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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36656
Título: | Análise de falha em tubulação de equalizador de aço ASTM A178 grau a de caldeira aquatubular |
Título(s) alternativo(s): | Failure analysis of ASTM A178 grade a steel equalizer piping of watertubular boiler |
Autor(es): | Vida, Gabriel Vinícius |
Orientador(es): | Mendes, Marcio Andreato Batista |
Palavras-chave: | Caldeiras Análise de falhas (Engenharia) Grafitização Tubulação Boilers Failure analysis (Engineering) Graphitization Piping |
Data do documento: | 20-Fev-2025 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Londrina |
Citação: | VIDA, Gabriel Vinícius. Análise de falha em tubulação de equalizador de aço ASTM A178 grau a de caldeira aquatubular. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025. |
Resumo: | Falhas em tubulações de caldeiras industriais são um problema recorrente devido às condições extremas de operação, como altas temperaturas e pressões. Essas falhas resultam em elevados custos de manutenção, interrupções operacionais e riscos à segurança. Este trabalho tem como objetivo investigar as causas raízes da falha em uma tubulação de equalizador de uma caldeira aquatubular, fabricada em aço ASTM A178 Grau A, analisando os mecanismos envolvidos e propondo medidas preventivas. A pesquisa incluiu análises macroscópicas, ensaio de dureza, análises microestruturais e químicas por Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), além da análise dos depósitos internos e da comparação da composição química com as especificações normativas. Os resultados indicaram que a ruptura ocorreu devido ao superaquecimento sob longos períodos de exposição, intensificado pela presença de depósitos internos espessos que comprometeram a eficiência da troca térmica. Esse superaquecimento levou à formação de grafitas alinhadas e vazios de fluência, contribuindo para a falha. As análises também revelaram que falhas operacionais no controle do tratamento da água permitiram o acúmulo de incrustações, intensificando o processo de degradação térmica. Para mitigar falhas semelhantes no futuro, recomenda-se inspeções periódicas das tubulações para detectar degradações microestruturais, análise de incrustações por videoscopia e revisão do tratamento da água para minimizar a formação de depósitos. |
Abstract: | Failures in industrial boiler piping are a recurring issue due to extreme operating conditions such as high temperatures and pressures, leading to substantial maintenance costs, operational interruptions, and safety hazards. This study investigates the root causes of failure in an equalizer pipe of a water-tube boiler, fabricated from ASTM A178 Grade A steel, by analyzing the underlying mechanisms and proposing preventive measures. The research involved macroscopic examinations, hardness testing, and both microstructural and chemical analyses using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), along with an evaluation of internal deposits and a comparison of the chemical composition against normative specifications. The results indicated that the rupture occurred as a result of long-term overheating, which was exacerbated by thick internal deposits that compromised heat exchange efficiency, leading to the formation of aligned graphite structures and creep voids that contributed to the failure. Furthermore, the analyses revealed that operational deficiencies in water treatment control allowed the accumulation of scale, thereby intensifying the thermal degradation process. To prevent similar failures in the future, periodic inspections of the piping to detect microstructural degradation, videoscopic analysis of scale deposits, and a review of water treatment procedures are recommended. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36656 |
Aparece nas coleções: | LD - Engenharia de Materiais |
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