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Carregado porRondinelli Almeida de Oliveira
Desempeno com Chama Caldeiraria Industrial
O documento discute diferentes métodos de desempeno, incluindo métodos mecânicos, térmicos e combinações dos dois. Detalha o desempeno à chama, apresentando exemplos de aplicação, equipamentos, técnicas e considerações para diferentes materiais como aço carbono, aço inoxidável, alumínio e cobre.
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- 2. Desempeno Térmico Métodos deDesempeno Métodos Mecânicos - Martelamento - Prensagem - Tracionamento - Roletes Métodos Térmicos - Desempeno à chama oxi-combustivel - Desempeno por indução Combinação dos métodos mecânicos e térmicos
- 3. Desempeno Térmico Desempeno porMétodos Mecânicos Martelamento Roletes Prensagem Tracionamento Dobramento
- 4. Desempeno Térmico A Considerarno 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.
- 6. Desempeno Térmico Desempeno àChama Campo de aplicações Vagões de trem Estruturas de guindastes Indústria naval Pontes Containers e tanques
- 7. Desempeno Térmico Exemplos deAplicação Desempeno de uma viga retorcida Desempeno de um conjunto soldado Desempeno de uma chapa de aço empenada
- 8. Desempeno Térmico Exemplos deAplicações Desempeno de uma flange Redução do Diâmetro de um Tubo de Parede Grossa Redução do comprimento de um pilar
- 9. Desempeno Térmico Desempeno deuma Construção Tubular Conexão soldada Aquecimento oval
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- 14. Desempeno Térmico Aquecimento deuma Barra Apoíada Livremente Esfriamento Aquecimento Barra à temperatura ambiente
- 15. Desempeno Térmico Aquecimento deuma Barra Travada Barra à temperatura ambiente Aquecimento - nenhuma expansão possível Esfriamento - nenhuma contração possível. Surgem tensões de contração
- 16. Desempeno Térmico Tensões deContração como Resultado da Soldagem Tensão perpendicular Tensões transversais Deformação de Chapa fina soldada Tensões longitudinais
- 17. Desempeno Térmico Distorções AngularesDevido às Tensões de Contração Soldagem á topoSoldagem em filete
- 18. Desempeno Térmico Diferentes Formaspara 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. Desempeno Térmico Aquecimento deuma 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. Desempeno Térmico Desempeno àChama 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. Desempeno Térmico Diferentes Maneirasde se Prevenir uma Dilatação Térmica No desempeno de um perfil curvado Por meio de pesos Por meio de grampos Pelo próprio peso
- 22. Desempeno Térmico Diferentes Maneirasde se Prevenir uma Dilatação Térmica
- 23. Desempeno Térmico Diferentes Maneirasde se Prevenir uma Dilatação Térmica Fixação de uma chapa fina Molde perfurado Contraplaca
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- 25. Desempeno Térmico Desempeno àChama de uma Chapa por de Pontos de Calor
- 26. Desempeno Térmico Perfil I Aqueçaas 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. Desempeno Térmico Perfil U Aqueçaas 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. Desempeno Térmico Perfil T Aqueçaas 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. Desempeno Térmico Perfil L Inicieo aquecimento onde indicado pela seta, na aba horizontal. Aqueça as duas abas. Inicie em 1 e continue em 2.
- 30. Desempeno Térmico Escolha doEquipamento 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. Desempeno Térmico Maçarico Combinadode Corte, Solda e Aquecimento
- 32. Desempeno Térmico Diferentes Tiposde 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. Desempeno Térmico Tamanhos deBicos 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. Desempeno Térmico Maçarico Flamtech™ Capacidade:Oxigênio 5.400 - 10.000 l/h Acetileno 4.900 - 9.100 l/h
- 35. Desempeno Térmico Dilatação Térmicae 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. Desempeno Térmico Comparação Entreas 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. Desempeno Térmico Desempeno deAço Carbono
- 38. Desempeno Térmico Aços deExtra-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. Desempeno Térmico Recomendações parao 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. Desempeno Térmico Recomendações parao 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. Desempeno Térmico Desempeno deAços Inoxidáveis Austeníticos
- 42. Desempeno Térmico Diagrama Tempo/Temperatura DiagramaTempo/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. Desempeno Térmico Regras parao 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. Desempeno Térmico Desempeno àChama 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. Desempeno Térmico Regras parao 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. Desempeno Térmico Desempeno àChama 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. Desempeno Térmico Diferentes Tiposde Chama Oxidante Neutra Carburante
- 48. Desempeno Térmico Ajuste daChama 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. Desempeno Térmico Temperatura daChama 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. Desempeno Térmico Intensidade daChama 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. Desempeno Térmico Proporção deComponentes 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. Desempeno Térmico Suprimento deAcetileno em Carretas e Oxigênio em Tanques
- 53. Desempeno Térmico Suprimento deGases em Cestas
- 54. Desempeno Térmico Um Exemploda Aplicação de Conformaçaõ à Quente Uma Ponte Arqueada
- 55. Desempeno Térmico A EstruturaInicial um Perfil Soldado Reto
- 56. Desempeno Térmico Aquecimentos emProgresso com Auxilio de Suportes Fase 1 - Leve curvatura
- 57. Desempeno Térmico Aquecimentos emProgresso com Auxilio de Suportes e Ponte Rolante Curvatura próximo do Desejado
- 58. Desempeno Térmico Curvatura Finaldos Perfís Antes da Instalação
- 59. Desempeno Térmico Desempeno aChama - 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. Desempeno Térmico Conformação àQuente de Garfos de Empilhaderia
- 61. Desempeno Térmico Princípio doBico Misturador Camara de Mistura Oxigênio Acetileno 34a Janeiro, 1998