ANÁLISE DA FALHA DE PARAFUSOS CLASSE 10.9 UTILIZADOS EM GUINDASTE OFFSHORE

Rafael Gomes de Castro, Bárbara Ferreira de Oliveira, Alessandro da Silva Rolin, Eduardo Atem de Carvalho

Resumo


Neste trabalho foram avaliadas as propriedades mecânicas de dois parafusos que têm como função a fixação de um guindaste utilizado nas plataformas offshore. Foram retiradas duas seções de cada elemento para a realização de análises de composição química, da fratura e microestrutural e ensaios mecânicos de dureza e de tração. Os resultados obtidos nas análises da composição química mostraram-se condizentes com as normas e que o material utilizado para fabricação dos parafusos trata-se de um aço ASTM 4140, sendo apropriado para fabricação de parafusos da classe 10.9. Através das fraturas foi possível verificar que o parafuso 1 provavelmente foi submetido a um esforço por torção, tendo uma alta concentração de tensão na região da raiz do filete, assim como a existência de marcas de catraca, o que possibilitou a criação da trinca e propagação por fadiga. No parafuso 2 foram observadas marcas de praia originadas em cavidades e uma região de fratura final pequena como indicativo de baixa tensão nominal. Identificou-se que ambos possuem uma matriz microestrutural martensítica, contudo foi encontrada a presença de austenita retida e também inclusões não metálicas, as quais apresentam maior concentração no parafuso 2, indicando que provavelmente estariam presentes nas cavidades produzidas na fratura. Os valores de dureza determinados são apropriados para os valores mínimos estabelecidos por normas técnicas. No entanto, verificou-se que o parafuso 2 não apresenta as porcentagens mínimas de ductilidade estipuladas por uma das normas técnicas analisadas.

 

ABSTRACT

The purpose of this article was evaluate the mechanical properties of two bolts that has as function the fixing of a crane used at oil offshore platforms. Two specimens were removed of each bolt for analysis such of chemical composition, fracture and hardness and tensile testing. The results obtained from analysis of the chemical composition proved to be consistent with the standards and the material used to manufacture the bolts consists of a steel ASTM 4140, being appropriate for manufacturing class 10.9 bolts. Through the fractures it was found that the bolt 1 was probably subjected to a load of torsion with a high concentration of stress in the region of bolt’s root, well as the existence of ratchet marks, which enabled the creation of fatigue crack. Beach marks were observed originating from cavities and a small final fracture region indicated a low nominal stress on bolt 2. It was identified that both have the martensitic microstructure matrix, however it was found the presence of retained austenite and also non-metallic inclusions, which are more concentrated on the bolt 2, indicating that probably would be present in cavities produced in the fracture. The hardness values are appropriate to the minimum values established by technical standards. However, it was found that the bolt 2 does not show the minimum ductility percentages prescribed by technical standards analyzed.


Palavras-chave


Parafuso. Análise de falha. Fratura.

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DOI: http://dx.doi.org/10.18674/exacta.v10i2.1975

ISSN 1984-3151