Avaliação da esferoidização de soldas em tubos de aço T22 utilizados em trocadores de calor

Abstract

Os aços ferríticos de baixa liga são muito utilizados na fabricação de tubulação para caldeiras, superaquecedores e trocadores de calor, por apresentar elevada resistência mecânica em alta temperatura. Porém, ao longo do tempo, as propriedades mecânicas apresentadas vão sendo alteradas, devido ao processo de esferiodização e grafitização decorrente de uma cinética de reação onde há uma degradação microestrutural. Isto pode gerar reduções nas propriedades mecânicas e trincas, com o rompimento do tubo que pode levar a uma falha catastrófica do equipamento. Este efeito pode ser acelerado em regiões que sofreram mudanças microestruturais, como aquelas verificadas em regiões soldadas, por exemplo, no caso tubos que necessitam serem unidos “in loco”. O objetivo deste estudo foi avaliar a esferoidização nas regiões de depósito e afetadas pelo calor, decorrente do processo de soldagem por eletrodo. Para isso, um tubo do aço ASTM A213 T22 foi submetido ao processo de soldagem, e posteriormente seccionado para a fabricação das amostras, que separadas passaram por ciclos térmicos com variação de temperatura e tempo de exposição. Para avaliar os efeitos da temperatura e do tempo, foram realizados ensaios de microdureza, análises metalográficas via microscopia óptica e eletrônica de varredura. Os ensaios do perfil de microdureza nas regiões soldadas mostraram uma diminuição significativa nos valores para cada seção, metal de solda, ZTA e metal base. Isso vem acompanhado pela mudança microestrutural que ficou evidente através das metalografias, principalmente nas regiões de depósito.