmico pós-soldagem, em relação à composição química e a microestrutural. E os ensaios mecânicos foram realizados para avaliar as propriedades mecânicas da junta e o ganho em resistência mecânica nas amostras submetidas a tratamento térmico pós-soldagem. A análise química revelou que há uma variação nas concentrações dos principiais elementos de liga e a análise microestrutural mostrou que no cordão de solda existe a presença de microtrincas e na interface entre o material de base e o cordão de solda há a formação de zonas de liquação. Já o ensaio de dureza mostrou que os tratamentos térmicos pós-soldagem não promovem alterações nos valores de dureza no cordão de solda, apenas no material de base, o ensaio de tração revelou que os tratamentos térmicos aumentam o limite de resistência, mas diminui a deformação para as amostras tratadas pós-soldagem e o ensaio de fadiga mostrou que os defeitos observados na análise microestrutural são determinantes na vida em fadiga. Portanto... / Laser Beam Welding (LBW) is a promising technology among the new processes used in aeronautical structures fabrication. The LBW technology may be applied in the welding of stringer of the skin and is able to replace the traditional method of reveting. This work intends to make a chemical, microstructural and mechanical characterization of “T” joints, using a laser welded AA 6013 aeronautical aluminum, without filler addition and after two different post welding heat treatments. The chemical and microstructural analyses were made in order to evaluate welding effects near to the weld and the influence of the post welding heat treatment. Mechanical tests were realized in order to evaluate the welding joint properties and the effects of post welding thermal treatments. The chemical analysis showed that there is a changing in concentration of main alloy elements. The microstructural analysis revealed that there exist some microcracks and there is a liquidation zone between the weld and the base material. The hardness tests showed no changes on hardness of the weld after post weld heat treatment, but there is a difference in the base material. The tensile tests showed an increase in the ultimate strength after post weld heat treatments but with a decrease in elongation. The fatigue tests showed that the defects observed in the microstructural analyses are important to the fatigue life. Hence, after these tests and analysis, we can state that LBW technology is promising to the replacement of riveting processes, but the defects observed must be controlled in order to increase the fatigue life

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-09-22Bitstream added on 2014-06-13T19:14:26Z : No. of bitstreams: 1 zaratevilchez_ca_me_ilha.pdf: 5637915 bytes, checksum: e3c2e57bc02776ffc28c0ea2eb3a7430 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os processos de soldagem são um dos principais meios de fabricação e vêm sendo cada vez mais empregado nos mais diversos ramos industriais. Um exemplo disso é aplicação em grande escala da soldagem na construção civil, sobretudo para a fabricação de perfis e estruturas metálicas. Para estruturas como pontes com grande vão livre, edifícios multiandares, estruturas off-shore, estão entre as aplicações mais modernas. Com o objetivo de racionalizar custos de processamento e de materiais empregados em junções soldadas, desenvolveu-se a técnica de soldagem de laminados planos sem chanfro em apenas um lado só. Entretanto, quando se solda este tipo de perfil estrutural com um único passe, dificilmente consegue-se penetração total. A falta de penetração origina um entalhe entre a aba e a mesa do perfil. A complexa microestrutura formada após a solidificação do cordão-de-solda e a presença do entalhe tornam esta região propicia para a nucleação e propagação de trincas, que podem originar falhas mecânicas catastróficas. Deste modo, deve-se procurar uma microestrutura que favoreça uma melhoria na tenacidade da junta soldada. Recentemente, pesquisadores têm apontado a ferrita acicular como sendo o microconstituinte mais apropriado para possibilitar ótimos níveis de tenacidade sem que com isso ocorra significativa perda de resistência mecânica. O presente projeto tem como principal objetivo estudar e compreender o efeito de ciclos térmicos na microestrutura e nas propriedades mecânicas da junta soldada do aço COS Civil 300. A investigação se deu utilizando corpos-de-prova extraídos da junta soldada submetidos a distintos ciclos térmicos. Ensaios mecânicos foram empregados com o intuito de se julgar o mérito dos ciclos térmicos empregados e, conseqüentemente, avaliar quais são os parâmetros microestruturais mais influentes nas propriedades mecânicas... / The welding processes are the main means of fabrication and have been more and more used in the most diverse industrial branch. An example of this is the application in large scale of welding in civil construction, specially for production of steel sections and metallic structures. For structures which as bridges with large span, a multi-floors building, off-shore structures are among the more modern application. By rationalizing cost of processing and employed material in welding joints, the technique was developed of welding of plane laminated without chamfer in one side only. However, when one weld this type of steel structural section in a single step, one hardly achieve total penetration. This lack of penetration causes a notch between the flap and core of steel section. The complex microstructure formed after the solidification of weld metal and the presence of notch make this region propitiated to a nucleation and a propagation of cracks, which can originate mechanical catastrophic failure. This way, one should search a microstructure that favour a improvement in toughness of weld joint. Researchers have pointed out the acicular ferrite as being the most appropriated microstructure to enable optimum levels of toughness without occuring significative loss of strength. The present project has as its main purpose study and comprehend the effect of thermal cycles in the microstructure and mechanical properties in weld joint of the steel COS Civil 300. The investigation occurred utilizing testpiece extracted from the weld joint submitted to the thermal cycles. Mechanical tests were done in order to judge the merit of thermal cycles and, consequently, to assess what microstructural parameters are more influential in the mechanical properties measure, specially in the toughness values. Through the results obtained it was noticed that the quenching condition is the one... (Complete abstract click electronic access below)

Uma das finalidades do pré-aquecimento na soldagem é reduzir a taxa de resfriamento da junta a ser soldada, com consequente minimização da formação de fases frágeis. Esta prática é usualmente realizada em uma região relativamente extensa no entorno da junta, eventualmente causando alterações indevidas nas propriedades mecânicas e metalúrgicas do metal base, além de desperdiçar energia e tempo. Entretanto, o aquecimento localizado na junta também tem a função de auxiliar na fusão do metal base, fazendo com que este alcance temperaturas próximas à fusão do material. Esse pré-aquecimento pode favorecer o aumento da penetração do cordão de solda. Em juntas de chapas mais espessas, pode ser descartada a usinagem de chanfro em alguns casos, e podem ser alcançadas maiores velocidades do processo de soldagem. Desta forma, neste trabalho foi utilizado um equipamento de aquecimento indutivo para aquecer localmente a zona a ser soldada, visando avaliar a microestrutura formada e o perfil de durezas encontrado para os parâmetros variados. Os parâmetros de montagem e de operação foram avaliados quanto à sua influência na geometria do cordão de solda. A utilização do pré-aquecimento se mostrou efetiva na redução da taxa de resfriamento e consequentemente da proporção de fases frágeis e microdureza máxima das juntas. O trabalho mostra que a penetração e largura do cordão de solda foram aumentadas com o aumento do pré-aquecimento, e reduziram com o aumento da velocidade de soldagem, sendo a velocidade de soldagem o fator com maior influência nestas respostas. / One of the purposes of welding preheating is to decrease cooling rate of the joint to be welded, with consequent minimization of brittle phases formation. This practice is usually performed in a relatively large area around the joint, eventually causing undue changes in base metal mechanical and metallurgical properties, beyond to waste energy and time. However, the heat located in the joint also has the function of assisting in the melting of the base metal, so that it reaches temperatures close to the melting point of the material. This preheating may increase the penetration of the weld bead. In thicker plates may be discarded bevel machining in some cases and can be achieved higher welding speeds. Therefore, in this work an inductive heating equipment was used to locally heat the zone to be welded, aiming to evaluate the formed microstructure and the hardness profile found for the varied parameters. The assembly and operating parameters were evaluated for their influence on the geometry of the weld bead. The use of preheating was effective in reducing cooling rates and consequently in the proportion of brittle phases and maximum microhardness of the welded joint. The work shows that penetration and weld bead width increase with the increasing of the preheating, and reduces with the increase in welding speed, being the welding speed the factor with the greatest influence on this responses.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T23:26:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:31:18Z : No. of bitstreams: 1 175561.pdf: 17377319 bytes, checksum: d1a8ca50bd136095ebae2fb3d8b9f6df (MD5) / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um fluxímetro tipo turbina aplicado aos processos de soldagem, incluindo também a proposta de um procedimento para a calibração deste tipo de instrumento. O interesse para tal pesquisa surgiu a partir de um estudo conduzido para identificar a influência do fluxo de gás na qualidade e no custo de processos de soldagem que utilizam proteção gasosa de fonte externa, como o MIG/MAG, TIP e PLASMA. As diretrizes para projeto do sistema de medição tipo turbina, assim como os procedimentos propostos para a calibração, seguem a norma ABNT/ISO 9951 (Medidores de Vazão de Gás em Condutos Fechados - Medidores tipo Turbina). Para fornecer informações necessárias ao projeto foram conduzidos estudos para definir uma tecnologia para a identificação e medição da velocidade de rotação do rotor da turbina, os mancais à serem utilizados e disposição do eixo do rotor em relação ao fluxo de gás. Alguns destes parâmetros foram selecionados a partir de testes experimentais, conduzidos em uma bancada de ensaios montada com instrumentos rastreados. Esta bancada permitiu otimizar o desempenho do medidor e verificar a eficácia do método de calibração.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T03:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:15:04Z : No. of bitstreams: 1 85047.pdf: 5721035 bytes, checksum: a481c7ea1a90fc17fcfb6609a69bb1ad (MD5) / A técnica de soldagem conhecida como técnica da meia-camada, proposta no código ASME - Seção XI é uma solução alternativa, com o depósito de 4 camadas de solda convenientemente aplicadas sobre o metal de base, foram comparadas em termos de estrutura, tenacidade e dureza das Zonas Térmicamente Afetadas (ZTA's). Ambos os procedimentos são dimensionados para serem utilizados sem a necessidade de um tratamento térmico pós soldagem (TTPS). Estes procedimentos utilizam-se do calor gerado pelo depósito das sucessivas camadas de solda para promover o refinamento e revenimento da ZTA dos cordões de solda das camadas precedentes. Foi feita a aquisição dos ciclos térmicos das soldas executadas, utilizando-se um sistema computadorizado desenvolvido para a aquisição e tratamento de dados obtidos dessas soldagens, com o uso de termopares. Os tempos de resfriamento entre 800-500oC foram analisados e comparados com os tempos obtidos do monograma proposto pelo IRSID. Uma metodologia para a previsão da dureza máxima obtida na Zona Térmicamente Afetada (ZTA) dos cordões de solda da primeira camada, utilizando-se os tempos de resfriamento obtidos dos ciclos térmicos das soldagens experimentadas é introduzida, aplicando-se os algoritmos propostos por Yurioka. Esses valores foram comparados com os valores de dureza medidos na ZTA grosseira dos cordões de solda da primeira camada depositada.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:56:31Z : No. of bitstreams: 1 138755.pdf: 10803259 bytes, checksum: 995401a44dadcffa26eb6bf5fd45724b (MD5)