Exercício Exercí cio de Mate Materiais riais de Petróleo e Gás
1ª) Qual a importância de se definir o layout la yout de uma chapa na operação de corte? R: Um layout bem feito produz mais
a um custo menor.
2ª) Qual a importância da lubrificação para a indústria que usa o processo de estampagem profunda? R: Aumenta a vida útil do ferramental e diminui as forças para conformação,
diminuindo os custos do processo. 3ª) Defina estampabilidade de um metal. R: Estampabilidade é a capacidade que a chapa metálica tem de adquirir a
forma de uma matriz, pelo processo de estampagem sem se romper ou apresentar qualquer outro tipo de defeito de superfície ou de forma. 4ª) Quais os principais processos de conformação mecânica? Cite exemplos de aplicações de cada processo. R:
Forjamento: conformação por esforços compressivos tendendo a fazer o
material assumir o contorno da ferramenta conformadora, chamada matriz ou estampo. Laminação: conjunto de processos em que se faz o material passar através da abertura entre cilindros que giram, modificando-lhe (em geral reduzindo) a seção transversal; os produtos podem ser placas, chapas, barras de diferentes seções, trilhos, perfis diversos, anéis e tubos. t ubos. Trefilação: redução da seção transversal de uma barra, fio ou tubo, “puxando -
erramenta (fieira ou trefila) com forma de canal se” a peça através de uma f erramenta convergente. Extrusão: processo em que a peça é “empurrada” contra a matriz
conformadora, com redução da sua seção transversal. A parte ainda não
extrudada fica contida num recipiente ou cilindro (container); o produto pode ser uma barra, perfil ou tubo. Estampagem: o processo de transformação mecânica, geralmente realizado a frio, onde através de ferramentas adequadas à prensa, submetemos o material ao processo de moldagem de formas geralmente propostas a chapas. Conformação de chapas: Compreende as operações de: embutimento, estiramento, corte e dobramento. 5ª) Que características relacionadas a qualidade de chapa estão diretamente relacionadas com o grau de estampabilidade dos metais? R:
O grau de estampabilidade está relacionado com a qualidade dos materiais,
pois a avaliação da estampabilidade de uma chapa metálica depende de muitos testes, tais como: ensaios simulativos (tipo Erichsen, Olsen, Fukui, etc.), ensaios de tração (obtendo-se o limite de escoamento e de resistência, a razão elástica, o alongamento total até a fratura, o coeficiente de encruamento, os coeficientes de anisotropia normal e planar), ensaios de dureza, medida da rugosidade do material, metalografia, etc. Estas propriedades vão variar dependendo do material. 6ª) Descreva as principais vantagens e desvantagens dos processos de laminação a quente e laminação a frio. R: A
laminação a quente é feita em temperatura elevada para ligas que não
tenham suficiente a temperatura ambiente, de forma a reduzir as forças necessárias. Mas apresenta alguns problemas, como todo o processo de alta temperatura: o desgaste da matriz é excessivo, o esfriamento do tarugo na câmara e pode gerar um produto de podre acabamento superficial. Já na laminação a frio deve-se considerar que a extrusão de certo perfil pode ser realizada a quente, mas não a frio, tendo que ser alterado os parâmetros de extrusão, isso torna as peças mais leves. Porém a maior desvantagem é a magnitude da tensão no ferramental de extrusão que é muito alta, principalmente para trabalhar com peças de aço.
7ª) Quais as operações básicas do processo de conformação mecânica?
Forjamento,
R:
trefilação,
laminação,
dobramento,
extrusão,
repuxo,
estiramento e corte por cisalhamento. 8ª) Qual a importância das folgas existentes entre o punção e a matriz de corte numa operação de conformação mecânica? R: A
folga entre a punção e a matriz tem muita importância no processo de
estampagem. As folgas são definidas em função da espessura das chapas a serem perfuradas/cortadas. A folga pode ser estabelecida com base em atributos, como: aspecto superficial do corte, imprecisões, operações posteriores e aspectos funcionais. Se não houver nenhum atributo específico desejado para superfície da chapa, a folga é selecionada em função da força mínima de corte. A folga deve levar em conta ainda as tolerâncias da peça obtida. Isso dá um melhor aproveitamento da peça. 9ª) Qual o processo de conformação mecânica é o mais adequado para a fabricação de tubos? R:
Extrusão. A grande vantagem desse processo de extrusão é a redução da
força necessária, pois não há atrito entre o tarugo e o recipiente. Esse processo tem como préstimo um melhor controle dimensional e geométrico do tubo extrudado. 10ª) Quais as vantagens existentes no processo de trefilação em relação aos outros tipos de conformação mecânica? R: As vantagens da trefilação são:
O material pode ser estirado e reduzido em seção transversal mais do que em qualquer outro processo; A precisão dimensional que pode ser obtida é maior do que em qualquer outro processo, excesso a laminação a frio, que não é aplicável às bitolas comuns de arames; A superfície obtida é uniformemente lima e polida;
O processo influi nas propriedades mecânicas do material, permitindo, em combinação com um tratamento térmico adequado, a obtenção de uma gama variada de propriedades com a mesma composição química. 11ª) Todos os materiais podem ser trefilados? Justifique. R: Como o processo de trefilação realiza um estiramento no material, para
obter um escoamento plástico, nem todo material pode ser trefilado, já que materiais frágeis romperiam se submetidos a esse processo. 12ª) O processo de trefilação ocorre a quente ou a frio? R: A trefilação pode ser feita tanto a quente quanto a frio. A frio é utilizada para
metais de rede CFC (Cúbico de Face Centrado) e, a quente, aplica-se a metais de rede CCC (Cúbico de Corpo Centrado) e, mais raramente, a metais de rede HC (Hexagonal Compacto). 13ª) Quais as quatro zonas existentes numa trefila? Mostre através de desenho. R: Zona de entrada, Zona de redução (ângulo de abordagem), Zona cilíndrica
(acabamento crítico), Zona de saída.
14ª) Qual a diferença entre trefila e fieira? R: A fieira trabalha sempre com diâmetro constante, enquanto na trefila pode-
se variar o mesmo. 15ª) Responda as seguintes questões. a) O que é extrusão? R: A extrusão é um processo de produção de componentes mecânicos, de
forma semi-contínua, onde o material é forçado através de uma matriz, adquirindo assim a forma pré-determinada pelo projetista da peça. b) Que tipos de produtos são fabricados pelo processo de extrusão? De exemplos R: Quase todos os materiais, incluindo também materiais frágeis, como ferro
fundido, mediante uso de punção com contrapressão. Os produtos resultantes do processo de extrusão em geral são quadros de janelas e portas, trilhos para portas deslizantes, tubos de várias seções transversais e formas arquitetônicas. Produtos extrudados podem ser cortados nos tamanhos desejados para gerarem peças, como maçanetas, trancas e engrenagens. 16ª) Porque os materiais usados nas fieiras possuem alta dureza? R: Para suportar os esforços da trefilação. 17ª) Diferencie trefiladora de bancada de trefiladora de tambor. R: Trefiladora de bancada produz componentes não bobináveis, como barras e
tubos, enquanto a trefiladora de tambor produz apenas arames . 18ª) Qual a importância das etapas preliminares na trefilação dos arames de aço? R: A limpeza das impurezas superficiais evita vários defeitos
19ª) Qual a importância de utilizar o ângulo ótimo de abordagem? R: A energia total utilizada para trefilar é mais baixa, diminuindo custos. 20ª) Defina conformação mecânica. R: Conformação é o processo mecânico onde se obtém peças através da
compressão de metais sólidos em moldes, utilizando a deformação plástica da matéria-prima para o preenchimento das cavidades dos moldes. 21ª) Quais os principais processos de conformação mecânica?(Questão repetida.) R: Forjamento, trefilação, laminação, dobramento, extrusão, repuxo, estiramento
e corte por cisalhamento. 22ª) Defina a temperatura de recristalização. R: A temperatura de recristalização é definida como aquela em que o metal
encruado recristaliza totalmente no espaço de uma hora. 23ª) Quando se deve laminar a quente ou a frio? R: A laminação a frio é utilizada quando se requer um metal com bom
acabamento superficial e preciso controle dimensional. Já a laminação a quente é aplicada para se obter um metal mais maleável ou para embutir no processo certos tratamentos térmicos, diminuindo assim os custos. A quente - quando o material a ser conformado é difícil de laminar a frio ou quando necessita de grandes reduções de espessura. Sendo realizada em busca de maleabilidade ou para embutir no processo certos tratamentos térmicos, diminuindo assim os custos Assim, o aço, quando necessita de grandes reduções, é sempre laminado a quente porque, quando aquecido, sua estrutura cristalina apresenta a configuração CFC que, como já vimos, se presta melhor à laminação. Além disso, nesse tipo de estrutura, as forças de coesão são menores, o que também facilita a deformação.
A frio - se aplica a metais de fácil conformação em temperatura ambiente, o qu e é mais econômico. Sendo realizada também quando o intuito principal for: Bom acabamento superficial e preciso controle dimensional É o caso do cobre, do alumínio e de algumas de suas ligas. A laminação a frio também pode ser feita mesmo em metais cuja resistência à deformação é maior. São passes rápidos e brandos cuja finalidade é obter maior precisão nas dimensões das chapas. Em alguns casos, a dureza e a resistência do material melhoram já que, nesse caso, ele fica "encruado". 24ª) Que etapas devem ser seguidas durante um processo de trefilação? R: O primeiro passo a ser dado no material é decapar, depois fosfatizar e
saponificar, ou seja, o material passa por banhos com produtos químicos, para limpar a camada superficial de óxido de ferro produzida na laminação a quente. O banho de sabão é a ultima etapa do processo, e serve para facilitar a trefilação. Após os banhos, o material é trefilado, endireitado, oleado, pesado e identificado. 25ª) Forjamento é o mesmo que martelamento? Justifique. R: Não. Forjamento é o processo de conformação mecânica que irá modificar a
forma do material permanentemente, já o martelamento é uma técnica que pode ser usada durante o forjamento, que consiste em marteladas consecutivas até que haja modificação na forma do material.
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SERGIPE TÉCNICO DE NÍVEL MÉDIO EM PETRÓLEO E GÁS
PROFESSOR: RICARDO COELHO SOUZA DISCIPLINA: MATERIAIS DE PETRÓLEO E GÁS NATURAL
Lucas Souza Santos
EXERCÍCIO DE MATERIAIS
Aracaju/SE Março – 2013
