Caracterização da formação de camadas de óxidos em pontas de perfuração utilizadas na laminação de tubos de aços sem costura e da sua posterior deterioração durante aplicação.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Menezes, Lucas Morais de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
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Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Tubos de aço - oxidação
Tubos de aço
Tribologia
Análise estrutural - engenharia
Link de acesso: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/17823
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Caracterização da formação de camadas de óxidos em pontas de perfuração utilizadas na laminação de tubos de aços sem costura e da sua posterior deterioração durante aplicação.Tubos de aço - oxidaçãoTubos de açoTribologiaAnálise estrutural - engenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Tubos de aço sem costura são amplamente empregados na extração e transporte de óleo e gás, tendo, em seu processo produtivo, custos significativos relativos às ferramentas utilizadas no processo de laminação, como por exemplo, as pontas de perfuração. Além do impacto no custo, as resistências mecânicas e ao desgaste dessas ferramentas são essenciais para garantir a qualidade do tubo fabricado. As pontas de perfuração são fabricadas em aço-ferramenta e passam por um tratamento térmico de oxidação em altas temperaturas, anterior ao uso na laminação, fazendo com que o material tenha características tribológicas adequadas à função que desempenha no processo. Apesar de existir vasta literatura sobre o processo de oxidação de aços em altas temperaturas, o conhecimento relativo a ferramentas de laminação é relativamente limitado e, em função disso, ainda hoje existe uma alta variabilidade no seu desempenho. Diante disso, este trabalho teve como objetivo caracterizar a evolução da formação da camada de óxidos em pontas de perfuração e a sua posterior deterioração durante o processo de laminação, correlacionando às propriedades físicas e químicas da camada formada com a vida útil das pontas. A principal variável estudada foi a influência do tempo empregado no estágio de oxidação nas características da camada de óxidos formada e posteriormente na vida útil da ferramenta. Para a caracterização da camada oxidada, diferentes técnicas foram utilizadas: microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS), difração de raios X (DRX) e ensaios tribológicos para medição das taxas de desgaste. Esse trabalho confirmou que o tempo empregado no estágio de oxidação é uma das principais variáveis para se garantir uma camada de óxidos com baixo nível de porosidade, adequada espessura, reduzidas frações de hematita e predominância de wustita e magnetita. Essas características da camada de óxidos geraram um efeito lubrificante durante aplicação e consequentemente baixas taxas de desgaste, o que propiciou uma condição ótima para o desempenho da ferramenta e aumento da sua vida útil.Seamless steel pipes are largely used on the extraction and transport of oil and gas, and on its production process one of main cost driver is related to tooling used on the process, like the piercing plugs. Besides the impact on cost, the mechanical and wear resistance of those plugs is essential to assure a good quality on the pipes produced. The piercing plugs are manufactured using steel designed for tooling and pass through an oxidation heat treatment at high temperatures prior use at the rolling process, in order to assure appropriate tribological properties considering its function on the process. Despite large quantity of studies about steel oxidation at high temperatures, the knowledge is quite limited when applied to seamless pipe tooling and due to this fact the piercing plugs still show high performance variability. Therefore, this work aimed to characterize the evolution of the oxides layers formed on the oxidation heat treatment of piercing plugs used to produce seamless steel pipes and its degradation during usage at rolling process, correlating the oxides layers physical and chemical properties with tooling lifetime. The main variable studied was the influence of oxidation time on the oxides characteristics and then on the performance and lifetime of the plug. The oxides layers were analyzed by optical microscopy, scanning electrical microscopy (SEM) and electrons diffraction (DRX). Besides these tests, tribological analyses were also carried out to measure wear rates. This paper confirmed that the oxidation time is one of the main variables in order to obtain an oxide layer with low porosity, appropriate thickness, reduced hematite fraction and mainly formed by wustite and magnetite. These characteristics of the oxide layer will provide lubrication during application and thus lower wear rates, which generates as result a better tooling performance and lifetime.Faria, Geraldo Lúcio deFaria, Geraldo Lúcio dePinto, Maria AparecidaQueiroz, Rhelman Rossano UrzedoMenezes, Lucas Morais de2023-11-21T19:41:57Z2023-11-21T19:41:57Z2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMENEZES, Lucas Morais de. Caracterização da formação de camadas de óxidos em pontas de perfuração utilizadas na laminação de tubos de aços sem costura e da sua posterior deterioração durante aplicação. 2023. 124 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/17823ark:/61566/001300000859xhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 09/11/2023 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2024-11-10T19:27:16Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/17823Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332024-11-10T19:27:16Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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