Verdifellesskap og solidaritet

Apesar do diagrama de WRC (“Welding Resource Council”) fornecer uma boa estimativa dos microconstituintes presentes na zona fundida, foram realizados testes com o equipamento Feritscope® MP30. Este equipamento fornece uma informação mais exata para o teor de ferrita, através da indução de um campo magnético que interage com os componentes magnéticos, diretamente na região a ser avaliada.

Vistas as limitações das amostras em termos de dimensão, foram comparadas apenas as ZF’s ao longo da linha central vertical e o respectivo metal de base na secção de corte em cada amostra fora da ZAC. Os valores processados pelo equipamento estão esquematicamente organizados na Tab. 4.5 e ilustrados na Fig. 4.16.

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Tabela 4.5 - Medições do teor de ferrita (%) (Feritscope® MP30)

Regiões das Amostras

Valores expostos a partir de 10 medidas em cada região

Média Maior Valor Menor Valor Desvio Padrão (%) MB 0,89 1,40 0,29 0,46 ZF (TT1) 7,10 7,90 4,80 0,96 ZF (TT2) 7,40 8,00 6,10 0,58 ZF (TT3) 7,60 8,00 6,80 0,35 ZF (TT4) 8,00 8,50 7,00 0,53 ZF (TT5) 7,50 7,80 7,00 0,23 ZF (TT6) 8,20 8,40 7,90 0,16 ZF (TT7) 8,10 8,80 6,80 0,62 ZF (TT8) 7,60 8,20 6,80 0,48 ZF (TT9) 7,80 8,20 6,70 0,50

MB – metal de base; ZF – Zona Fundida na linha central.

Figura 4.16 - Variações do Teor Médio de Ferrita no perfil transversal das amostras: MB e ZF (TT1 ao TT9)

Os valores do teor de ferrita obtidos a partir do Feritscope® MP30 estão próximos ao esperado por meio da análise do diagrama de Schaeffler no Capítulo III. A aplicação dos diferentes gases de purga e suas variações impostas na ZF proporcionou teores de ferrita registrados variando de 6,10 a 8,80%.

O levantamento do teor de ferrita no metal de base também foi avaliado no intuito de se obter a variação deste elemento já presente com relação à secção transversal das amostras. Observou-se que as medidas variaram entre de 0,29 a 1,40% neste material conforme recebido do fornecedor local.

Na Figura 4.16 a partir do valor médio de cada amostra, observaram-se pequenas oscilações com aumento do teor de ferrita. Neste sentido as amostras purgadas com N2 a uma vazão de 12 L/min, comparadas com as demais amostras purgadas na mesma condição de vazão apresentaram maior elevação do teor de ferrita. Entretanto, dentro da faixa de variação demonstrada pelo desvio padrão, basicamente todas as condições foram iguais. Este ensaio reflete as previsões reavaliadas pelo diagrama WRC-92, ilustrado na Fig. 4.16 entre os valores apresentados para o MB e AE na Tab. 4.6.

Tabela 4.6. Correlações dos materiais para o diagrama WRC

Correlações MB AE Niequivalente = Ni + 35 C + 20 N + 0,25 Cu = 9,71 12,34

Crequivalente = %Cr + %Mo + 0,7x% Nb = 18,08 20,03

Na Figura 4.16 estão ilustrados os pontos relativos aos materiais utilizados, demonstrando a previsão do comportamento microestrutural baseado no diagrama. Para os metais de base e de adição foram utilizados os valores nominais da composição química referenciada nas Tab. 3.1 e 3.2 (Cap. III). O posicionamento da zona fundida foi estipulado conforme os valores reais de diluição.

Observa-se na Fig. 4.17 que a zona fundida está dentro de uma região com previsão de formação Austeno-Ferrítica. Conforme os valores de diluição registrados na Tab. 4.4 podem ser apontados valores entre os pontos relativos ao metal de base e o de adição. O aglomerado de pontos demonstra como previsão uma formação de ferrita em torno de 6%. O que está próximo da avaliação magnética realizada com ferritoscópio. Isto se deve ao fato o diagrama WRC é elaborado tomando por base o comportamento das propriedades magnéticas dos materiais, além do que os testes em laboratório indicam a possibilidade de se ter uma variação de ±1% nos resultados (Modenesi, 2001), o que não inviabilizaria a previsão das ótimas características de soldabilidade. Lippold e Kotecki (2005) ainda relatam

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em suas pesquisas que teores de ferrita de 3 a 20% podem contribuir para prevenir a formação de trincas a quente.

Figura 4.17 - Diagrama WRC-92 com a localização dos materiais utilizados e as zonas fundidas obtidas

A previsão quanto ao teor de ferrita da Fig. 4.17 está de acordo com a indicação do “ (1988) que propõe o controle do teor de ferrita na solda tendo como principal motivo a prevenção de trincas, neste mesmo documento é citado que, tanto a “American Society of

Mechanical Engineers – ASME” quanto a “Nuclear Regulatory Commission – NRC”

recomendariam que a exemplo do caso de aplicações específicas nucleares não deve ser inferior a 4%, tolerando-se até 3% quando se exige multipasses. Entretanto, segundo Lee et al. (2009) é preciso ter cuidado quanto a alterações na correlação Cr/Ni, pois estes registraram que ao atingir o valor de 1,2 suas amostras agravaram o comportamento corrosivo na formação de pites.

4.5 Ensaio de microdureza

A microdureza média foi avaliada numa faixa com distância fixa em relação à borda da raiz, definida como (d), conforme esquema proposto no Item 3.6.4 (Cap. III) e ajustando às recomendações da ASTM-E 92 (1997). A Fig. 4.18 apresenta a imagem de uma amostra após a realização do ensaio da microdureza Vickers e os dados obtidos estão representados na Tab. 4.7.

Figura 4.18 – Visualização de pontos de dados coletados numa amostra ensaiada Tabela 4.7 - Valores do ensaio de microdureza Vickers para carga de 200 gf

Zona Fundida – ZF (HV/20)

Ordem Valores Avaliados nas Amostras

TT1 TT2 TT3 TT4 TT5 TT6 TT7 TT8 TT9 1ª 179 180 194 176 188 181 192 190 201 2ª 176 196 194 180 182 172 192 182 185 3ª 197 181 202 191 173 172 197 199 180 4ª 197 188 205 181 171 182 186 186 182 5ª 179 180 199 177 173 182 194 190 184 6ª 169 178 167 197 189 183 178 199 181 7ª 199 194 183 189 187 192 184 198 173

Lado Metal de Base – MB (HV/20 – lado da raiz fora da ZAC)

Esquerdo 253 213 251 204 212 224 228 178 223

Direito 307 212 283 197 181 222 221 192 211

A Figura 4.19 representa o perfil dos valores médios expostos na Tab. 4.7, onde é possível observar a amplitude da microdureza e seu respectivo desvio padrão. Em ordem da esquerda para a direita, primeiro temos o metal de base. Em seguida a microdureza das ZF’s, sem gás de purga, TT1, com aplicação de gás de purga CO2, TT2 ao TT5, e por último os valores obtidos nas amostras soldadas sob ação da purga com N2, TT6 ao TT9.

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Figura 4.19 - Variações da microdureza Vickers nos TT’s, MB na parte interna lado da raiz e ZF do TT1 ao TT9

O maior valor de dureza visualizado na Figura 4.19 refere-se ao metal de base (MB). Este maior valor analisado, além da composição química, pode estar relacionado à microestrutura deste material, vista as diferenças constatadas nas Figs. 4.14 e 4.15. É possível também que o processo de fabricação mecânica do componente tubular tenha mantido certo nível de encruamento residual, que também contribuiria com o nível de microdureza avaliado.

Observando ainda na Figura 4.19, apenas o efeito da variação na vazão dos gases de purga sobre a microdureza, os pontos médios apresentaram certa oscilação. Entretanto, independente do gás de purga utilizado e das variações impostas a estes e aos TT’s, os valores médios diferenciados não refletem de imediato um comportamento. Tal afirmação está sendo levada em conta, devido ao fato de que, o desvio padrão indica a não ocorrência de modificações significativas, pois os valores podem ser considerados praticamente iguais.