Análise numérica de uma junta soldada de aços dissimilares utilizada em equipamentos off-shore

Abstract

A utilização da soldagem é indispensável na fabricação de inúmeros produtos de geometria complexa, uma vez que confere agilidade de fabricação e versatilidade de aplicação. Soldar componentes mecânicos implica conferir aporte térmico as juntas, dessa forma gerando problemas de fragilização tanto por defeitos, como presença de trincas, agravado pelo surgimento de microestruturas com baixa tenacidade à fratura. Esses efeitos são encontrados, principalmente, na zona termicamente afetada pelo calor. Nesse sentido, estudos realizados nos últimos anos têm buscado compreender a resposta dos materiais à presença de trincas em juntas soldadas dissimilares, porém ainda não suficientes para desvendar por completo as respostas de tenacidade à fratura proporcionada pela heterogeneidade presente nessas juntas. Esse tipo de união de componentes mecânicos é largamente utilizado na indústria mundial, em especial no setor de petróleo e gás. A análise de componentes mecânicos levando em consideração tenacidade à fratura tornaram-se importantes na elaboração de projetos e avaliação de integridade estrutural. Este trabalho analisa o comportamento da região da ponta da trinca, sob a perspectiva da mecânica da fratura, localizada em uma junta soldada dissimilar amanteigada utilizada na união de flanges de tubulações presentes nas linhas offshore. A amostra da junta soldada (SE(B)) apresenta uma trinca localizada a 1 mm da interface aço ASTM A182 F22 – Inconel 625, a qual provoca estado triaxial de tensões no material, como também foram observadas regiões com tensões críticas, evidenciadas através de ferramenta numérica associada ao método de elementos finitos, constatando que o fluxo de deformação plástica é direcionado da ponta da trinca através do material de menor tensão de escoamento.