Caracterização e comparação microestrutural de tubos ASTM A-213 Gr T11 soldados pelo processo GTAW (TIG)

Abstract

O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento da microestrutura do tubo de aço baixa liga fabricado pela norma ASTM A-213 Gr. T11 e soldado por meio do processo de soldagem GTAW. Os tubos em "T11" são muito utilizados em regiões que trabalham em elevadas temperaturas, como superaquecedores de vapor em caldeiras aquatubulares e fogotubulares. Neste estudo, pretendeu-se analisar comparativamente as características deste material antes e após ficarem durante certo período nas condições de trabalho. Sendo assim, uma das amostras ficou exposta a altas temperaturas durante a operação do equipamento, sofrendo resfriamento em períodos indeterminados, e então compará-lo a uma amostra antes de o equipamento entrar em operação. Para este estudo, foram coletadas duas amostras de tubos de serpentinas: uma produzida com os parâmetros de processo normalmente utilizados e outra amostra após certo período atuando em elevadas temperaturas, nas condições reais de trabalho da mesma, sendo então retiradas amostras de regiões específicas dos tubos para esta análise. Para caracterização e comparação dos materiais, foram feitos ensaios tais como microdureza, tração, alongamento e análise metalográfica em ambas as amostras. Após analisar os ensaios pôde-se avaliar presença de ligeiras modificações microestruturais e nas propriedades mecânicas do material que foi submetido às condições de uso à elevadas temperaturas, mas de forma que não houve comprometimento das mesmas. As alterações verificadas estão relacionadas apenas a um aumento da ductibilidade devido à temperatura de trabalho, na faixa dos 400°C, que ocasionou um alívio de tensões com ligeiro aumento de tamanho de grãos do material.

The objective of this work is to analyze the behavior of the microstructure of low alloy steel tube manufactured by ASTM A- 213 Gr T11 and welded by GTAW welding process. The T11 tubes are widely used in regions operated at elevated temperatures, such as superheaters in water tube and fire tube steam boilers. In this study, we aim at comparing the characteristics of the material before and after staying for some time in working conditions. Thus, one of the samples will be exposed to high temperatures during the operation of the equipment, suffering cooling in indeterminate periods, simulating the actual conditions of use and then compare it to a sample before the equipment is put into operation. For this study, two samples of serpentine tubes will be collected: one produced with the commonly used process parameters and another sample after a period operating at elevated temperatures, such samples were taken from specific regions of the tubes for analysis. For characterization of materials, tests will be done, such as: hardness, tensile, elongation and metallographic analysis in both samples. After analyzing the tests we could assess the presence of light and microstructural changes in the mechanical properties of the material which was subjected to the conditions of use at elevated temperatures, but so that there is no compromise of the same. The observed changes are related only to an increase in ductility due to the working temperature, in the range of 400 C, which caused a stress relieving with a slight increase of the material grain.