Ref.: MmeMac40-015
Apresentador: Waleska Laisa Corsi
Autores (Instituição): Corsi, W.L.(Engemasa Engenharia e Materiais LTDA); Dessi, J.G.(Engemasa Engenharia e Materiais LTDA); de Andrande, A.R.(Engemasa Engenharia e Materiais LTDA); Koga, G.Y.(Universidade Federal de São Carlos); Zepon, G.(Universidade Federal de São Carlos);
Resumo:
Os componentes dos fornos de pirólise de etano precisam resistir a altas temperaturas de serviço, que podem atingir 1100 ºC, e ambientes carburizantes. Geralmente, esses componentes são feitos de ligas resistentes ao calor, como a 35Cr45NiNb. Esta liga possui uma microestrutura austenítica com carbonetos de cromo e nióbio precipitados nos contornos dendríticos, proporcionando excelentes propriedades de resistência à oxidação e fluência. No entanto, essas ligas quando expostas a ambientes carburizantes, sofrem degradação de propriedades mecânicas e torna-se necessária a substituição das seções carburizadas por tubos novos, isto é, segmentos brutos de fundição. Os tubos remanescentes no equipamento, por estarem no estado carburizado e/ou envelhecido, exibem baixa ductilidade e soldabilidade, e desse modo, dificultam o processo de união e comprometem o desempenho mecânico do material. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da solda e os efeitos do processo de soldagem nas propriedades mecânicas de tubos centrifugados brutos de fundição e carburizados de 35Cr45NiNb. Para isso, foi realizada soldagem Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) de segmentos de tubos brutos de fundição (identificados por B) e tubos carburizados (identificados por C) com aproximadamente seis anos de operação em uma planta petroquímica, com as seguintes uniões: B-B, B-C e C-C. As inspeções de líquido penetrante e gamagrafia das amostras soldadas indicaram que durante o processo de soldagem não foram criadas descontinuidades. Os resultados do ensaio de tração à temperatura ambiente, realizados em triplicata, evidenciaram uma diminuição do limite de resistência à tração (LRT) e alongamento (AL) dos corpos de prova B e C, ambos sem solda, de 567 para 421 MPa e 13,7% para 4,9%, respectivamente. Essa diminuição significativa do AL está associada à perda de ductilidade e justifica as dificuldades relatadas pelos usuários dos fornos durante a execução da solda. Nas amostras soldadas, houve uma redução gradual no LRT e AL à medida que o metal de base (MB) evoluiu de B para C. O LRT diminuiu de 586 MPa na amostra B-B para 459 MPa em B-C, chegando a 416 MPa em C-C, enquanto o AL foi reduzido de 8,3% para 2,9% e 0,5%, respectivamente. A deterioração de propriedades em fluência a 1100 °C e 16 MPa é constatada pela redução dos tempos de ruptura, obtidos em triplicata, conforme o segmento de tubo sem solda e o MB das amostras soldadas foram alterados de B para C. Os tempos de ruptura obtidos nas amostras B, C, B-B, B-C e C-C foram 105 h, 83 h, 62 h, 34, h e 23 h nesta ordem. As análises de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva revelaram o aspecto refinado das zonas fundidas e a presença de carbonetos grosseiros nas zonas termicamente afetadas, sobretudo nas que fazem interface entre a solda e um MB carburizado, sugerindo que a falha dos corpos de prova ocorre nessas regiões devido à morfologia e tamanho dos carbonetos observados.