MACROGRAFIA EM JUNTAS SOLD.S 13.1

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Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota Engenheiro Mecânico e Metalúrgico

ENSAIOS MECÂNICOS

E MACROGRÁFICOS

Ensaios Macrográficos

em Juntas Soldadas

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Metalografia

Metalografia é a parte da metalurgia física que

estuda a constituição, estrutura e textura dos metais, ligas e produtos metálicos e do seu relacionamento com propriedades e processos de fabricação.

Metalografia é a parte da metalurgia física que

estuda a constituição, estrutura e textura dos metais, ligas e produtos metálicos e do seu relacionamento com propriedades e processos de fabricação.

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Ensaios Macrográficos

A macrografia consiste no exame do aspecto de uma superfície de uma peça ou corpo de prova, segundo uma seção plana devidamente lixada que, em regra, é atacada previamente por um reativo apropriado.

 _{O aspecto, assim obtido, chama-se macro-estrutura.}

 _{O ensaio é feito à vista desarmada ou com auxílio de uma}

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Ensaio Macrográfico

O termo macrografia é também empregado para

designar os documentos (exemplos: fotos, impressões, etc.) que reproduzam a macro-estrutura, em tamanho natural ou com ampliação máxima de 10 vezes.

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ENSAIO MACROGRÁFICO

9.2.2- OBJETIVOS DO ENSAIO:

Verificar o tipo produto siderúrgico (fundido, forjado ou laminado) e a homogeneidade ou heterogeneidade do produto.

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OBJETIVOS DO ENSAIO:

Constatar a existência de descontinuidades inerentes ao próprio metal, tais como: porosidades e segregações.

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OBJETIVOS DO ENSAIO:

Determinar a existência de soldas no material e do processo de fabricação de uma determinada peça.

Determinar as várias zonas, de uma solda e também suas características tais como número de passes, existência de goivagem, forma de chanfro, descontinuidades, etc.

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9.2.3- HETEROGENEIDADES

a) Cristalinas – devido ao modo de solidificação, crescimento cristalino e a velocidade de resfriamento.

b) Químicas – devido à segregação de impurezas, inclusões ou constituintes que podem ser desejáveis, quando produzidas

propositalmente, como na carbonetação, nitretação, etc, ou

indesejáveis, quando ocorrem em virtude do controle imperfeito da atmosfera dos fornos, como na oxidação e descarbonetação dos aços ou da falta de purificação do material na fundição, como a

segregação de enxofre (S) e fósforo (P) que comumente ocorre nos aços.

c) Mecânicas – devido às tensões introduzidas no material pelo trabalho à frio

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9.2.4- Macroestrutura ou macro-textura

REFLEXÃO, DISPERSÃO E ABSORÇÃO DE LUZ

a - Reflexão da luz – claro b – Dispersão da luz – escuro

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ENSAIO MACROGRÁFICO

9.2.5.2- Materiais e métodos de preparação:

a) Escolher a localização da seção a ser efetuada;

b) Realização de uma superfície plana e lixada no lugar escolhido;

c) Lavagem, secagem e ataque com reativo químico adequado.

CORTE

LIXAMENTO

LAVAGEM E ATAQUE AVALIAÇÃO

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INFLUÊNCIA DA POSIÇÃO DA SEÇÃO (TRANSVERSAL OU LONGITUDINAL)

Lixadeira mecânica

Influência da posição da seção (transversal ou longitudinal) Feita em peças laminadas

Fonte: Colpaert, Hubertus. Metalografia dos produtos

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CORTE

Corte com serra de fita

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LIXAMENTO

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EXAME MACROGRÁFICO Preparação da amostra

a) Lixamento: lixas nºs 80, 120, 180, 220 320 e 400.

Gire o corpo de prova 90° antes de apoiá-lo sobre a segunda lixa

Posição do C.P. na 1ª lixa Posição do C.P. na 2ª lixa Direção de lixamento

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ENCRUAMENTO PRODUZIDO PELO LIXAMENTO GROSEIRO

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ATAQUE METALOGRAFICO

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Cuidados na preparação da amostra: Na fase de corte/lixamento:

Evitar têmperas, revenimentos ou encruamentos locais, que o

reativo porá em evidência e nada terão a ver com a textura original da peça examinada.

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Cont. preparação da amostra b) Limpeza e secagem;

c) Ataque químico: por imersão por aplicacão

por impressão direta (Baumann) d)Interpretação do aspecto macrográfico

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REATIVOS OU SOLUÇÕES DE ATAQUE: Reativo de ácido clorídrico ou ácido muriático Reativo de Iodo

Reativo de Persulfato de amônio Reativo Nital

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Cuidados na preparação da amostra:

Na fase de ataque do cp com reativo ácido:

Além dos cuidados com pinças ou suporte em ataques prolongados, deve-se agitar freqüentemente o cp ou o reativo para dispersar as bolhas que vão se formando devido às reações químicas.

Nos pontos onde as bolhas aderem a superfície, o ataque não prossegue.

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Cuidados na preparação da amostra:

Nas fases de secagem do corpo de prova:

Evitar a retenção de água ou reativo nas

descontinuidades, que podem vir a mascarar a superfície em exame.

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REAGENTES

O Reagente consiste de uma solução química, cuja finalidade é reagir, com a superfície preparada revelando detalhes da macro-estrutura do material.

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Reagentes

Composição, aplicação e revelação

1.

Reativo de ácido clorídrico ou ácido muriático.

2.

Reativo de Iodo.

3.

Reativo de Persulfato de amônio.

4.

Reativo Nital.

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1- Reativo de ácido clorídrico

 Composição:

Ácido clorídrico (conc.) –HCL ... 50 ml Água ... 50 ml

 Aplicação:

A solução deve permanecer ou estar próxima da temperatura de

ebulição durante o ataque. O CP deve ser imerso na solução por um período de tempo suficiente para revelar todas as descontinuidades que possam existir na superfície de ataque.

 Revelação:

Identifica heterogeneidade,tais como segregação, regiões encruadas, regiões afetadas pelo calor, depósitos de solda, profundidades de têmpera, etc.

Identifica descontinuidades, tais como: trincas, porosidades, inclusões, etc.

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2- Reativo de Iodo

Composição:

Iodo sublimado ... 10g Iodeto de Potássio (KI) ... 20g Àgua ... 100g

Aplicação:

A solução deve ser utilizada à temperatura esfregando-se uma mecha de algodão, embebida na solução, na superfície a ser atacada, até que se

obtenha uma clara definição dos contornos da microestrutura.

Revelação:

Indica as mesmas macro-estruturas que o reativo anterior, diferenciando-se apenas no modo de obtenção de imagens:

A- Imagens que só aparecem com o simples ataque da superfície e que desaparecem com o repolimento.

B- Imagens que só se revelam após o repolimento. exemplo: segregação, bolhas, texturas fibrosas etc.

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3- Reativo de persulfato de amônio

Composição:

Persulfato de amônio (NH₄)₂S₂O₈ ... 10g Água ... 100g

Aplicação:

A solução deve ser usada à temperatura ambiente esfregando-se uma mecha de algodão, embebida na solução, na superfície a ser atacada.

Proporciona excelente contraste.

Revelação:

Identifica soldas, segregação, texturas cristalinas fibrosas.

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REATIVOS OU SOLUÇÕES DE ATAQUE

4- Reativo Nital

 _{composição:}

Ácido nítrico(conc.) HNO3 ... 5 ml Álcool Etílico ... 95 ml

 _Aplicação:

A solução deve ser usada à temperatura ambiente.

 _Revelação:

É indicada para a localização de soldas, segregação, trincas, profundidades de têmperas, etc.

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AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS:

A avaliação do resultado depende da finalidade a que o mesmo se destina:

 Intenção de pesquisa.

 Avaliação do aspecto da macro-estrutura segundo uma norma ou especificação.

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REGISTRO DOS RESULTADOS:

O registro dos resultados pode ser feito de três formas distintas, que são:

1. Proteção da face ensaiada do corpo de prova com

uma camada de verniz transparente;

2. Método de Baumann; 3. Uso de Dessecador.

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REGISTRO DOS RESULTADOS:

Macrofotografia que é a reprodução

fotográfica da macroestrutura.

Trata-se do documento que reproduz e

conserva, em tamanho natural ou não, os

resultados do ensaio.

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REGISTRO DOS RESULTADOS:

Método de Baumann que, semelhante à fotografia,

utiliza-se de papel fotográfico para registrar a

macroestrutura. Em resumo, o método consiste em preparar o papel fotográfico através de imersão em banhos químicos, colocando-o a seguir sobre a

superfície preparada do corpo de prova.

Após isto, o papel fotográfico é mergulhado num fixador químico e depois lavado em água corrente.

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DESSECADOR PARA CONSERVAÇÃO DE PROVAS METALOGRAFICAS

Corpos de prova Sílica-gel

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DEFEITOS EM JUNTAS SOLDADAS

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EXAME MACROGRÁFICO

(40)

69) De acordo com a Norma da

Petrobrás (N-1738 de agosto de 1981),

a figura representa uma convexidade

excessiva.

• _{a) Verdadeira.}

• _{b) Falsa.}

(41)

73) Marque a terminologia correta conforme

representada na figura de acordo com a

norma da Petrobrás (N-1738 de agosto de

1981), que elemento da solda é indicado pela

letra B?

• _{a) A face.}

• _{b) A perna.}

• _{c) A margem.}

• _{d) A garganta.}

• _{e) A raiz da solda.}

Exercícios

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159) De acordo com a Norma da

Petrobrás (N-1738 de agosto de

1981), a figura representa:

• _{a) Concavidade excessiva.}

• _{b) Embicamento.}

• _{c) Deformação angular excessiva.}

(43)

223) De acordo com a norma da Petrobrás

(N-1738 de agosto de 1981), marque a

terminologia correta indicada na figura .

• _{a) Trinca de cratera.}

• _{b) Trinca interlamelar.}

• _{c) Trinca de raiz.}

• _{d) Nenhuma das respostas está correta.}

(44)

78) De acordo com a norma (N-1738 de

agosto de 1981) o desenho indica:

• _{a) Deposição insuficiente.}

• _{b) Cavidade alongada.}

• _{c) Desalinhamento.}

• _{d) Falta de fusão.}

• _{e) Falta de penetração.}

Exercícios

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45

Soldagem molhada com arame tubular aprovado nos ensaios de tração

(566MPa) e impacto Charpy a oºC (43,1J) e reprovado no ensaio de dobramento de raiz (fratura a 30°)

A polaridade CC-_{gerou menos}

porosidade que CC+_{e mais}

produtividade.

Resultados em geral bons para a condição subaquática molhada.

Os bons resultados dos dois primeiros testes foram atribuídos ao refinamento do cordão de solda devidos aos

sucessivo passes.

Lâmina d’ áqua de 0,1m, num banco de ensaios automatizado que controla e adquire dados do processo.

Junta de 25,4mm API X70/E71T-1

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MACROGRÁFIAS DE TRILHOS SOLDADOS

46

Macrográfia de dois trilhos Caldeados de topo eletricamente Macrografia de uma solda realizada pelo

processo aluminotérmico

No processo aluminotérmico maior zona fundida, maior zona afetada termicamente e maior possibilidade de ocorrer defeitos como falta de fusão e trincas

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Classificações: SAE (Society of Automotive Engineers) Ex.: SAE 1020 AISI (American Iron and Steel Institute) Ex.: AISI 316 L Especificações: ASTM (American Society for Testing and Materials) Ex.: ASTM A 516-74 a

ASME (American Society of Mechenical Engineers). Ex.: ASME SEC. IX Aplicações: Caldeiras e Vasos de Pressão

API (American Welding Institute) Ex.: API Std 1104

Aplicações: Oleodutos e Gasodutos AWS (American Welding Society) Ex.: AWS D1.I

Aplicações: Estruras Metálicas Marítimas

NORMAS TÉCNICAS APLICÁVEIS

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O material da solda é adequado para

trabalho em baixas temperaturas?

Normas Técnicas: objetivo

O que se

pretende

evitar !!!

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ENSAIOS MECÂNICOS

Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota

49

(50)

APLICAÇÃO APLICAÇÃO ASME IX ASME IX API 1104 API 1104 SOLDA EM ÂNGULO SOLDA EM ÂNGULO QUALIFICAÇÃO DE SOLDADORES QUALIFICAÇÃO DE SOLDADORES SOLDA EM CHANFRO E SOLDA DE ÂNGULO SOLDA EM CHANFRO E SOLDA DE ÂNGULO QUALIFICAÇÃO DE PROC. DE SOLD. E SOLDADORES QUALIFICAÇÃO DE PROC. DE SOLD. E SOLDADORES

ENSAIO DE FRATURA

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APLICAÇÃO: ENSAIO MACROGRÁFICO

QUALIFICAÇÃO DO PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM

ASME IX – Solda em ângulo – Exame Macrográfico – 5 faces AWS D1.1 – Solda em ângulo – Exame Macrográfico – 3 faces

obs.: ASME IX AWS D1, para qualificar o soldador, solda em ângulo, são exigido 1 Exame Macrográfico mais 1 Ensaio de Fratura

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Welding Metallography - Ferrous Metals

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OBRIGADO

01/27/2021 54

TREINAMENTO & CERTIFICAÇÃO

Certificação Internacional Soldadores Engenharia de Soldagem Ensaios Não Destrutivos Pintura & Revestimento Junção de Materiais Materiais Avançados Inspeção de Equipamentos

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METALOGRAFIA

Macrografia – aspecto ou reprodução gráfica, com aumento até 10 vezes.

Micrografia – aspecto ou reprodução gráfica, com aumento maior que 10 vezes. Limite 2000 X.

Norma ABNT: Metalografia/Terminologia: Norma Técnica - NBR15454:2007

Metalografia das ligas de ferro-0carbono - Terminologia. Macrografia – aspecto ou reprodução gráfica, com

aumento até 10 vezes.

Micrografia – aspecto ou reprodução gráfica, com aumento maior que 10 vezes. Limite 2000 X.

Norma ABNT: Metalografia/Terminologia:

Norma Técnica - NBR15454:2007

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BIBLIOGRAFIA

Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns

Código: 2007

Não Associado ABM R$ 169,00 Associado ABM R$ 161,00