Simulação numérica e experimental de soldagem em operação de um aço API 5L X80 com processo GMAW [thesis]

Antonio do Nascimento Silva Alves
Primeiramente a Deus, por possibilitar todos os caminhos e encontros. Gostaria de agradecer ao meu orientador Prof. Dr. Sérgio Duarte Brandi, pela acolhida, paciência, orientação e oportunidades oferecidas, principalmente a de poder visitar o Rei. À minha família e meus irmãos Junior do Nascimento Silva Alves e família, Francisca do Nascimento Silva Alves e família, Francilda do Nascimento Silva Alves e família e Renato do Nascimento Silva Alves e família. À professora Maria Adelita Lima, por
more » ... Adelita Lima, por começar em mim o que hoje trago comigo e que me trouxe até aqui. Meu muito obrigado aos meus amigos de longa data, Jaime Casanova Soeiro Junior e Rubelmar Maia de Azevedo Cruz Neto, pelo apoio, por contribuir com essa oportunidade, pelo "resgate", pelo companheirismo e apoio nessa jornada. Um agradecimento especial aos amigos e colegas de laboratório do Grupo de Pesquisa em Soldagem e Junção -GPSJ, oportunidade de aprendizado, colaboração nos trabalhos e partilhas diárias. Agradeço à estagiária e estagiários, Esther Gehrti Regis Santos, Rômulo Lima Bomfim de Lacerda, Gustavo Requena de Lima, Luan Silva, pela dedicação, profissionalismo e responsabilidade. Agradeço ao Jeferson José de Carvalho, por sua pronta disponibilidade em ajudar a todos, pelo exemplo de pessoa e profissional, sempre será uma oportunidade de aprendizado compartilhar o tempo e espaço com ele. Aos membros da República Brandiana, localizada na Rua Iquiririm, 1001, Thiago Urbina Leal e família, pela sinceridade, caronas e marmitas. Aos Técnicos, Rubens, Danilo, Lívio, Rafael Maia e Jorge. À FAPEAM-Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas pelo apoio financeiro. À Petrobras, que através do projeto n.º 0050.0086316.13.9, forneceu os equipamentos que foram indispensáveis para este trabalho. Palavra-chave: Soldagem em operação; Soldagem Multipasse; Simulação do processo de soldagem; Método dos Elementos Finitos; Sysweld ® ABSTRACT Among pipeline repair, modification and extension interventions, in-service welding is the most widely used repair technique, as it guarantees the continuous supply of the conducted fluid, offering a great advantage from an economic and environmental point of view. The objective of this work is to reproduce the in-service welding condition in by developing a device using water recirculation, reduction of maximum hardness in ZAC, below 350 HV, using the temper bead technique, study the influence of thickness, power available and welding speed on bead morphology, microhardness and maximum temperature on the opposite face using experimental design, as well as numerically simulating using the finite element method through Sysweld ® software the heat transfer via heat during welding, obtaining thus the maximum temperature reached on the opposite side of the arc, contemplating the characteristic boundary conditions of the in-service welding. The experimental arrangement developed reproduces the energy extraction condition as in-service welding. According to the EWI method, the cooling time between 250ºC and 100ºC was around 10s, in the experimental arrangement it was obtained between 9 and 11 seconds. There was an average reduction of 9% to values below 350 HV. The response surfaces obtained allowed satisfactory prediction of the weld bead morphology. The numerical model simulated with the Sysweld ® software, allowed the determination of the energy transfer coefficient via convection heat, using the EWI method to measure the cooling time ∆t 250 -100 ºC thus allowing the validation of the numerical simulation.
doi:10.11606/t.3.2020.tde-07012020-162858 fatcat:eyt7523eh5g43basdrn2g27s6a