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    LAMEF
    UNIDADE EMBRAPII

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    CHÂTEAU

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    UNIDADE EMBRAPII

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    RISERS FLEXÍVEIS

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    RISERS FLEXÍVEIS

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    MÁQUINA DE SOLDAGEM POR FRICÇÃO

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    MANGOTES

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SOLDAGEM POR FRICÇÃO

Os métodos de soldagem por fricção se processam no estado sólido, não promovendo a fusão dos materiais envolvidos. As juntas soldadas são, essencialmente, o resultado da plastificação dos componentes metálicos aquecidos por fricção. Desta forma, essas técnicas vêm ganhando destaque no cenário mundial, uma vez que possibilitam a produção de juntas soldadas de alta qualidade entre materiais similares e dissimilares.

Desde o ano de 2009, o LAMEF vem desenvolvendo pesquisas em uma variedade de técnicas de soldagem por fricção. A experiência adquirida pela equipe técnica capacitou o laboratório para o desenvolvimento de projetos que envolvem desde a concepção de equipamentos de soldagem até sua construção e posterior comissionamento.


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Soldagem por Fricção com Pino Consumível

Soldagem por fricção com pino consumível é uma técnica de soldagem que permite a união e reparo de trincas ou defeitos em estruturas metálicas. O processo envolve a rotação de um pino em um furo pré-usinado sob aplicação de uma força axial. O calor gerado pela fricção promove consequentemente a plastificação dos materiais, levando-os à união metalúrgica.

Este método é derivado do processo de soldagem por fricção com pino consumível (Friction Hydro Pillar Process – FHPP), o qual é aplicado para reparo de danos locais. Sendo o FTSW uma variação deste processo, são utilizadas soldas sobrepostas de modo a reparar defeitos planares. Quando um dano pontual progride levando ao crescimento da trinca, um defeito planar pode ser gerado no material. Para esses casos, o uso de soldas sobrepostas pode ser uma solução viável para o reparo de defeitos estendidos.

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Stich Welding (friction taper stitch welding (FTSW))

Friction Taper Stitch Welding (FTSW) é um processo de fricção por costura com aplicação para reparos de trincas e defeitos em materiais metálicos, através da sobreposição de reparos individuais. Para um defeito que apresente dimensão elevada, uma série de reparos por soldagem por fricção com pino consumível é necessária para abranger toda região desse defeito.

O processo é facilmente automatizado e capaz de produzir soldas com qualidade e repetibilidade, podendo inclusive ser operado a distância, permitindo que seja utilizado para aplicações remotas em ambientes hostis, como por exemplo, no reparo de oleodutos, linhas de gás e componentes de instalações “offshore” ou petroquímicas. Para desenvolver pesquisa com esta técnica de soldagem por fricção, o LAMEF projetou e construiu diversos equipamentos com diferentes capacidades.

Este processo é realizado através da usinagem de orifícios sequenciais ao longo do local a ser reparado. Em seguida, uma série de pinos consumíveis são soldados por fricção, de forma a se interligarem, preenchendo a região de interesse. Durante a soldagem, o material é submetido a menores temperaturas e ciclos térmicos mais curtos, se compararmos com técnicas convencionais que envolvem a fusão dos materiais (como nos processos por arco elétrico). Desta forma, esta técnica encontra aplicações práticas em ambientes subaquáticos a grandes profundidades, incluindo o reparo de estruturas “offshore” de oleodutos submarinos, dutos de transporte de óleo e gás operados a alta pressão, e reparos na indústria naval.

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Soldagem de Tubos por Fricção

Esta é uma técnica para unir tubos por fricção onde é aplicada uma força axial nos tubos contra um anel intermediário em movimento de rotação. A união dos materiais é promovida pelo calor gerado por fricção. O LAMEF desenvolveu um equipamento protótipo com capacidade de soldar tubos de diversos materiais com diâmetros entre 8 a 16 polegadas com até 12 metros de comprimento.

A união de tubos é um processo crítico na indústria petrolífera, devido a alta complexidade dos processos de soldagem atualmente empregados e dos rigorosos requisitos exigidos. As técnicas de soldagem convencionais aplicadas para a união de tubos estão diretamente relacionadas com a capacidade do soldador, havendo alto grau de variabilidade na qualidade, que pode gerar a necessidade de retrabalho.

A implementação de técnicas avançadas de soldagem em aplicações para a união de tubos em campo pode representar significativas reduções da necessidade de mão de obra altamente qualificada, tempos de processamento, custos operacionais e melhorias na qualidade das junções. Atualmente, as técnicas de soldagem por fricção têm sido investigadas para utilização na soldagem automatizada de gasodutos.

Friction Stir Welding - FSW

FSW é um processo de soldagem por fricção linear concebido em 1991 no centro de pesquisas TWI. Neste processo, uma ferramenta rotativa é introduzida entre duas placas presas, sendo movida ao longo da linha de união. O calor de fricção gera uma zona plastificada permitindo a união dos materiais, obtendo-se uma junta consolidada ao final do processo. Este método permite a junção de materiais similares/dissimilares em diversas configurações de sobreposição ou de topo em diferentes comprimentos e espessuras.

O LAMEF tem desenvolvido pesquisas nesta área em conjunto com um centro de pesquisas de referência em processos de soldagem no estado sólido, situado na Alemanha. Desta forma, a equipe é composta por pesquisadores com experiência nas áreas que se referem aos processos de soldagem por fricção, desde o planejamento de projetos, produção de soldas e a análise mecânica e metalúrgica destas. Atualmente, o LAMEF está em processo de aquisição de um equipamento de soldagem por FSW.