Uma análise comparativa entre os métodos de alívio de tensões por vibração mecânica e o térmico, expresso conforme Norma ASTM A 672.

Abstract

O trabalho analisa a aplicação do tratamento vibratório ressonante intermitente VSR (Vibratory Stress Relief) em tubos soldados a conectores, aplicados na execução e exploração de poços de petróleo e gás. O processo VSR foi aplicado de forma intermitente em duas condições: primeira, denominada de tratamento de vibração simples, (TVS), composto de duas etapas. O segundo processo, foi denominado de tratamento de vibração ressonante dupla, (TVD), que consistiu de um tratamento composto por três etapas. Os tratamentos vibracionais TVS como o TVD, foram comparados com o tratamento térmico de alívio de tensões normalmente recomendado pela norma ASTM A 672. Os produtos tratados foram avaliados, através de ensaios mecânicos de dureza Vickers HV10, pela energia de impacto, Charpy CVN, pelos ensaios de tenacidade à fratura CTOD, ensaios de tração e de dobramento. Grande quantidade de resultados foram obtidos e estudados analiticamente, como também, foram analisados, a partir de modelamento estatístico e análise de variância ANOVA (Analysis of Variance) com a utilização do software MINITAB. Os resultados destes ensaios atenderam os limites de projeto, fazendo parte dos critérios de qualidade, de sua aprovação e aceite. Os tratamentos de vibração ressonantes (VSR) não introduziram nenhum dano ao produto, apresentaram a tendência de afetarem positivamente as propriedades mecânicas avaliadas superando ou se igualando a mesma tendência apresentada pelo tratamento térmico para o mesmo fim, com o tratamento de vibração ressonante duplo TVD apresentando os melhores resultados. Os tratamentos ressonantes vibracionais apresentaram tempo de aplicação muito reduzido quando comparados com o tratamento térmico.

The work analyzes the application of intermittent resonant vibratory treatment VSR (Vibratory Stress Relief) on pipes welded to connectors, applied in the execution and exploration of oil and gas wells. The VSR process was applied intermittently in two conditions: first, called simple vibration treatment, (TVS), composed of two stages. The second process was called double resonant vibration treatment (TVD), which consisted of a treatment composed of three stages. TVS vibrational treatments, such as TVD, were compared with the stress relief thermal treatment normally recommended by the ASTM A 672 standard. The treated products were evaluated, through mechanical tests of Vickers HV10 hardness, by impact energy, Charpy CVN, by CTOD fracture toughness tests, tensile and bending tests. A large number of results were obtained and studied analytically, as well as analyzed using statistical modeling and ANOVA (Analysis of Variance) analysis using MINITAB software. The results of these tests met the project limits, forming part of the quality criteria for approval and acceptance. The resonant vibration treatments (VSR) did not introduce any damage to the product, they tended to positively affect the mechanical properties evaluated, surpassing or equaling the same trend presented by the thermal treatment for the same purpose, with the double TVD resonant vibration treatment presenting the best results. Vibrational resonant treatments had a much shorter application time when compared to thermal treatment.