Desempeno com Chama Caldeiraria Industrial

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Desempeno com Chama Caldeiraria Industrial

  1. 1. Desempeno Térmico Desempeno à ChamaDesempeno à Chama
  2. 2. Desempeno Térmico Métodos de Desempeno Métodos Mecânicos - Martelamento - Prensagem - Tracionamento - Roletes Métodos Térmicos - Desempeno à chama oxi-combustivel - Desempeno por indução Combinação dos métodos mecânicos e térmicos
  3. 3. Desempeno Térmico Desempeno por Métodos Mecânicos Martelamento Roletes Prensagem Tracionamento Dobramento
  4. 4. Desempeno Térmico A Considerar no Desempeno Mecânico Mão de obra Movimentação das causas da deformação, na estrutura Risco de aumento da dureza Risco de danificar a superficie Não pode ser aplicado em estruturas já montadas
  5. 5. Desempeno Térmico Desempeno por Indução
  6. 6. Desempeno Térmico Desempeno à Chama Campo de aplicações Vagões de trem Estruturas de guindastes Indústria naval Pontes Containers e tanques
  7. 7. Desempeno Térmico Exemplos de Aplicação Desempeno de uma viga retorcida Desempeno de um conjunto soldado Desempeno de uma chapa de aço empenada
  8. 8. Desempeno Térmico Exemplos de Aplicações Desempeno de uma flange Redução do Diâmetro de um Tubo de Parede Grossa Redução do comprimento de um pilar
  9. 9. Desempeno Térmico Desempeno de uma Construção Tubular Conexão soldada Aquecimento oval
  10. 10. Desempeno Térmico Desempeno de Grandes Conjuntos
  11. 11. Desempeno Térmico Desempeno à Chama de uma Chaminé (Alemanha)
  12. 12. Desempeno Térmico Detalhe da Operação de Desempeno (Alemanha)
  13. 13. Desempeno Térmico Desempeno de Materiais Finos e Especiais
  14. 14. Desempeno Térmico Aquecimento de uma Barra Apoíada Livremente Esfriamento Aquecimento Barra à temperatura ambiente
  15. 15. Desempeno Térmico Aquecimento de uma Barra Travada Barra à temperatura ambiente Aquecimento - nenhuma expansão possível Esfriamento - nenhuma contração possível. Surgem tensões de contração
  16. 16. Desempeno Térmico Tensões de Contração como Resultado da Soldagem Tensão perpendicular Tensões transversais Deformação de Chapa fina soldada Tensões longitudinais
  17. 17. Desempeno Térmico Distorções Angulares Devido às Tensões de Contração Soldagem á topoSoldagem em filete
  18. 18. Desempeno Térmico Diferentes Formas para se Evitar Distorções 1. Reduzir a entrada de calor escolhendo - um método de soldagem apropriado - parâmetros de soldagem apropriados 2. Balancear a entrada de calor e, consequentemente, as forças de contração, escolhendo uma sequência de soldagem apropriada 3. Pré-deformar as partes ou colocá-las em outra posição antes de soldar, ver exemplos à direita 4. Usar alívio de tensão (~ 600°C para aços doces)
  19. 19. Desempeno Térmico Aquecimento de uma Barra Restringida Aquecimento - nenhuma expansão possível. Ocorrência de deformação plástica Esfriamento - a deformação plástica permanecerá, tornando a barra mais curta do que inicialmente Barra à temperatura ambiente
  20. 20. Desempeno Térmico Desempeno à Chama de um Trilho (Compare com a barra restringida da figura anterior) Esfriamento - o metal na área aquecida se contrai mais do que poderia expandir quando aquecido Trilho à temperatura ambiente Aquecimento do trilho - nenhuma dilatação possível. Ocorrência de deformação plástica
  21. 21. Desempeno Térmico Diferentes Maneiras de se Prevenir uma Dilatação Térmica No desempeno de um perfil curvado Por meio de pesos Por meio de grampos Pelo próprio peso
  22. 22. Desempeno Térmico Diferentes Maneiras de se Prevenir uma Dilatação Térmica
  23. 23. Desempeno Térmico Diferentes Maneiras de se Prevenir uma Dilatação Térmica Fixação de uma chapa fina Molde perfurado Contraplaca
  24. 24. Desempeno Térmico Vários Tipos de Aquecimento Usado para... Linear por pontos Oval Pontos Cunha Cunha e linear 1 2 3 4 5 Tipo de Aquecimento
  25. 25. Desempeno Térmico Desempeno à Chama de uma Chapa por de Pontos de Calor
  26. 26. Desempeno Térmico Perfil I Aqueça as duas abas ao mesmo tempo. Inicie nas regiões identificadas por 1. Continue na alma indicada por 2. Inicie aquecendo a alma em 1, e continue na flange em 2.
  27. 27. Desempeno Térmico Perfil U Aqueça as duas abas ao mesmo tempo e comece onde indicado pela seta. Aqueça primeiro a alma, em 1, e continue na aba em 2. Aqueça as duas abas ao mesmo tempo. Inicie em 1 e continue na alma em 2.
  28. 28. Desempeno Térmico Perfil T Aqueça as duas abas. Inicie na aba vertical em 1 e continue na horizontal em 2. Aqueça as duas abas. Inicie na aba horizontal em 1, e continue em 2. Inicie onde indicado pela seta e aqueça somente a aba horizontal.
  29. 29. Desempeno Térmico Perfil L Inicie o aquecimento onde indicado pela seta, na aba horizontal. Aqueça as duas abas. Inicie em 1 e continue em 2.
  30. 30. Desempeno Térmico Escolha do Equipamento Apropriado • Aplicação • Espessura do material A escolha do equipamento adequado depende da: Os equipamentos mais comumente utilizados são: Bicos de solda comuns (chama única) Maçaricos multi-chama para espessura de chapas maiores que 20 mm Maçaricos especiais Maçaricos intercambiáveis Dispositivos para serviços pesados com bico tipo chuveiro
  31. 31. Desempeno Térmico Maçarico Combinado de Corte, Solda e Aquecimento
  32. 32. Desempeno Térmico Diferentes Tipos de Dispositivos para Desempeno à Chama Dispositivo para grande aquecimento com espaçador Dispositivo com um bico de chama simples Dispositivo com um bico de chuviero Dispositivo comutável com três bicos de chama simples
  33. 33. Desempeno Térmico Tamanhos de Bicos e Fluxos de Gás Recomendados para Diferentes Espessuras de Chapa (Aço Carbono) Ao desempenar metais de condutibilidade térmica mais elevada que o aço carbono, escolha um dispositivo maior (alumínio, cobre, latäo). Ao desempenar metais de condutibilidade térmica mais baixa que o aço carbono, escolha um dispositivo menor (aço inoxidável austenítico). Método empírico Fluxo de oxigênio requerido em l/h: t x 2.5 x 100 (t = espessura da chapa) Exemplo Espessura de chapa t = 6 mm 6 x 2.5 x 100 = 1500 l/h Escolha um bico correspondente a este fluxo de oxigênio.
  34. 34. Desempeno Térmico Maçarico Flamtech™ Capacidade: Oxigênio 5.400 - 10.000 l/h Acetileno 4.900 - 9.100 l/h
  35. 35. Desempeno Térmico Dilatação Térmica e Efeito de Desempeno O efeito da operação de desempeno depende principalmente do coeficiente de dilatação térmica do material. Grupo Material Coeficiente de dilatação térmica (mm/m °C) Taxa de Contração 1 0.011-0.014 1Aços não ligados e baixa liga. Níquel 0.010-0.014 1 Titânio 0.010 ~1 II 0.016-0.019 ~1.5Aços inoxidáveis austeníticos III 0.018-0.019 ~1.8 IV Alumínio e ligas de alumínio. 0.024-0.027 ~2 Cobre e ligas de cobre.
  36. 36. Desempeno Térmico Comparação Entre as Temperaturas para Desempeno à Chama e o Ponto de Fusão de Diferentes Materiais Material 400-500 400-500 350 440 150-200 O material se torna ductíl (°C) Titânio Alumínio e suas ligas 600-800 500-600 500-600 600-800 150-450 1520 1520 1800 1083 658-575 Temperatura (°C) que vários materiais come- çam à perder resistência Ponto de fusão (°C) ~600 ~600 ~550 ~600 230-350 Aço-carbono Cobre e suas ligas Temperatura recomendada para desempeno (°C) Barras de Ferro
  37. 37. Desempeno Térmico Desempeno de Aço Carbono
  38. 38. Desempeno Térmico Aços de Extra-Alta Resistência Aço E. A.Resistência DOMEX 590 XP 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Não tratados Mecânicos Indução Indução Chama Chama Chama 500°C 780°C 510°C 650°C 840°C (MPa) Tensão de escoamento Tensão de ruptura
  39. 39. Desempeno Térmico Recomendações para o Desempeno à Chama do Weldox 355* e 500* A temperatura superficial não deve exceder a 700 °C por mais de 20 seg. * indica o ponto de resistência para o material 0 5 10 15 20 25 30 35 ZONA DE SEGURANÇA Espessura da chapa (mm) WELDOX 355 WELDOX 355 (TM, ACC, QT) Velocidade de deslocamento (m/h) 70 60 50 40 30 20 10 0
  40. 40. Desempeno Térmico Recomendações para o Desempeno à Chama do Weldox 600, 700, 900 e 960* * indica o ponto de resistência para o material 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 ZONA DE SEGURANÇA Espessura da chapa (mm) A temperatura superficial não deve exceder a 600 °C por mais de 10 seg. WELDOX 600 WELDOX 700 WELDOX 900 WELDOX 960 (QT) Velocidade de deslocamento (m/h)
  41. 41. Desempeno Térmico Desempeno de Aços Inoxidáveis Austeníticos
  42. 42. Desempeno Térmico Diagrama Tempo/Temperatura Diagrama Tempo/Temperatura para Corrosão Intercristalina em Aços Inoxidáveis Austeníticos não Estabilizados. Temperatura de desempeno a chama recomendada 650ºC - 800ºC. C = conteudo de carbono (%) 0,2 0,5 1,0 5 10 50 100 1h C = 0,03 C = 0,05 C = 0,06 C = 0,08 ÞC 900 600 700 800 Tempo (min)
  43. 43. Desempeno Térmico Regras para o Desempeno à Chama de Aços Inoxidáveis 1 Limpe a superficie 2 Previna a expansão térmica 3 Use um bico menor do que o normal 4 Use chama neutra ou levemente oxidante 5 Aqueça rapidamente 6 Controle cuidadosamente a temperatura de trabalho 7 Resfrie rapidamente 8 Limpe a superficie após o desempeno 9 Use apenas ferramentas de aço inoxidável ou com superficie cromada
  44. 44. Desempeno Térmico Desempeno à Chama de Alumínio Fatores que tornam o alumínio apropriado para desempeno a chama • Alta dilatação térmica • Superfície menos sensível ao calor • Pode ser rapidamente esfriado sem transições estruturais Fatores que dificultam o desempeno a chama do alumínio • Nenhuma mudança de cor quando aquecido • Pequena diferença entre a temperatura de desempeno a chama e a temperatura de fusão • Condutibilidade térmica extremamente alta
  45. 45. Desempeno Térmico Regras para o Desempeno à Chama de Alumínio e suas Ligas 1 Limpe a superficie 2 Previna a expansão térmica 3 Use um bico maior que o normal 4 Considere a espessura do material quando ajustar a chama 5 Aqueça rapidamente 6 Cheque a temperatura da superficie 7 Use a temperatura correta 8 Resfrie rapidamente 9 Use ferramentas limpas e não enferrujadas
  46. 46. Desempeno Térmico Desempeno à Chama de Cobre e Suas Ligas Temperatura da chama de desempeno: Cobre 600-800 °C Bronze 600-700 °C Use chama neutra Use resfriamento com água
  47. 47. Desempeno Térmico Diferentes Tipos de Chama Oxidante Neutra Carburante
  48. 48. Desempeno Térmico Ajuste da Chama para Desempeno de Diferentes Materiais Ajuste da chama Neutra Oxidante Levemente carburante Aço-carbono Adequada Mais vantajosa Inadequada Aço inoxidável Necessária Um pequeno excesso de oxigênio é recomendado Niquel Necessária Um pequeno excesso de oxigênio é recomendado Especialmente inadequado Alumínio e suas Ligas Adequada Não adequado Mais vantajosa Cobre Adequada Não adequado Não adequado Bronze Adequada Adequada Não adequado Titânio e suas ligas Absolutamente necessário Especialmente inadequado Não adequado Especialmente inadequado Material
  49. 49. Desempeno Térmico Temperatura da Chama para diferentes gases combustíveis em função da razão de mistura Temperatura da Chama (°C) 3200 3100 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 0 1 2 3 4 5 5800 5600 5400 5200 5000 4800 4600 4400 (°F) Razão da Mistura (Oxigênio /Gas Combustível) Acetileno Etileno MPS Propileno Propano Metano
  50. 50. Desempeno Térmico Intensidade da Chama Primária para diferentes gases combustíveis em função da razão de mistura 15.000 10.000 5.000 0 1 2 3 4 5 20 15 10 5 0 Intensidade da Chama Primária (kW/cm2 ) ft2 x s Btu Razão de Mistura (fluxo de oxigênio/fluxo gas combustível) Acetileno MPS Propano Metano Etileno
  51. 51. Desempeno Térmico Proporção de Componentes Oxidantes na chama primária, em função da razão de mistura para diferentes gases combustíveis 3200 3100 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 0 1 2 3 4 5 5800 5600 5400 5200 5000 4800 4600 4400 (°F) Mais de 10 % 5 -10% 1 - 5% Menos de 10 % Temperatura da Chama (°C) Razão de Mistura (fluxo de oxigênio/fluxo gas combustível) Acetileno MPS Propileno Propano Metano
  52. 52. Desempeno Térmico Suprimento de Acetileno em Carretas e Oxigênio em Tanques
  53. 53. Desempeno Térmico Suprimento de Gases em Cestas
  54. 54. Desempeno Térmico Um Exemplo da Aplicação de Conformaçaõ à Quente Uma Ponte Arqueada
  55. 55. Desempeno Térmico A Estrutura Inicial um Perfil Soldado Reto
  56. 56. Desempeno Térmico Aquecimentos em Progresso com Auxilio de Suportes Fase 1 - Leve curvatura
  57. 57. Desempeno Térmico Aquecimentos em Progresso com Auxilio de Suportes e Ponte Rolante Curvatura próximo do Desejado
  58. 58. Desempeno Térmico Curvatura Final dos Perfís Antes da Instalação
  59. 59. Desempeno Térmico Desempeno a Chama - Conformação à Quente Desempeno a chama • Utiliza as forças de contração • O resultado não é evidente até que o metal tenha se esfriado à temperatura ambiente • Mais usado para conexão de partes distorcidas (“situações de reparo“) Modelagem a quente • Utiliza forças externas • O resultado é imediatamente comprovado • Mais usado em fabricação de produtos novos
  60. 60. Desempeno Térmico Conformação à Quente de Garfos de Empilhaderia
  61. 61. Desempeno Térmico Princípio do Bico Misturador Camara de Mistura Oxigênio Acetileno 34a Janeiro, 1998

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