Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84577
Tipo: Tese
Título : Avaliação de trinca a quente em ligas cuproníquel e monel aplicando o ensaio trans-varestraint
Autor : Moura Filho, Adroaldo José Silva de
Tutor: Motta, Marcelo Ferreira
Co-asesor: Miranda, Hélio Cordeiro de
Palabras clave en portugués brasileño: Ligas cuproníquel;Ligas monel;Trans-Varestraint;Trincas de solidificação;Trincas por perda de ductilidade
Palabras clave en inglés: Cupronickel alloys;Monel alloys;Trans-Varestraint weldability test;Solidification cracks;Cracks due to loss of ductility
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Fecha de publicación : 2025
Citación : MOURA FILHO, Adroaldo José Silva de Avaliação de trinca a quente em ligas cuproníquel e monel aplicando o ensaio trans-varestraint. 2025. 170 f. Tese (Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumen en portugués brasileño: Devido às dificuldades na extração de petróleo em águas profundas, estudos voltados ao avanço tecnológico nesse setor têm buscado expandir suas fronteiras. O desenvolvimento de novos materiais e processos de fabricação, com ênfase nos processos de soldagem utilizados na união de tubulações e revestimentos, exige o emprego de tecnologias avançadas, o que contribui para o aumento do custo de extração do petróleo. Entre os materiais mais utilizados em unidades de refrigeração de refinarias, sistemas de captação de água e combate a incêndio, destacam-se as ligas cuproníquel e Monel, cujo emprego se torna fundamental devido à elevada resistência à corrosão. Nessas aplicações, a soldagem de tubulações dessas ligas é uma prática comum. No entanto, a ocorrência de trincas a quente durante a soldagem é um fator crítico, considerando o alto custo envolvido nos reparos e substituições. O objetivo deste estudo é avaliar os fenômenos metalúrgicos associados à solidificação durante a formação de trincas a quente em ligas CuNi e NiCu, por meio do ensaio de soldabilidade Trans-Varestraint (TVT). Neste trabalho, foram analisados três fatores na formação das trincas a quente: material, energia de soldagem e deformações impostas. Foram estudadas as ligas UNS C70600 e AWS A5.7 ERCuNi, comercialmente conhecidas como CuNi 90/10 e CuNi 70/30, respectivamente, além da liga AWS A5.14 ERNiCu-7, correspondente à Monel 60. Os ensaios foram realizados com cinco níveis de deformação e duas energias de soldagem: 1,09 e 0,74 kJ/mm. Os resultados obtidos no ensaio de soldabilidade foram comparados com simulações termodinâmicas baseadas nas curvas de solidificação segundo o modelo de Scheil. De forma contraditória, observou-se que a liga CuNi 90/10 — que não apresenta formação de fases de baixo ponto de fusão e possui a menor faixa de BTR (brittle temperature range) — apresentou maior suscetibilidade à formação de trincas. Essa contradição foi explicada pela ocorrência de diferentes mecanismos de formação de trincas. Na liga CuNi 90/10, evidenciaram-se trincas associadas tanto à perda de ductilidade quanto à solidificação, enquanto na CuNi 70/30 as trincas foram exclusivamente relacionadas à solidificação. Todas as ligas analisadas apresentaram trincas ao longo dos contornos de grão com orientação cristalográfica preferencial. Conclui-se que a liga CuNi 90/10 é mais suscetível à formação de trincas devido à atuação combinada dos mecanismos de solidificação e perda de ductilidade, enquanto a CuNi 70/30 apresentou apenas trincas por solidificação.
Abstract: Due to the challenges associated with deepwater oil extraction, technological advancements in this sector have been aimed at pushing boundaries. The development of new materials and manufacturing processes, with an emphasis on welding techniques used for joining pipelines and claddings, demands the use of advanced technologies, which contributes to the increased cost of oil extraction. Among the most commonly used materials in refinery cooling units, water intake systems, and fire-fighting systems are cupronickel and Monel alloys, which are essential due to their high corrosion resistance. In these applications, welding of piping made from these alloys is a common practice. However, the occurrence of hot cracking during welding is a critical issue, considering the high costs associated with repairs and replacements. The objective of this study is to evaluate the metallurgical phenomena related to solidification during the formation of hot cracks in CuNi and NiCu alloys, using the Trans-Varestraint (TVT) weldability test. Three factors were analyzed in relation to hot cracking formation: material, welding energy, and imposed strains. The alloys studied were UNS C70600 and AWS A5.7 ERCuNi, commercially known as CuNi 90/10 and CuNi 70/30, respectively, as well as the AWS A5.14 ERNiCu-7 alloy, corresponding to Monel 60. The tests were conducted with five levels of strain and two welding energy inputs: 1.09 and 0.74 kJ/mm. The results from the weldability tests were compared with thermodynamic simulations based on solidification curves using the Scheil model. Paradoxically, it was observed that the CuNi 90/10 alloy—despite not forming low-melting phases and having the narrowest brittle temperature range (BTR)—showed greater susceptibility to cracking. This contradiction was explained by the occurrence of different cracking mechanisms. In the CuNi 90/10 alloy, cracks were associated with both ductility loss and solidification, whereas in CuNi 70/30, cracks were exclusively related to solidification. All analyzed alloys exhibited grain boundary cracks with preferential crystallographic orientation. It was concluded that the CuNi 90/10 alloy is more susceptible to cracking due to the combined effect of solidification and ductility loss mechanisms, while the CuNi 70/30 alloy exhibited only solidification-induced cracks.
Descripción en portugués brasileño : Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84577
ORCID del autor: https://orcid.org/0000-0002-8324-8524
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/3611693983572575
ORCID del tutor: https://orcid.org/0000-0002-1425-690X
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/1884420163035670
ORCID del co-asesor: https://orcid.org/0000-0003-2699-4333
Lattes del co-asesor: http://lattes.cnpq.br/6420338928006265
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: DEMM - Teses defendidas na UFC

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción Tamaño Formato  
2025_tese_ajsmourafilho.pdfTrabalho revisado (2ª correção)83,43 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.