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Análise do desempenho em ambiente corrosivo de uma junta soldada composta por aço inoxidável austenítico AISI 316L e ferrítico AISI 444 utilizada em trocadores de calor

Processo: 10/04586-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2010
Vigência (Término): 30 de novembro de 2011
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Instalações e Equipamentos Metalúrgicos
Pesquisador responsável:Marcelo Falcão de Oliveira
Beneficiário:Luis Henrique Guilherme
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Soldagem   Corrosão   Aço   Aço inoxidável

Resumo

Equipamentos de processo são utilizados nas indústrias em regime contínuo de operação, o que torna necessário um elevado grau de confiabilidade dos mesmos. No caso de equipamentos para aplicações em ambiente corrosivo os materiais de construção mais utilizados são os aços inoxidáveis, em sua grande maioria austeníticos, já que estas ligas apresentam excelentes propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. O uso do aço inoxidável eleva o custo dos insumos usados na fabricação dos equipamentos porque sua composição química apresenta uma elevada quantidade de elementos de liga quando comparados com outros aços, e a presença do níquel faz dos austeníticos a classe de maior valor de aquisição entre os aços inoxidáveis. A Citrotec Indústria é um exemplo de fabricante de equipamentos de processo em aço inoxidável austenítico; esta empresa é a responsável pelo desenvolvimento de um equipamento denominado de Ecovin, utilizado para efetuar a concentração do resíduo do processo de produção do álcool (a vinhaça), reduzindo impactos ambientais, custos logísticos e de armazenamento. Para suportar a ação corrosiva da vinhaça, o equipamento é fabricado totalmente em aço inoxidável AISI 316L. No entanto, há grande interesse em substituir os tubos dos trocadores de calor pela liga de aço inoxidável superferrítico AISI 444 (18%Cr-2%Mo) de menor custo por não apresentar uma quantidade significativa de níquel em sua composição. Apenas com esta alteração no projeto há uma redução de 20% no custo total de fabricação do equipamento. Neste contexto, o presente projeto de mestrado tem por objetivo analisar o desempenho em ambiente corrosivo de duas juntas soldadas de aço inoxidável para aplicação em feixe tubular de trocadores de calor. A primeira junta soldada é a atualmente utilizada no projeto, onde os metais de base são ambos de aço AISI 316L. A segunda junta soldada é composta por aços inoxidáveis diferentes, um austenítico (AISI 316L) e outro ferrítico (AISI 444). A metodologia para a análise de desempenho consiste em ensaios de sensitização e de perda de massa por imersão em duas etapas, inicialmente apenas com os metais de base e em seguida com as juntas soldadas. Como a soldagem é um processo especial de fabricação, será realizada a qualificação do procedimento de soldagem e do soldador conforme o código ASME IX tentando garantir ao máximo a manutenção das variáveis de processo em cada caso. (AU)