Estudo das alterações das propriedades mecânicas em aço A-516 grau 70 soldado e submetido a tratamento térmico de alívio de tensões

Abstract

Pressure vessels are equipments that require a great care because of their high cost and human life risk in case of fail, and its fabrication methods are different for each manufacturer. Normally, pressure vessels and its parts are fabricated by welding, which may change local properties of metals. The head of a pressure vessel is a very important structural component and it is fabricated by welding and mechanical conformation. Because its excellent mechanical properties, de steel A-516 Grade 70 is often used in manufacturing of large pressure vessels that are subjected to high pressure and temperature, but was verified that its mechanical resistance is decreased when submitted to a tension relief heat treatment. By experience it was defined that before mechanical conformation of the head of a large pressure vessel, the steel should be submitted to a stress relief heat treatment in order to facilitate the mechanical conformation, but there is no quantitative analysis to prove this method and study its possible risks. In the present work the steel A-516 Grade 70 demonstrated a decrease of its mechanical resistance when submitted to a stress relief heat treatment, but keeping above the minimum limit defined in the literature. By other side its ductility was substantially increased, being possible to deduce that the stress relief heat treatment before mechanical conformation is a viable e recommended technique, but with reservations. With the data acquired during the fabrication e preparation of the specimen and the result of the tests, it was possible to elaborate a welding procedure that provides the same results obtained in this present work

Vasos de pressão são equipamentos que requerem muitos cuidados devido ao seu alto custo e ao risco de vida humana no caso de falha e seu processo de fabricação varia entre cada fabricante. Normalmente, vasos de pressão e seus componentes são fabricados por soldagem, que pode alterar propriedades locais dos metais. O tampo de um vaso de pressão é um componente estrutural de extrema importância fabricado por soldagem e conformação mecânica. Devido às suas excelentes propriedades mecânicas, o aço A-516 Grau 70 é muito utilizado na fabricação de vasos de pressão de grande porte sujeitos a alta pressão e temperatura, embora apresente diminuição de sua resistência mecânica quando submetido a tratamento de térmico de alívio de tensões após a soldagem. Por experiência foi definido que antes da conformação de tampos de vasos de grande porte, o aço deve ser submetido a tratamento térmico de alívio de tensões para facilitar a conformação, embora uma análise quantitativa para comprovar esse método e analisar seus possíveis riscos não tenha sido inferida. No presente trabalho aço A-516 Grau 70 apresentou redução de sua resistência mecânica quando submetido a tratamento térmico de alívio de tensões, mas não ficando abaixo do limite mínimo definido na literatura. Por outro lado a sua capacidade de deformação apresentou um aumento considerável, sendo possível concluir que o tratamento térmico de alívio de tensões antes de realizar conformação mecânica é uma técnica viável e recomendável, porém com ressalvas. Com os dados colhidos durante a fabricação e preparação dos corpos de prova e dos resultados dos ensaios, foi possível elaborar um procedimento de soldagem que tornará possível a reprodução dos mesmos resultados obtidos no presente trabalho