Análise da qualidade do tratamento de nitretação gasosa entre duas empresas

Abstract

Este trabalho teve como objetivo analisar a qualidade do tratamento de nitretação gasosa entre duas empresas, sendo classificadas como Empresa A e Empresa B. O objetivo desse tratamento é revestir hastes em metais inoxidáveis, que são utilizados como componentes do conjunto de válvulas de regulagem em turbinas a vapor, que tem por objetivo controlar, de acordo com a necessidade de carga, a quantidade de fluxo de vapor a ser enviado ao interior da turbina. Devido à natureza repetitiva desse processo (abertura e fechamento das válvulas), as hastes estão sempre submetidas a atritos, esforços longitudinais e também impurezas presentes no próprio vapor gerado no processo, tais como óxido de silício, ferro, sódio, potássio, alcalinidade acima do permitido, etc.O somatório desses efeitos diminui consideravelmente a vida útil das hastes. Era utilizado apenas o tratamento da Empresa A, porém devido ao não cumprimento de prazos e aumento de custos, estudou-se a possibilidade de homologar a empresa B para substituir a anterior. Após o primeiro fornecimento da empresa B, notaram-se divergências na coloração entre as peças nitretadas pelas duas empresas, gerando dúvidas entre a qualidade do tratamento realizado pela Empresa B. A fim de comprovar a qualidade do processo da empresa B, foram separados corpos de prova dos materiais 21CrMoV5, SAE 4140 e SAE 4340. Após serem devidamente tratados pelas duas empresas, os mesmos foram submetidos a ensaios laboratoriais: dureza superficial após tratamento, medidas da profundidade da camada de óxido negra formada, análises micrográficas das camadas de óxido, camada nitretada (branca) e microestrutura do núcleo dos materiais. Também foram realizados ensaios de Salt Spray a fim de simular um ambiente corrosivo e verificar os níveis de corrosão apresentados nestes corpos de prova.

The purpose of this work is to analyze the quality of the nitriding treatment between two companies, which will be cited as Company A and Company B. The object of this treatment is to coat stainless steel stems that are used as main components of the control valves set in steam turbines, which purpose is to control, according to the load's need, the flow steam passage through the interior of the turbine. Due to the repetitive nature of this process (to open and to close the valves), the stems are frequently submitted to friction, longitudinal forces and impurities in the process steam itself, such as silicon oxide, iron, sodium, potassium, alkalinity levels above the specification, etc. The combinations of these effects decrease the life span of the stems. The treatment was supplied only by Company A; however, after deadlines issues and costs' increases, it was necessary to homologate the company B, in order to replace the previous one. After the first supply of company B, it was noticed some irregularities in the color of the nitrided pieces between the two companies treatment, generating some doubts between the quality of the treatment provided by Company B. In order to confirm the quality of the company's B treatment, specimens were provided with the materials 21CrMoV5, SAE 4140 and SAE 4340, then tests were realized to demonstrate that both companies achieve the values stipulated by the Engineering, such as hardness, layer depth, surface roughness, etc. Services of specialized laboratories in destructive and laboratory tests will be used. In order to confirm the quality of the company's B treatment, specimens were provided with the materials 21CrMoV5, SAE 4140 and SAE 4340, and then tests (such as: superficial hardness, depths measurement of the black oxide, micrographics of the oxide layers, nitrided layer (white) and the micrographic structure of the raw materials' core. Salt Spray tests were realized too, in order to simulate a corrosive environment and to check the corrosion levels that appeared in the specimens.