A norma ASME IX estabelece aos ensaios mecânicos necessários para avaliação de técnica de reparo (“Temper Bead”). Conforme as recomendações, foram realizados os ensaios mecânicos de forma a avaliar a eficácia da TDC-DC quanto as propriedades mecânicas. Os ensaios mecânicos realizados e a quantidade de corpos de prova estão apresentados na Tabela 29.
Tabela 29 - Quantidade de ensaios e corpos de prova.
Tipo de reparo
Ensaios mecânicos
Dobramento
lateral transversal Tração Impacto Dureza Vickers
Reparo de parede 4 cps 2 cps 5 cps na ZAC 5 cps na ZF 5 cps no MB ZF, ZAC e MB Reparo de revestimento 4 cps Não se aplica 5 cps na ZAC 5 cps na ZF 5 cps no MB ZF, ZAC e MB Fonte: Própria do autor.
Os corpos de prova para os ensaios mecânicos foram retirados conforme localização na Figura 54 e confeccionados de acordo com a norma ASME IX.
Figura 54 - Local de retirada de amostras no corpo de prova da soldagem de reparo de parede.
Figura 55 - Local de retirada de amostras no corpo de prova da soldagem de reparo de revestimento.
4.7.1.1. Ensaios de dureza – Etapa 5
Os ensaios de dureza foram realizados conforme os procedimentos descritos anteriormente no item 4.5.2 (Avaliação de dureza Vickers).
4.7.1.2. Ensaios de dobramento – Etapa 5
Os quatro corpos de prova para o ensaio de dobramento (“transverse side bend”) da soldagem de reparo de parede foram retirados conforme
localização especificada na Figura 54 e confeccionados de acordo com a norma ASME IX, com dimensões de acordo com a Figura 56.
Figura 56 - Formato e dimensões do corpo de prova de dobramento do reparo de parede.
Os quatro corpos de prova para o ensaio de dobramento (transverse side bend) da soldagem de reparo de revestimento foram retirados conforme
localização especificada na Figura 55 e confeccionados de acordo com a norma ASME IX, com dimensões de acordo com a Figura 57.
Figura 57 - Formato e dimensões do corpo de prova de dobramento do reparo de revestimento.
Fonte: Própria do autor.
O diâmetro do cutelo utilizado foi de 40 mm e a distância entre os roletes foi de 63 mm. A velocidade do ensaio utilizada foi de 0,5 mm/s. (Figura 59)
Figura 58 - Dimensões do suporte para o ensaio de dobramento.
Fonte: Própria do autor.
Os ensaios de dobramento foram conduzidos na máquina da marca MTS com 100 kN de capacidade (Figura 59).
Figura 59 - Máquina e mecanismo de dobramento.
Fonte: Própria do autor.
O critério para aceitação do ensaio de dobramento pela ASME IX ocorre quando os corpos de prova de dobramento guiado não devem ter descontinuidade aberta na zona fundida ou zona afetada pelo calor, excedendo 1/8 pol. (3 mm), medida em qualquer direção na superfície convexa da amostra após a flexão. As descontinuidades abertas que ocorrem nos cantos do corpo de prova durante o teste não devem ser consideradas, a menos que apresentem evidências definitivas de que resultam da falta de fusão, inclusões de escória ou outras descontinuidades internas. [47]
4.7.1.3. Ensaios de tração – Etapa 5
Os dois corpos de prova para o ensaio de tração foram retirados conforme localização na Figura 54 e confeccionados de acordo com a norma ASME IX, com dimensões de acordo com a Figura 60.
Figura 60 - Formato e dimensões do corpo de prova de tração.
Fonte: Própria do autor.
Os ensaios de tração foram conduzidos na máquina da marca MTS com 100 kN de capacidade (Figura 61).
Figura 61 – Máquina de tração.
Fonte: Própria do autor.
4.7.1.4. Ensaios de tenacidade Charpy – Etapa 5
Os cinco corpos de prova para o ensaio de impacto Charpy foram confeccionados de acordo com a norma ASTM E23 com dimensões de 10 mm x 10 mm x 55 mm (Figura 62) e entalhe em “V” posicionada na ZAC tangente a linha de fusão. Além dos corpos de prova da ZAC foram retirados cinco corpos de prova do metal de base. A localização de retirada das amostras foi feita conforme apresentada na Figura 54 e na Figura 55
Figura 62 - Dimensões corpo de prova de tenacidade Charpy.
Fonte: ASTM E23.
Os entalhes foram usinados na entalhadora e as dimensões foram verificadas no projetor de perfil localizado no laboratório de metrologia (LAMETRO-UFC), conforme a Figura 63
Figura 63 - a) Máquina entalhadora e b) Projetor de perfil.
Fonte: Própria do autor.
Para o aço ASTM A387 Gr11, o critério para aceitação do ensaio de impacto Charpy-V é apresentar a mínima energia absorvida de 55 J na média de três amostras e 27 J mínimo para uma única amostra, todos ensaios realizados na temperatura de -18°C conforme a norma API RP 934-A.
Para os aços ASTM A387 Gr22 e ASTM A542 Tipo D, o critério para aceitação do ensaio de impacto Charpy-V é apresentar a mínima energia absorvida de 55 J na média de três amostras e 47 J mínimo para uma única amostra, todos ensaios realizados na temperatura de -30°C conforme a norma API RP 934-C.
Para retirada dos corpos de prova de Charpy da ZAC, foram feitas mais 7 camadas com baixa energia de soldagem (E=0,8 kJ/mm) e temperatura de interpasse menor que 50°C, obtendo comprimento suficiente para retirada do
corpo de prova, conforme mostrada na Figura 64.
Figura 64 - Extensão do revestimento para retirada de cp’s de Charpy.
Fonte: Própria do autor.
Os ensaios de impacto foram conduzidos de acordo com a norma ASTM E23. Os corpos de prova inicialmente foram mantidos em solução de álcool etílico e nitrogênio líquido na temperatura do ensaio (-18°C) por no mínimo de 10 minutos, para em seguida serem transferidos para o suporte da amostra na máquina de ensaio e então o pêndulo foi liberado, esta operação durou no máximo 4 s.
A máquina utilizada foi da marca TIME equipada com pêndulo de 750J (Figura 65). A temperatura do ensaio foi controlada com medidor de temperatura equipado com termopar submerso na solução.
Figura 65 – Máquina de ensaio de impacto.