Universidade Federal da Paraíba
Centro de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Mecânica
Mestrado - Doutorado...
 As trinca induzida pelo
hidrogênio,são descontinuidade
provocada pela presença do
hidrogênio, que ocorrem algum
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Teor de hidrogênio
Microestrutura do metal de
solda e ZTA
Nível de tensão Imposta á solda Temperatura
Mencionar uma série de fenômenos de degradação dos metais
associados á presença do hidrogênio.
 cinética do hidrogênio na...
Cinco tipos específicos de danos provocados pelo
hidrogênio de maior relevância:
 Fragilização por Hidrogênio.
 Fragiliz...
fragilização por hidrogênio - É o dano provocado pela presença
de hidrogênio atômico no reticulado dos metais e ligas
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A fragilização por hidrogênio dos aços pode ser
classificada em três tipos principais:
 Fragilização por reação de hidrog...
OBS:
 O termo fragilização por hidrogênio, sugere a existência
de uma transição dúctil-frágil provocada pela interação
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 A trinca induzida pela presença do hidrogênio é um dano
ocasionado pelo hidrogênio atômico que se recombina ao
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 Na literatura técnica:
 fissura a frio;
 fissura de retardo;
 fissura sob o cordão;
 fissura na borda da solda;
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influenciada pelos seguintes fatores:
 Teor de hidrogênio;
 Microestru...
Microestrutura;
 Estruturas martensíticas.
 No caso de Aços alta resistência, quanto mais frágil a
microestrutura do MS ...
A temperatura:
 alteração da taxa de suprimento de
hidrogênio aos pontos de nucleação das
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 difusão e transporte...
Concentração de tensões:
 As trincas iniciam-se quando a tensão e
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 A f...
 As principais teorias que tenta explicar o fenômeno de
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 Teoria da pressão; a pre...
 Teoria de Troiano; agora o ente fragilizante
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OBS:
 Dentre essas teorias que têm sido propostas
para as trincas induzidas pelo hidrogênio, a
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 Durante um procedimento de soldagem, o
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 A maior parte do hidrogênio absorvido tende
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 modelo para a difusão do hidrogênio do metal de
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 hidrogênio difusível − quantidade de hidrogênio que
escapa durante um período determinado de tempo.
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classificadas de acordo com os diferentes fatores:
 Trincas no MS ou na ZTA;
 macrotrincas ou microtrincas;
 trincas lo...
Trinca no Metal
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Trinca na ZTA
Trinca na ZTA e
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Quando a morfologia:
 intergranular (IG);
 Clivagem
 quase-clivagem (QC);
 fratura alveolar ou dimples –CMV;
 Exposto a um ambiente carregado de hidrogênio atômico a
junta soldada passa por um processo de adsorção, difusão
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 GITTOS (2008) comparando ensaios ao ar e
em ambiente assistido, a baixa taxa de
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 Seleção adequada do material de base ;
O metal de menor temperabilidade é melhor para
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 Sua ocorrência esta condicionada a quatro fatores
principais: Teor de hidrogênio; Microestrutura do metal de
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Trinca induzida pelo hidrogenio seminario

  1. 1. Universidade Federal da Paraíba Centro de Tecnologia Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Mestrado - Doutorado Fragilização de juntas Soldadas em Ambiente Assistido pelo Hidrogênio Mestrando: Roneles de Santana Silva Prof° Orientador : José Hilton Ferreira da Silva
  2. 2.  As trinca induzida pelo hidrogênio,são descontinuidade provocada pela presença do hidrogênio, que ocorrem algum tempo após a soldagem.  As trincas a frio, normalmente aparecem na ZTA , podendo também ocorrer no metal de solda de aços de maior resistência  Há, entre os diversos fatores agravantes, o efeito do meio sobre a junta soldada.
  3. 3. Teor de hidrogênio Microestrutura do metal de solda e ZTA Nível de tensão Imposta á solda Temperatura
  4. 4. Mencionar uma série de fenômenos de degradação dos metais associados á presença do hidrogênio.  cinética do hidrogênio na microestrutura.  mecanismo de degradação envolvido.  estado tensional da estrutura.  condicionado pelo ambiente de trabalho e pela liga metálica envolvida
  5. 5. Cinco tipos específicos de danos provocados pelo hidrogênio de maior relevância:  Fragilização por Hidrogênio.  Fragilização por Sulfetos.  Trincamento Induzido pelo Hidrogênio.  Trincamento por Precipitação de Hidrogênio Interno.  Trincamento pela Formação de Hidretos.
  6. 6. fragilização por hidrogênio - É o dano provocado pela presença de hidrogênio atômico no reticulado dos metais e ligas metálicas sob o efeito de tensões residuais ou aplicadas.  reduz as propriedades mecânicas, particularmente a tenacidade à fratura.  enfraquecer as ligações atômicas, diminuir a capacidade de deformação do material e causar falhas prematuras, podendo conduzir o Colapso de uma estrutura.  diminuição na ductilidade.  A presença de hidrogênio no aço pode mudar o tipo de fratura de morfologia tipicamente dúctil para frágil;
  7. 7. A fragilização por hidrogênio dos aços pode ser classificada em três tipos principais:  Fragilização por reação de hidrogênio - que ocorre por causa da geração de hidrogênio na superfície devido a uma reação química.  Fragilização por hidrogênio ambiental - que ocorre em ambientes que contém hidrogênio, através da adsorção de hidrogênio molecular na superfície  Fragilização por hidrogênio interno (IHE).- é causada pelo hidrogênio que entra no reticulado durante o processamento ou fabricação do aço.
  8. 8. OBS:  O termo fragilização por hidrogênio, sugere a existência de uma transição dúctil-frágil provocada pela interação de um material com o hidrogênio.
  9. 9.  A trinca induzida pela presença do hidrogênio é um dano ocasionado pelo hidrogênio atômico que se recombina ao estado gasoso em áreas especificas da microestrutura; como vazios; interface entre inclusões e a matriz metálica.
  10. 10.  Na literatura técnica:  fissura a frio;  fissura de retardo;  fissura sob o cordão;  fissura na borda da solda;
  11. 11. Existe um grande consenso que sua ocorrência seja influenciada pelos seguintes fatores:  Teor de hidrogênio;  Microestrutura do metal de solda e ZTA;  Nível de tensão Imposta á solda;  Temperatura. OBS: Todos estes fatores apresentam a mesma importância, porém dependendo da situação, um deles pode ser dominante.
  12. 12. Microestrutura;  Estruturas martensíticas.  No caso de Aços alta resistência, quanto mais frágil a microestrutura do MS e da ZTA, maior a susceptibilidade às trincas a frio. Ressalta; A ferrita acicular dificulta a nucleação e propagação de trincas.
  13. 13. A temperatura:  alteração da taxa de suprimento de hidrogênio aos pontos de nucleação das trincas.  difusão e transporte de hidrogênio por deslocação.  suscetibilidade ao hidrogênio é máxima a temperatura ambiente.  As trinca ocorre em temperatura entre -100°C e 200 °C.
  14. 14. Concentração de tensões:  As trincas iniciam-se quando a tensão e deformação atingem valores críticos de tolerância  A falta de fusão ou a falta de penetração são defeitos que concentram muita tensão nas extremidades.  O erro na montagem de uma solda em ângulo, com uma abertura de raiz, causa também uma concentração de tensão. .
  15. 15.  As principais teorias que tenta explicar o fenômeno de trincas induzidas pelo hidrogênio são:  Teoria da pressão; a pressão causada pelo hidrogênio gasoso em uma cavidade preexistente no interior do material, onde o gás se acumularia, assistiria à tensão aplicada, facilitando a iniciação e a propagação de uma trinca.  Teoria da absorção de Petch e Stable ; − propõe que o hidrogênio adsorvido nas superfícies de trinca de GRIFFTH reduz a energia de superfície. De modo que as trincas podem crescer através de pequenas tensões aplicadas.
  16. 16.  Teoria de Troiano; agora o ente fragilizante passou a ser o átomo de hidrogênio e não mais o gás  o hidrogênio diminui as forças de coesão entre átomos, e conseguintemente, a energia para formar planos de clivagem.  Teoria de trincas assistidas por hidrogênio;  Sugere que o hidrogênio na frente da ponta da trinca assiste o processo de deformação microscópica da microestrutura.  podem operar os modos de fratura intergranular, quase- clivagem ou coalescência de microvazios.
  17. 17. OBS:  Dentre essas teorias que têm sido propostas para as trincas induzidas pelo hidrogênio, a mais aceita é a do “Modelo da Pressão do Hidrogênio”.
  18. 18.  a umidade absorvida no revestimento de eletrodos (ER) ou no fluxo (AS).  óleo, graxa e sujeira, compostos orgânicos, tinta, ferrugem sejam na superfície da peça de trabalho ou na superfície dos eletrodos.
  19. 19.  Durante um procedimento de soldagem, o hidrogênio tem uma solubilidade que depende da temperatura e composição química.  alta temperatura do arco voltaico, o hidrogênio penetra na poça fundida no estado atômico.
  20. 20.  A maior parte do hidrogênio absorvido tende a se difundir rapidamente através da solda e do metal de base.  A solubilidade do hidrogênio no metal de solda diminui com a queda da temperatura.
  21. 21.  modelo para a difusão do hidrogênio do metal de solda para a ZTA:
  22. 22.  hidrogênio difusível − quantidade de hidrogênio que escapa durante um período determinado de tempo.  hidrogênio residual − Parte do hidrogênio que permanece presa no material por longos períodos de tempo.
  23. 23. classificadas de acordo com os diferentes fatores:  Trincas no MS ou na ZTA;  macrotrincas ou microtrincas;  trincas longitudinais ou transversais;  trincas de raiz , trincas na interface sólido liquido de juntas com chanfros, trinca de raiz em solda de filete, ou trincas sob o cordão;  trincas de restrição ou trincas de distorção;  trincas retardadas, devido a que ocorrem geralmente em um período compreendidos entre alguns minutos até 48horas após a soldagem.
  24. 24. Trinca no Metal de solda Trinca na ZTA Trinca na ZTA e na Raiz
  25. 25. Quando a morfologia:  intergranular (IG);  Clivagem  quase-clivagem (QC);  fratura alveolar ou dimples –CMV;
  26. 26.  Exposto a um ambiente carregado de hidrogênio atômico a junta soldada passa por um processo de adsorção, difusão e absorção capaz de reduzir drasticamente suas propriedades mecânicas. BALLESTEROS (2010) ; estudou a susceptibilidade à corrosão sob tensão (CST), em presença de sulfetos, e à fragilização por hidrogênio, em soldas circunferenciais. Foi verificado uma queda significativa no limite de resistência, alongamento e tempo de ruptura, quando comparado aos ensaio ao ar.
  27. 27.  GITTOS (2008) comparando ensaios ao ar e em ambiente assistido, a baixa taxa de deslocamento. Encontrou para este tipo de junta uma fragilização de 11%  Franco (2013) estudou os efeitos de fragilização causados pelo hidrogênio na junta soldada do aço 2,25Cr-1Mo-0,25V quando este está submetido a ambientes ricos.Verificou a redução da ductilidade.
  28. 28.  Seleção adequada do material de base ; O metal de menor temperabilidade é melhor para prevenir a trinca induzida pelo hidrogênio.  Quanto à presença do hidrogênio. Eletrodos de baixo hidrogênio foram desenvolvidos com esse propósito  Quanto às tensões residuais ; A soldagem com o menor grau de restrição possível é uma medida útil.  Quanto à microestrutura susceptível ; o pré -aquecimento, o aumento da energia de soldagem,  Quanto à baixa temperatura ; Manter a solda a uma temperatura suficiente para permitir a difusão do hidrogênio,
  29. 29.  Sua ocorrência esta condicionada a quatro fatores principais: Teor de hidrogênio; Microestrutura do metal de solda e ZTA; Nível de tensão Imposta á solda e Temperatura.  Não existe uma única teoria que descreva ou unifique o fenômeno.  Existe varias medidas preventiva para minimizar a formação de trincas provocada pelo hidrogênio na junta soldada.  Exposto a um ambiente carregado de hidrogênio atômico a junta soldada passa reduz drasticamente suas propriedades mecânicas, principalmente a tenacidade à fratura, na presença do hidrogênio

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