A caracterização metalográfica foi feita antes e depois do tubo ter sido submetido ao processo de tratamento por vibração. Das amostras da região da solda, foram realizadas quinze imagens micrográficas sendo, três relativas às regiões de solda, seis da zona termicamente afetada, e seis do metal base do entorno. As imagens correspondem às regiões próximas ao diâmetro externo de tubo, regiões centrais e regiões próximas ao diâmetro interno do tubo.
Para a amostra referente ao metal base, foram feitas três imagens sendo, uma na região próxima ao diâmetro externo do tubo, uma na região central e outra na região próxima ao seu diâmetro interno, conforme figura 85.
Figura 85 – Localização das imagens micrográficas ao longo da espessura do tubo com e sem tratamento de vibração mecânica. (a) disposição no metal base; (b) disposição na linha de solda e adjacências.
As imagens do metal base do tubo sem o tratamento de vibração, feitas ao longo de sua espessura, figura 86, caracterizam uma microestrutura correspondente a um aço de baixo carbono - 0,22% - devido a cor esbranquiçada ao fundo dada pela presença preponderante de uma rede de ferrita descontinuada de ferrita poligonal circundando grãos de martensita revenida, com pequenas partículas de cementita, tendendo para uma forma esferoidal em razão da temperatura de revenimento acima de 600 °C. Esta estrutura é conhecida como sorbita, a qual se repete ao longo do metal de base ao longo da espessura do tubo, como se observa na figura 86. (COLPAERT, 1974).
Figura 86 – Micrografia do metal base do tubo sem vibração. (a) próxima ao diâmetro externo; (b) na região central da espessura; (c) próxima ao diâmetro interno do tubo. Ataque com Nital 3%. Ampliação 600 x.
(a) Externo (b) Central (c) Interna
Fonte – APOLO TUBULARS, 2016.
Pela análise das imagens da região de solda, figura 87, e regiões circunvizinhas do tubo sem o tratamento de vibração, observa-se que as estruturas metalográficas diferem pouco umas das outras, mostrando uma estrutura totalmente revenida caracterizada, de modo preponderante, pela existência de uma a estrutura ferrítica permeada por uma textura sorbítica, como relatado anteriormente para o metal base.
Nas imagens da linha de solda externa, central, e interna, observa-se a mesma estrutura ferrítica e perlítica, apresentando uma maior recuperação nestes locais do que na ZTA e material base adjacentes, apresentando também, a textura sorbítica, característica do tratamento de revenimento na temperatura mencionada. Praticamente não ocorre nenhuma diferença morfológica entre as imagens, sendo estas, permeadas pelas linhas de fluxo do caldeamento a direita e a esquerda da linha central da solda.
Nas imagens da ZTA à direita e a esquerda da linha de solda, nota-se também, a mesma estrutura descrita anteriormente com evidência para a sorbita. Nota-se, ainda, as linhas de fluxo já descritas anteriormente, sendo bem nítida uma área de empacotamento dos grãos, na
imagem da ZTA esquerda externa, originada provavelmente dos esforços de compressão dos rolos de pressão sob as paredes do tubo no momento do caldeamento, e que não foram totalmente recuperados no tratamento de normalização subsequente à este.
Das analises das imagens do metal base circunvizinho, conclui-se que praticamente coincidem com as imagens do metal base da figura 86, mostrando a uniformidade do tratamento de revenimento.
Figura 87 – Micrografia na espessura do metal base do tubo sem vibração na linha de solda e regiões da ZTA e do metal base circunvizinho. Imagens (a),(b),(c) e (d) próximas ao diâmetro externo do tubo. Imagens (f), (g), (h), (i) e (j), região central. Imagens (k). (l), (m), e (n) próximas ao diâmetro interno. Ataque com Nital 3%. Ampliação 600 x.
Tubo sem o tratamento de Vibração
Metal Base ZTA Esquerda Linha de Solda ZTA Direita Metal Base
Externo (a) (b) (c) (d) (e) Central (f) (g) (h) (i) (j) Interno (k) (l) (m) (n) (o)
Fonte – APOLO TUBULARS, 2016.
Considerando, agora, o tubo vibrado, e as imagens das posições externa, central e interna do metal base, figura 88, verifica-se que as morfologias das microestruturas
correspondentes não apresentam grandes variações entre si predominando a matriz ferrítica e a martensita revenida, com a textura sorbítica, sendo esta, um pouco mais acentuada na imagem interna (c).
Comparando estas imagens – do tubo com o tratamento de vibração - com as do tubo sem este tratamento, verifica-se a mesma micro estrutura já descrita, evidenciando que o tratamento de vibração pouco ou nada influiu na micro estrutura do material, neste nível de análise.
Figura 88 – Micrografia do metal base do tubo com vibração. (a) próxima ao diâmetro externo; (b) na região central da espessura; (c) próxima ao diâmetro interno do tubo. Ataque com Nital 3%. Ampliação 600 x.
(a) Externo (b) Central (c) Interna
Fonte – APOLO TUBULARS, 2016.
Analisando, agora, as imagens da região de solda do tubo submetido ao tratamento de vibração, figura 89, e as regiões circunvizinhas, observamos, também, que as estruturas metalográficas diferem pouco umas das outras, mostrando, como na figura 88, uma estrutura totalmente revenida caracterizada, de modo preponderante, pelas estruturas ferrítica com a textura sorbítica, já comentada anteriormente.
Nas imagens da linha de solda externa, central, e interna, observa-se as mesmas características estruturais mencionadas, com praticamente nenhuma diferença morfológica entre as imagens, sendo estas, permeadas pelas linhas de fluxo do caldeamento a direita e a esquerda da linha central da solda, como já retratado para o tubo sem tratamento de vibração.
Nas imagens da ZTA à direita e a esquerda da linha de solda, nota-se, também, a uniformidade das morfologias estruturais, praticamente sem grandes diferenças entre si, como também, as linhas de fluxo e as mesmas características morfológicas descritas anteriormente para o tubo sem o tratamento de vibração.
As análises das imagens do metal base circunvizinho, praticamente coincidem com as imagens do metal base da figura 87, caracterizando a uniformidade do tratamento de revenimento, como já mencionado anteriormente.
Figura 89 – Micrografia na espessura do metal base do tubo com vibração na linha de solda e regiões da ZTA e do metal base circunvizinho. Imagens (a), (b), (c), (d), (e), próximas ao diâmetro externo do tubo. Imagens (f), (g), (h), (i) e (j), região central. Imagens (k). (l), (m), (n), (o), próximas ao diâmetro interno. Ataque com Nital 3%. Ampliação 600 x.
Tubo com o Tratamento de Vibração
Metal Base ZTA Esquerda Linha de Solda ZTA Direita Metal Base
Externo (a) (b) (c) (d) (e) Central (f) (g) (h) (i) (j) Interno (k) (l) (m) (n) (o)
Fonte – APOLO TUBULARS, 2016.
Das analises executadas, podemos afirmar que o tratamento de vibração não produziu nenhuma alteração morfológica na micro estrutura no material do tubo, no nível de análise laboratorial realizado.
Cabe ressaltar que, o mesmo nível de analise utilizada para avaliar a influência do tratamento de vibração com a intensão de promover o alivio de tensões é o empregado para analisar a influência de um tratamento térmico com esta mesma finalidade para este tipo de produto.