Análise da influência dos termopares soldados junto à superfície dos corpos de prova nos testes de fadiga

Abstract

O aço P91 é um aço de alta resistência que está sendo amplamente utilizado em usinas convencionais e de energia nuclear, ideal para altas temperaturas. Possui alta ductilidade e pode suportar temperaturas de até 600°C. Também apresenta uma melhor resistência à oxidação do que o seu antecessor, o aço P22, podendo ter uma vida em fadiga mais longa em uso. É um excelente material para peças sujeitas à pressão e tubulações, como estações de vapor e caldeiras. Neste estudo, corpos de prova do aço P91 foram usinados a partir de tubos, e submetidos a testes de fadiga sob controle de carga para construir um padrão de vida em fadiga para o aço. Os corpos de prova foram então testados sob diferentes níveis de carregamento com e sem a utilização de termopares soldados junto à superfície para se determinar a influência destes termopares na vida em fadiga. Os resultados mostraram que a vida em fadiga é sim afetada pelo processo de solda de termopares, resultando em uma vida em fadiga menor. Para discussão e entendimento dos resultados, são abordados os conceitos do efeito concentrador de tensões e da Zona Termicamente Afetada (ZTA).

P91 steel is a high strength steel that is being widely used in conventional and nuclear power plants, ideal for high temperatures. It has high ductility and can withstand temperatures up to 600°C. It also has a better resistance to oxidation than its predecessor, the P22 steel, and may have a longer fatigue life in use. It is an excellent material for pressurized parts and piping, such as steam stations and boilers. In this study, P91 steel specimens were machined from tubes and subjected to fatigue tests under load control to build a fatigue life standard for steel. The specimens were then tested under different loading levels with and without the use of welded thermocouples near the surface to determine the influence of these thermocouples on fatigue life. The results showed that fatigue life is affected by the thermocouple welding process, resulting in a shorter fatigue life. For discussion and understanding of the results, the concepts of the stress concentrating effect and the Thermally Affected Zone (TAZ) are addressed.