Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T05:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As turbinas hidráulicas de grande porte das usinas de geração de energia elétrica apresentam erosão por cavitação e precisam ser restauradas pela deposição de material por soldagem. Os reparos são realizados no local e, na maioria das vezes, de forma manual por uma equipe de soldadores. Este tipo de operação apresenta uma série de problemas técnicos e econômicos, tais como: locais são de difícil acesso e posições de soldagem desfavoráveis, retrabalho, intenso e demorado trabalho de esmerilhamento, consumo excessivo de material de deposição e deterioração progressiva da forma geométrica das pás. Os ganhos obtidos com uma operação robotizada por soldagem são muitos. No entanto, os robôs manipuladores convencionais não podem ser usados para esta tarefa em função do limitado espaço de trabalho existente no interior do rotor de uma turbina hidráulica. Este trabalho está inserido dentro de um projeto de maior envergadura, conhecido como "Roboturb". Várias frentes de trabalho nas áreas de soldagem, metrologia, robótica e desenvolvimento de software estão sendo conduzidas de forma integrada pelos vários grupos, visando desenvolver tecnologia e construir um sistema automatizado capaz de realizar operações robotizadas para recuperar superfícies danificadas por cavitação. Um robô foi desenvolvido e construído, neste projeto, com a finalidade de medir as superfícies danificadas e de efetuar a sua recuperação por deposição de material por soldagem. Nesse contexto, o presente trabalho trata do desenvolvimento de uma metodologia para executar inicialmente a medição automatizada da superfície afetada por cavitação através de um sensor óptico a laser tipo "folha de luz" com três linhas e obtenção da descrição matemática, tanto da superfície erodida, quanto uma estimativa da superfície original. A seguir, esta metodologia define a estratégia para determinar a localização dos cordões de solda de cada camada e ainda sistematizar os procedimentos típicos na operação robotizada de soldagem a plasma com alimentação automática de arame para o preenchimento destas cavidades. Por fim, é realizada a medição automatizada da superfície recuperada e a obtenção de sua descrição matemática com a finalidade de realizar a avaliação geométrica da recuperação. Resultados práticos da estratégia de preenchimento de uma cavidade típica de uma das pás de uma turbina hidráulica são apresentados com o objetivo de validar a metodologia proposta e os algoritmos matemáticos desenvolvidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2002. / Made available in DSpace on 2012-10-20T08:55:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273652.pdf: 7391757 bytes, checksum: 5cd04ad621dec836db72ba163efd27a5 (MD5) / O presente trabalho é resultado do encontro do desafio apresentado pelo estudo de processos de fabricação novos e ainda não tão vastamente difundidos, como é o caso do laser, com a necessidade da empresa Nano Endoluminal S.A. de avaliar as novas possibilidades que surgiriam com o uso desta fonte de energia na fabricação de precisão, visando a confecção de dispositivos médicos endoluminais. Assim sendo estabeleceu-se como objetivos para este trabalho de mestrado um estudo teórico dos conceitos básicos da Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação (LASER), envolvendo o fenômeno, o equipamento, suas principais aplicações e processos industriais, e um estudo prático do uso desta ferramenta na confecção de próteses, catéteres e dispositivos específicos, de acordo com as necessidades expostas pela empresa conveniada. O estudo prático começou pelo corte de chapas finas de aço inoxidável, visando a obtenção de subsídios para a avaliação das possibilidades e dificuldades envolvidas na confecção de stents. Na continuidade estuda-se a furação de filmes de ptfe. Esta necessidade surgiu de uma inovação em um projeto de endoprótese vascular cujas características desejadas seriam difíceis de serem obtidas por processos mecânicos, apontando o laser como uma possível ferramenta alternativa. E por fim, a terceira aplicação, objeto de experimentação, foi a soldagem, motivada pelo problema da união de arames de NiTi, um antigo e recorrente problema entre os fabricantes de endopróteses vasculares. Os resultados obtidos satisfizeram à proposta do estudo, trazendo uma nova ferramenta, que já apresenta influência em decisões de projeto e processo, trouxe um novo campo de atuação e modificou consideravelmente a visão e atitude frente às possibilidade dos processos de fabricação vigentes. Este trabalho contou com o apoio da empresa, e uma parceria com o Instituto de Fabricação (Institut für Fertigung - IFF) da Universidade Técnica de Ilmenau (TU-Ilmenau), na Alemanha, onde foram realizados os experimentos envolvendo o corte a laser e a revisão bibliográfica.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-03Bitstream added on 2014-06-13T20:44:06Z : No. of bitstreams: 1 moreira_ev_dr_guara.pdf: 5519359 bytes, checksum: 5dec7fb61c7bd9212f41a70d768c2d75 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As necessidades das empresas de explorar petróleo e gás no Brasil em águas profundas e ultras profundas, incluindo os reservatórios do pré-sal, têm exigido um desenvolvimento de melhores produtos e recursos tecnológicos para os dutos. As características dos tubos de aço, o insumo mais importante destes dutos, são as mais afetadas pelas mudanças exigidas, pelas técnicas de fabricação e pelos controles realizados durante o processo de manufatura destes tubos. As exigências das especificações das chapas de aço utilizadas estão maiores, o processo de formação e soldagem, é afetado pela busca de melhores procedimentos. Os processos de controle da qualidade das soldas dos tubos têm buscado aumentar a sua sensibilidade, visando à detecção de descontinuidades menores das que hoje são detectadas pelos métodos tradicionais. Em termos de ensaios não destrutivos, as exigências impostas para o ensaio radiográfico estão no limite do desempenho dos atuais filmes industriais disponíveis, além do compromisso sensibilidade versus tempo de exposição ser sempre um fator importante a ser considerado na produtividade exigida para atendimento dos ciclos de produção e acompanhar a velocidade das montagens dos tubos em campo. O objetivo desta tese foi estudar e determinar a qualidade da técnica da radiografia digital em relação à radiografia convencional para inspeção de juntas soldadas de tubos utilizando os parâmetros de avaliação, tais como, resolução espacial, relação sinal ruído, sensibilidade ao contraste, níveis de tons de cinza, etc. que são aplicáveis à imagens digitais. Para a avaliação da técnica da radiografia digital foram preparados 20 corpos-de-prova de juntas soldadas, com defeitos reais em 06 espessuras diferentes, distribuídos na faixa de 4,9 a 32,3 mm. Estes corpos-de-prova foram radiografados com a técnica convencional... / The needs of the petroleum and gas industries in deepwater and ultra-deepwater oil and gas fields offshore of Brazil, including pre-salt reservoirs, are required to develop better products and technological resources for the pipelines. The characteristics of steel pipes, the most important duct of these pipelines are the most affected by the requirement changes, by manufacturing techniques and by the controls carried out during the manufacturing process of these pipes. The requirements of steel plates specifications used, forming and welding process are more restrictive and affected by seeking better procedures. The quality control processes of welds of the pipes have sought to increase its sensitivity to detect minor discontinuities in comparison with the traditional methods. In terms of non-destructive tests, the requirements for the radiographic testing are within the limit of performance of current traditional industrial films available; in addition to undertaking sensitivity versus time of exposure is always an important factor to be considered in productivity required for production cycles and following the installation speed of the tubes in the field. The goal of this thesis was to study and determine the technical quality of digital radiography in relation to conventional radiography for inspection seam weld of pipes using the evaluation parameters each as basic spatial resolution, signal noise ratio, contrast sensitivity, gray level, etc. applicable to digital image. To evaluate the digital radiography technique were prepared 20 welded seam samples with defects in 06 wall thickness, distributes in the range of 4,9 to 32,3 mm. These samples were tested with conventional and digital radiographic techniques. Two models of industrials films were used for the conventional technique, the must sensible, and in the digital technique used a DDA with 127 μm pixel size... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador : Prof. Dr. Paulo Victor P. Marcondes / Coorientador : Prof. Dr. Sérgio Fernando Lajarin / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 06/09/2016 / Inclui referências : fls. 72-74 / Área de concentração: Manufatura / Resumo: Na indústria metal mecânica em geral existe a necessidade constante de unir componentes feitos de chapas metálicas. Existem diversas maneiras de fazer a união mecânica dessas chapas, algumas desmontáveis como as feitas por parafusos, porcas e pinos, e outras permanentes como as feitas por solda, colagem adesiva e rebite. Além desses métodos mais tradicionais, existe um que vem ganhando espaço na indústria, principalmente automobilística, que é a união por clinching. O clinching é um método de união de chapas por meio da deformação plástica local, sem uso de nenhum elemento adicional de união, apenas por meio da ação de um punção que exerce uma força contra uma matriz. Neste trabalho o processo de clinching foi estudado por meio de experimentos práticos e também por simulação computacional usando método de elementos finitos. Em uma primeira parte foi estudada a influência de diferentes geometrias, parâmetros de processo e parâmetro de ferramenta na resistência de juntas unidas por clinching. Posteriormente foi realizado um estudo prático com o intuito de comparar seus resultados com resultados obtidos por simulação computacional. Foi feito também levantamento metalográfico e de dureza na região da seção da junta, para analisar o comportamento da microestrutura nessa região. Foi possível observar que a geometria da ferramenta de clinching e a escolha dos parâmetros de processo influência m na resistência da junta unida. Ferramentas de simulação por elementos finitos são úteis do ponto de vista econômico e de tempo na definição da geometria da ferramenta e no planejamento do processo por apresentar resultados similares aos experimentos práticos e evitar a manufatura de diferentes ferramentas e a realização de diversos experimentos. A metalografia dos materiais na região da junta revelou um grande alongamento nos grãos e um fluxo bastante complexo do material preenchendo a cavidade da matriz e produzindo o entrosamento entre as chapas. Nessa região os grãos se encruaram e a dureza aumentou consideravelmente. Palavras-chave: Manufatura. Conformação mecânica. União de chapas metálicas. Clinching. / Abstract: In the metalworking industry in general there is a constant need to unite made of sheet metal components. There are several ways to make the mechanical connection of these plates, some demountable as those made by screws, nuts, studs, and other permanent as those made by welding, adhesive glue and rivet. In addition to these more traditional methods, there is one that is becoming more popular in the industry, especially the automobile, which is marriage by clinching. The clinching is a method of joining sheets by local plastic deformation, without using any additional member joining only by virtue of the action of a punch against a die. In this work the clinching process was studied through practical experiments and also by computer simulation using the finite element method. In a first portion was studied the influence of different geometry and process parameters and tool resistance joints joined by clinching. Later we conducted a case study in order to compare their results with results obtained by computer simulation. It was also made metallographic and hardness survey in the section of the joint region to analyze the microstructure of behavior in this area. It was observed that the geometry of the clinching tool and the choice of the process parameters influencing the joined joint strength. Simulation tools for finite elements are useful from an economic point of view and time the tool geometry definition and process planning to present similar results to practical experiments and prevent the manufacture of different tools and conducting various experiments. The metallography of the material in the joint region revealed a large stretch in grains and flow rather complex material filling the cavity of the matrix and producing the meshing between the plates. In this region the grains strain hardening and hardness increased considerably. Keywords: Manufacturing. Mechanical forming. Union of metal plates. Clinching .

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:52:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-13Bitstream added on 2015-05-14T16:59:42Z : No. of bitstreams: 1 000825012.pdf: 1254188 bytes, checksum: 3bd25d858a1405881a81203554b569b2 (MD5) / Este trabalho teve como proposta estudar as tensões residuais em uma junta de topo, soldada através do processo de arco submerso. Um modelo em elementos finitos do tipo sólido foi construído no programa ANSYS, o qual foi usado em uma análise térmica-estrutural transiente, com o objetivo de se obter o histórico de temperaturas e as tensões residuais. As propriedades dos materiais foram consideradas em função da temperatura e a fonte de calor foi modelada através de temperaturas prescritas nos nós dos elementos da solda. Utilizou-se elementos Birth and Death para simular a deposição do metal de adição somente na análise térmica. Os resultados da análise térmica foram comparados com um trabalho de referência, apresentando boa correlação. Verificou-se que o modelo da fonte de calor tem relação direta com o formato e tamanho da poça de fusão e com os gradientes de temperatura na região da solda e zona termicamente afetada. A análise mecânica também foi comparada com os resultados de uma referência, onde verificou-se boa concordância para as deformações elásticas longitudinais (direção da solda). O perfil das deformações na direção transversal apresentou certa concordância com os resultados da referência, porém, os valores absolutos mostraram grande divergência / This work aimed to study the residual stresses in a butt joint welded by submerged arc process (SAW). A finite element model was built with solid elements in ANSYS program, which was used in a transient thermal-structural analysis, with the purpose of obtaining the temperature history and residual stresses. The properties of the materials were considered as a function of temperature and the heat source was modeled using prescribed temperatures in nodes of the weld elements. Birth and death elements were used to simulate the metal deposition only in thermal analysis. The results of the thermal analysis were compared with a reference work, showing good agreement. It was found that the heat source model is directly related to the shape of the weld pool and the temperature gradients in the weld region and heat affected zone. The mechanical analysis was also compared with the results of a reference with a good agreement for the longitudinal elastic deformations (welding direction). The elastic deformations profile in transverse direction showed some agreement with the reference results but the absolute values showed great divergence

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-07Bitstream added on 2014-12-02T11:21:16Z : No. of bitstreams: 1 000792249.pdf: 5496940 bytes, checksum: 61d374c952532835386e8be1030850ab (MD5) / Juntas soldadas são amplamente aplicadas na indústria em geral, principalmente nas áreas automotiva, petróleo e gás, aeronáutica, dentre outras. O processo de soldagem sob excitação apresenta bons resultados experimentais em juntas soldadas quanto ao refinamento de grãos, melhoria na tenacidade e ductilidade, redução da ZTA, entre outros. Problemas como trincas e excessos de deformações são característicos decorrentes do processo de soldagem. Assim, há a necessidade de buscar novos e alternativos métodos para melhoria da qualidade dos componentes soldados. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência dos tratamentos térmicos de pré e pós-aquecimento e, principalmente, da aplicação dos processos vibracionais de “Vibratory Weld Conditioning - aplicado simultaneamente ao processo de soldagem”, nas propriedades mecânicas de juntas soldadas. Chapas de aço ASTM A131 com dimensões idênticas foram soldadas, pelo processo Arame tubular (FCAW) com proteção gasosa de CO2. Objetivando avaliar e comparar os possíveis benefícios obtidos pelos processos térmicos, comumentemente utilizados na indústria e, principalmente, pelos processos emergentes vibracionais, cinco condições distintas de soldagem foram aleatoriamente selecionadas, visando analisar uma possível influência dos fatores: temperatura e vibração: a) Convencional; b) Com pré e pós-aquecimento; c) Com tratamento vibracional de alívio tensão; d) Com Weld Conditioning e e) Com Weld Conditioning e pré e pós-aquecimento. As amostras soldadas foram submetidas aos ensaios mecânicos destrutivos e não destrutivos e, objetivando a mensuração dos ganhos, os respectivos resultados obtidos para todas as condições, foram comparados entre si, tomando o processo convencional como referência. Os resultados obtidos mostraram ganhos expressivos como redução do ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Welded joints are widely applied in industry in general, especially in the automotive, oil and gas fields, aeronautics, among others. The welding process under excitation gives good experimental results in welded joints concerning the improvement in toughness and ductility, the grain refinement, reduction of the HAZ, among others. Problems such as cracks and excessive deformations are characteristic resulting from the welding process. Thus there is a need to seek new and alternative methods for improving the quality of welded components. The objective of this work was to analyze the influence of heat treatment pre and post-heating and, especially, the application of vibrational processes Vibratory Weld Conditioning - simultaneously applied to the welding process on mechanical properties of welded joints. Plates ASTM A131 steel with identical dimensional were welded, the process Cored wire (FCAW) with shielding gas CO2. Aiming to evaluate and compare the potential benefits obtained by thermal processes, commonly used in the industry and mainly the emerging vibrational processes, five different welding conditions were randomly selected to analyze the possible influence of factors: temperature and vibration: a) Conventional; b) With pre and post-heating; c) With vibrational stress relief treatment; d) With Weld Conditioning; e) With Weld Conditioning and pre-and post-heating. The welded samples were subjected to destructive and non-destructive mechanical testing and objective measurement of earnings, the results obtained for all conditions were compared, having as reference the conventional process. The results showed significant gains as a reduction of grain size, 26.0% increase in toughness, down 11.0% from the microhardness profile of the molten zone and HAZ, among others

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-28T10:38:25Z No. of bitstreams: 1 2014_JorgeAndresGironCruz.pdf: 3529472 bytes, checksum: 6673284587acaa25f8006d7efd8b29a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-28T15:00:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JorgeAndresGironCruz.pdf: 3529472 bytes, checksum: 6673284587acaa25f8006d7efd8b29a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-28T15:00:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JorgeAndresGironCruz.pdf: 3529472 bytes, checksum: 6673284587acaa25f8006d7efd8b29a0 (MD5) / Novas metodologias que possibilitem a redução do tempo e custo na soldagem, além da melhoria da qualidade das soldas são de grande interesse para o meio científico e industrial. Ao longo dos anos, a necessidade de melhorar a produtividade e qualidade levou ao desenvolvimento e aperfeiçoamento de técnicas e sistemas automatizados para o monitoramento e controle dos processos de soldagem. No desenvolvimento das pesquisas relacionadas ao monitoramento e controle em tempo real da soldagem, observa-se a utilização de várias abordagens direcionadas à aplicação e melhor entendimento do monitoramento direto ou indireto da geometria do cordão de solda. Este trabalho apresenta uma metodologia para modelagem, otimização e controle da altura do reforço e da largura do cordão de solda, permitindo ajustar os parâmetros do processo em tempo real. Desenvolveu-se para cada parâmetro geométrico estudado um sistema integrado de aquisição de imagens, modelagem e controle do processo de soldagem, permitindo uma resposta em tempo real, através de redes neurais artificiais, em que os parâmetros de velocidade de soldagem, velocidade de alimentação do arame e a tensão são preditos em função de uma altura do reforço ou largura desejada. Projetou-se um controlador “fuzzy” para realizar o controle em malha fechada do sistema, onde se toma como referência a diferença entre o valor desejado do parâmetro geométrico que se pretende controlar e o valor real do parâmetro no cordão de solda. Este cordão é medido através de um sistema de aquisição e processamento de imagens usando-se uma câmera web de baixo custo. As ações de controle são exercidas preferencialmente na velocidade de alimentação do arame para a altura do reforço e na velocidade de soldagem para a largura do cordão, parâmetros escolhidos por apresentar a maior influência em cada um dos parâmetros geométricos do cordão estudados respectivamente. Obtiveram-se satisfatoriamente cordões de solda com altura do reforço e largura pré-definida, além de boa aparência e qualidade. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / New methodologies that make possible the reduction of time and cost in welding, besides the improvement of the welding bead quality have shown to be the great interest for scientists and industries. Along the years, the needs of improving the productivity and quality carry out to the development and improvement of techniques and automated systems for monitoring and control of welding processes. The use of several approaches in researches related to the monitoring and control in real time of the welding is addressed to the application and understanding of direct or indirect monitoring of weld bead geometry. This work presents a methodology for modeling, optimization and control of the weld height reinforcement and bead width, allowing adjusting the parameters of the process in real time. It was developed for each welding geometric parameter an integrated system of images acquisition, modeling and control of the welding process, allowing a response in real time, through artificial neural networks, where the parameters of welding speed, wire feed speed and the voltage are predicted in function of the desired height reinforcement or bead width. It was designed a controller "fuzzy" to accomplish the control of the system in closed loop, where it is taken as reference the difference between the desired value of the geometric parameter to be controlled and the actual value of the parameter in the weld bead produced. This weld bead is measured through an acquisition system and processing of images using a low cost web cam. The control actions are preferentially implemented in the wire feed speed for height reinforcement and in welding speed for bead width, parameters chosen for presenting the most influence in each one of the geometric parameters studied respectively. It was obtained weld bead with acceptably height reinforcement and predefined width, and good appearance and quality.

A estimativa de parâmetros térmicos relacionados à Soldagem por Fricção Linear (também conhecida como Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica) de uma placa de alumínio AA 2195- T8 é estudada nesta dissertação. A determinação dos parâmetros é tratada como um problema de otimização, no qual a função objetivo corresponde a uma função erro entre temperaturas medidas numericamente e temperaturas calculadas, para certos valores da taxa de calor gerada pela fricção, do coeficiente de transferência calor por convecção natural e do coeficiente de transferência de calor entre a placa e a base de suporte. A distribuição transiente de temperaturas sobre a placa é determinada pela solução da equação da condução de calor tridimensional transiente, a qual é resolvida pelo método dos volumes finitos. A minimização da função objetivo é realizada com o auxílio do algoritmo Otimização Extrema Generalizada (GEO), um método evolucionário que pode lidar com diversos tipos de problemas de otimização. A avaliação da sensibilidade da leitura de temperatura é feita com relação ao posicionamento dos sensores, com o objetivo de descobrir as melhores posições para aquisição de dados, e também a determinação do parâmetro t (parâmetro utilizado no método GEO que deve ser ajustado para cada tipo de problema) que melhor se adapta para cada um dos conjuntos de medição de temperatura. Além disso, realiza-se um estudo no qual é analisado um caso em que a fonte de calor possui forma de distribuição desconhecida, sem a utilização de equações para a sua descrição, desta maneira mais parâmetros devem ser estimados pela análise inversa, assim o processo de otimização é mais complexo (cinco valores de taxa de calor e dois coeficientes de transferência de calor, ao invés de uma taxa de calor e dois coeficientes). Ainda, para simular medições de dados reais, os valores de temperatura obtidos a partir da solução numérica para valores específicos da taxa de calor e dos coeficientes de transferência de calor são perturbados com ruídos de acordo com desvios-padrão típicos dessa forma de medição. Este trabalho demonstra que a aproximação inversa proposta pode ser um modo muito efetivo para avaliar e predizer os parâmetros que governam o processo de transferência de calor na Soldagem por Fricção Linear, um importante passo para o seu controle em tempo real. / The estimation of thermal parameters related to Friction Stir Welding of a AA 2195-T8 plate is studied in this dissertation. The determination of the parameters is carried out by means of an optimization problem, in which the objective function corresponds to an error function between the numerically measured temperature and the temperature computed for each estimated values of the heat rate input, the heat transfer coefficient on the bottom surface, and the natural convection heat transfer coefficient. The time-dependent temperature distribution on the plate is determined by the solution of the three-dimensional transient state conduction equation, which is solved by the control-volum method. The minimization of the objective function is accomplished with the aid of the Generalized Extremal Optimization (GEO) method, an evolutionary method that can deal with several types of optimization problems. The evaluation of the temperature reading sensitivity is carried out, in relation to the readers locations on the plate, in order to determine the best positions that can be used to acquire datas, and the determination of the t parameter (this parameter is used in the GEO method and it must be adjusted for each type of problem) that best fits with each one of the temperature readers assembly, allowing the determination of the best temperature readers assembly. In addition, it is executed a study that considers a case where the heat rate input has unknown profile distribution, without using equations for its description, in this manner more parameters have to be estimated by the inverse analysis, so the optimization process is more complicated (five heat rate inputs and two heat transfer coefficients, instead of one heat rate input and two heat transfer coefficients). Furthermore, to simulate real-data measurements, the temperature inputs, obtained from a numerical solution for specific values of the heat rate input and the heat transfer coefficients, were perturbed with noises according to the standard deviation of the measurement procedure. This work demonstrates that the proposed inverse approach can be a very effective way to evaluate and predict the parameters that govern the heat transfer process in Friction Stir Welding, an important step to real-time control of this process.

A intervenção por soldagem em dutos em operação adquiriu nos últimos anos extrema importância na indústria do petróleo, visto que por meio dela é possível instalar derivações bem como reparar trechos danificados na malha dutoviária sem a interrupção do fluxo dos produtos escoados, o que certamente impactaria em elevados custos nas operações. Os principais limitantes da técnica de soldagem em operação é o risco de perfuração do duto pelo arco durante a soldagem e principalmente, o elevado risco das juntas soldadas sofrerem fissurações induzidas pelo hidrogênio. Estas últimas surgem devido à ocorrência de três fatores em conjunto: alto nível de hidrogênio no processo de soldagem, tensão residual e, microestrutura susceptível. Neste trabalho, são feitas algumas considerações acerca dos métodos atualmente empregados para se contornar os limitantes da técnica da soldagem em operação aplicada pelo processo de eletrodo revestido (ER). Mais especificamente, estudou-se uma metodologia da técnica da dupla camada, amplamente empregado nos procedimentos de soldagem que visam evitar a formação de microestrutura susceptível à trincas por hidrogênio e, avaliação de dois softwares comumente empregados para avaliar o risco de perfuração do duto pelo arco durante a soldagem em operação. Paralelamente investigou-se equações para estimativas de durezas máxima da ZAC publicada por diversos autores. Ficou evidente que a metodologia avaliada para a prevenção da perfuração do duto durante a soldagem em operação é bastante confiável e pode ser aplicada com segurança. Quanto às estimativas de dureza máxima na ZAC, os resultados não foram unânimes dentre as equações dos autores investigados. A metodologia da técnica da dupla camada estudada se mostrou eficiente, porém com algumas limitações. / Welding interventions onto in-service pipe lines have acquired relevant importance in the last few years in petroleum industry, since with this technique it is possible to install derivations as well to repair damaged pipe lines portions without interrupt the flux of its products, which in turn would results in high costs. The in-service welding techniques limitations are mainly the risk of pipe wall burn through by the electric arc and, the hydrogen cold crack joint susceptibility. The last one is due to the action, at the same time, of three mainly factors: high hydrogen levels and, susceptible microstructure. In this work it is made some considerations about methods usually applied to work out the limitations of shielded metal arc welding technique applied to in-service welding. Specifically talking, it was studied a temper bead technique commonly used in procedures which the aim is to avoid the presence of hydrogen cold crack susceptible microstructure and, evaluate two commonly software used to prevent the wall pipe burn-through risk by the arc welding. Additionally, it was investigated some published equations to estimate the maximum HAZ hardness. It was clarified that the evaluated methodology to prevent the pipe wall burn-through risk during the welding process is very confident and safety to be applied in practice situations. The studies conducted about the maximum HAZ hardness showed that just a few of the investigated equations and authors, the results are reliable. The temper bead technique studied as presented as an efficiently method, although some limitations must be taken in account.

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.