Estudo de caracterização mecânica e estrutural do aço ASTM A131 classe DH36 comparando com aço ASTM A36 utilizado para projetos estruturais

Abstract

As recentes descobertas de óleo e gás no litoral brasileiro abriram oportunidades de um novo caminho para os fabricantes de aço em geral, apesar da recente participação no mercado offshore. Percebendo a elevação da demanda por projetos e plataformas offshore no Brasil e a tendência de internacionalização, as empresas se fixaram nas características técnicas que diferenciam estas estruturas das aplicadas para obras onshore, para assim investir com alto potencial. Os projetos constituem uma quantidade elevada de informações, detalhamento de fabricação e montagem, severidade das inspeções e controle. Por isso as especificações técnicas de fabricação, construção e montagem das estruturas metálicas offshore querem intensa interação entre as áreas de engenharia, fabricação, qualidade, construção e montagem. Em tempos mais remotos, quando não existiam materiais adequados e técnicas de junção eficazes, muitos estaleiros já utilizavam a soldagem na construção de navios, plataformas e embarcações. Consequentemente, essa época foi marcada por problemas metalúrgicos e graves acidentes, decorrentes principalmente da inexperiência e falta de treinamento dos profissionais envolvidos nos projetos, da baixa qualidade dos metais de base e de adição empregados e da ausência de suporte técnico especializado. O exemplo mais conhecido deste período da história naval é o caso dos navios ingleses Liberty Ships, os quais foram construídos totalmente por soldagem durante a Segunda Guerra Mundial e, quando colocados em operação, literalmente quebraram ao meio. Desta maneira, a utilização de aços de alta resistência e processos de soldagem em navios e plataformas vem sendo aplicada para garantir a estabilidade estrutural e segurança em alto mar. Com a visão de melhoras nos processos de fabricação, prazos de entrega para grandes estaleiros brasileiros e internacionais, hoje Sertãozinho apresenta uma média demanda de fabricação para indústria petrolífera e naval. Com carteiras de serviço para grandes clientes como: Rolls-Royce Marine; Petrobrás; Kawasaki; Tomé-Ferrostal entre outras. Com isso, processos de soldagem e materiais de alta resistência aplicados devem atender a normas de grandes classificadoras para garantir a uniformidade e qualidade dos serviços executados. Assim, as principais entidades deste tipo são: a ABS-American Bureau of Shipping, a BV-Bureau Veritas, a LR-LloydsRegisterofShipping, a GL- Germanischer Lloyd e a DNV-Det NorskeVeritas. Este trabalho buscou analisar os aços ASTM A 131 CLASSE DH 36 e ASTM A 36 fornecidos pela Usiminas na forma de chapa. A composição química foianalisada no laboratório de espectroscopia de massa, da FATEC de Sertãozinho. Esses materiais foram analisados a caracterização estrutural, caracterização das propriedades mecânicas e químicas, resistência à fadiga, ensaio de impacto Charpy e ensaio de tenacidade à fratura. Foram comparados os materiais que apresentou os melhores resultados em termos estruturais e mecânicos.

The recent discoveries of oil and gas in our coast opened up opportunities of a new way for steel manufacturers in general, despite the recent interest in the offshore market. Realizing the high demand for offshore projects and rigs in Brazil and the trend of globalization, companies settled in the technical features that differentiate these structures applied to onshore works, so as to invest with high potential. The projects constitute a large amount of information, fabrication detailing and assembly, severity of inspections and control. For this reason, the technical specifications for manufacturing, construction and installation of offshore steel structures require intense interaction between engineering, manufacturing, quality, construction and assembly. In earlier times, when there were no suitable materials and techniques of effective joint, many shipyards were already using welding in the construction of ships, platforms and vessels. Hence, this era was marked by metallurgical problems and serious accidents, mainly due to the inexperience and lack of training of professionals involved in the projects, the low quality of basic metals and addition of employees and lack of specialized technical support. The best known example of this period of naval history is the case of the British ships "Liberty Ships", which were built entirely by welding during the World War II and, when put into operation, literally broke in half. Thus, the use of high strength steels and welding processes on ships and platforms has been applied to ensure structural stability and safety at sea. At the sight of improvements in manufacturing processes, delivery times for large Brazilian and international shipyards, nowadays Sertãozinho has an average manufacturing demand for oil and naval industry. With service portfolios for large clients such as Rolls-Royce Marine; Petrobras; Kawasaki; Thomas-Ferrostal among others. With this, welding and high-strength materials applied must meet standards of major classification to ensure the uniformity and quality of the services performed. Thus, the main authorities of this type are: ABS-American Bureau of Shipping, BV-Bureau Veritas, LR-Lloyds Register of Shipping, GL-Germanischer Lloyd and DNV-Det Norske Veritas This study aimed to analyze the steel ASTM A 131 Class DH 36 and ASTM A 36 supplied by Usiminas in the form of plate. The chemical composition will be analyzed in the mass spectrometry laboratory, FATEC of Sertaozinho. These materials will be analyzed structural characterization, characterization of mechanical properties, fatigue resistance, Charpy impact test and fracture toughness testing. The materials that have better results in structural and mechanical terms will be compared.