Estabelecimento de critérios para evitar a perfuração na soldagem de tubulações em operação de pequena espessura

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.Neste trabalho é estudado o reparo por soldagem de dutos em operação com pequena espessura remanescente (3,2 e 4,8 mm) usando eletrodo revestido básico, E7018. Inicialmente, foi avaliada a solução analítica de Santos para a transferência de calor em soldagem, realizando aquisições de temperaturas com termopar na parede oposta onde eram depositados os cordões de solda. Posteriormente, foram desenvolvidos ensaios de simples deposição sobre a tubulação com ar em convecção natural, com o intuito de determinar as condições nas que ocorria perfuração em cada espessura. Foi verificado que não podem ser prescritos limites em função da energia de soldagem para evitar a perfuração devido a que não há uma correlação entre essas duas variáveis. Por outro lado, o parâmetro I1,5/Vs0,7, que considera a maior influência da corrente sobre a penetração, pode ser usado como critério para evitar a perfuração. Adicionalmente foram realizadas soldas sobre dutos com fluxo de água a baixa pressão. Foram encontradas evidências da formação de um filme de vapor produto da ebulição do fluido escoado. A presença desse filme ocasiona um aumento na temperatura da parede interna da tubulação, aumentando o risco de perfuração. Mediante ensaios com água estática a pressão de 20 e 40 bar com o intuito de observar a influência da pressão na soldagem em operação, foi comprovado que ao diminuir a pressão tem-se um maior risco de perfuração, devido ao aumento da penetração do cordão. Por último, foram efetuadas soldas em filete entre calha e duto, em condições que na soldagem de simples deposição tinham produzido perfuração, sendo que para esta geometria as temperaturas atingidas na parede interna da tubulação foram bastante baixas, preservando a integridade do componente. O estudo demonstrou que o processo eletrodo revestido pode ser usado em condições satisfatórias na soldagem em operação em espessuras finas (de até 3,2 mm), desde que sejam estabelecidos limites adequados para seu uso