Utilizando a Simulação no Chão de Fábrica

Transcrição

1 Utilizando a Simulação no Chão de Fábrica Estudos de Caso Mariana Medeiros Comercial Pedro Stemler Engenharia Alisson Duarte Engenharia 15 de Março, 2018 SIXPRO Virtual&Practical Process contato@sixpro.pro /

2 Propriedades de materiais Tratamentos Térmicos Estampagem Hot Forming Forjamento Extrusão Laminação Trefilação 2

3 Parceiros SG PROJETOS Agente Oficial no Brasil Center for Precision Forming OSU/The Ohio State University Agente Oficial na América do Sul 3

4 4

5 Tempo de Têmpera 5

6 Cilindro 4 ¾ Metodologia Seção transversal Ponto P1: Centro Ponto P2: Superfície 6

7 Coeficiente de Transferência Térmica 7

8 Água (4 ¾ ) 8

9 Microestrutura (4 ¾ ) 9

10 Variação do Diâmetro 10

11 Tempo de Têmpera Parâmetro de referência: estabilização da formação martensítica 11

12 Tempo de Têmpera Tempo em função do diâmetro da peça 12

13 Influência do Meio Água Óleo Salmoura 13

14 Influência da Temperatura do Meio Aumenta Diminui 14

15 Chão de Fábrica Programa de previsão do tempo de imersão Dados de entrada: Diâmetro da peça Comprimento da peça Temperatura da peça Meio de resfriamento Temperatura do meio de resfriamento Previsão de saída: Tempo de imersão 15

16 Trincas em Têmpera 16

17 Chão de Fábrica Programa de previsão do risco de trincas Dados de entrada: Diâmetro da peça Comprimento da peça Temperatura da peça Meio de resfriamento Temperatura do meio de resfriamento Combinações de meios de resfriamento Previsão de saída: Probabilidade de ocorrência de trinca 17

18 Projetos 18

19 Desenvolvimento Serviços sugeridos: Previsão do Tempo de Imersão Trincas em Aço SAE 4140 Previsão de Sobremetal Tratamentos Isotérmicos Tratamentos Cíclicos/Pescaria p/ Óleo Combinação de Meios 19

20 Variação Dimensional de Tubos sem Costura 20

21 21

22 Tubos Regulados Norma: API ( American Petroleum Institute) Controle Restrito de Diâmetro Controle de Empeno e Retilineidade Diâmetro Externo: 244,48 mm Espessura: 11,99 mm Comprimento: mm 22

23 Tubos Sem Costura Aquecimento Têmpera Etapa CRÍTICA 23

24 Têmpera Temperatura do tubo antes da imersão; Diâmetro do bico do jato interno que determina a vazão do jato interno; Momento de abertura do jato interno; Vazão dos jatos laterais; Temperatura da água; Tempo de imersão; Temperatura do tubo após imersão; Rotação do gira-tubos. Etapa CRÍTICA, por quê? Material Resfria: Propriedades Termo-Físicas Variam Severidade e Uniformidade do Resfriamento Surgimento de Tensões Térmicas e Mecânicas Modelo Cinético: Transformações de Fases 24

25 25

26 Simulação Numérica: Finite Element Method FEM Previsão da Distorção Diagramas TTT e CCT; εሶ total ij = εሶ e ij + p εሶ ij + εij ሶ th + εሶ tr ij + tp εሶ ij Densidade Módulo de Elasticidade Coeficiente de Expansão Térmica Condutividade Térmica; Resistência à tração Limite de Escoamento Dureza 26

27 11.99 mm /

28 Curvas de Resfriamento 28

29 Coeficiente de Transferência de Calor: h 29

30 Correlação dos Resultados Simulado: 0,15% Experimental: 0,13% 30

31 Distorção do Diâmetro Durante a Têmpera 31

32 Simulação Previsão % Martensita Ao Longo do Tubo Distorção do Diâmetro Externo: Erro de 0,02% Temperaturas CCT: Erros Abaixo de 5% 32

33 Chão de Fábrica Programa de previsão da vazão no tanque Dados de entrada: Aço do tubo Dimensões do tubo Temperatura de austenitização Temperatura do meio de resfriamento Previsão de saída: Vazão necessária dentro do tanque 33

34 Simulação Computacional Investimento Custo 34

35 Obrigada Pela Atenção!