Prof. Ricardo Aurélio

Aço na Construção de Navios

Processo de Construção Naval

Fabricação do Aço

A produção de todos os aços utilizados para fins de construçãonaval começa com a fundição do minério de ferro e a fabricação doferro-gusa.O ferro fundido resultante inicial é composto por um percentual de92 a 97 de ferro, sendo o restante carbono, silício, manganês,enxofre e fósforo.Em processos subsequentes o ferro-gusa é refinado e as impurezassão reduzidas.

Fabricação do Aço

Aços podem ser considerados como ligas de ferro e carbono,com a porcentagem de carbono variando de cerca de 0,1 porcento em aços macios para cerca de 1,8 por cento em algunsaços endurecidos

Adições de elementos químicos nos aços durante o processo de fabricação serve a vários propósitos: Eles podem ser utilizados para desoxidar o metal, para

remover as impurezas, levando-as para a escória e,finalmente, para produzir a composição do aço pretendida

Tratamento Térmico do Aço

RECOZIMENTO Consiste no aquecimento do aço a uma velocidade lenta até uma temperatura de 850°C a 950°C. Em seguida o aço é resfriado lentamente na fornalha.

Os objetivos do recozimento são:• aliviar quaisquer tensões internas, • suavizar o aço, • ou trazer o aço a uma condição adequada para um tratamento

térmico posterior.

NORMALIZAÇÃOÉ realizada pelo lento aquecimento do aço até uma temperatura semelhante à para o recozimento e posterior resfriamento ao ar. A taxa mais rápida de resfriamento resulta na produção um aço mais forte do que o recozimento, e também com o tamanho de grão refinado.

Tratamento Térmico do Aço

TÊMPERA (ou ENDURECIMENTO)O aço é aquecido a temperaturas semelhantes às usadas pararecozimento e normalização e então é “temperado” em água ouóleo. A taxa de resfriamento mais rápido produz uma estruturamuito dura com uma maior resistência à tração

ALÍVIO DE TENSÕESPara aliviar tensões internas, a temperatura do aço pode serlevantada de modo a que nenhuma mudança estrutural do materialocorra e em seguida, ela pode ser arrefecida lentamente

Tipos de Seções de Aços

Os tipos mais comuns associados com a construção naval sãoapresentados na figura abaixo. É preferível limitar as seções aserem usadas na construção naval para aquelas prontamentedisponíveis, isto é, os tipos padrão, pois a usinagem de pequenasquantidades de perfis de aço não é muito econômica

Aços Utilizados na Construção de Navios

Normalmente na construção do casco utiliza-se aço carbono contendode 0,15 a 0,23 por cento de carbono, com um razoavelmente alto teorde manganês.Tanto o enxofre e o fósforo no aço macio são mantidos a um mínimo(menor do que 0,05 por cento). As concentrações mais elevadas deambos são prejudiciais para as propriedades da soldagem do aço, efissuras podem desenvolver-se durante o processo de laminação, se oteor de enxofre é elevado.

Aços Utilizados na Construção de Navios

O aço utilizado na construção de um navio classificado com LloydsRegister deverá ser produzido por um fabricante aprovado, e ostestes de inspeção deverão ser realizadas na fábrica do aço antesda expedição. Todos os materiais certificados são marcadas com amarca da sociedade, como exigido pelas regras.

Aços Utilizados na Construção de Navios

Atualmente existem cinco qualidades diferentes de aço utilizados na construção de navios mercantes,frequentemente referido como aços IACS.

A – Aço carbono comum. Muito usado na construção de navios

B – Aço carbono de melhor qualidade. e especificado onde as placas mais espessas são necessárias nas regiões mais críticas

C – possui melhores características e ductilidade. Em alguns casos recomendado pela ABS.

D – possui melhores características e ductilidade

E – possui melhores características e ductilidade

Aços de Alta Resistência

Aços com maior resistência do que a do aço carbono sãoempregados nas regiões altamente estressadas de grandespetroleiros, conteineiros e graneleiros.

O uso de aços de maior resistênciapermite reduções na espessura de convés,fundo do casco, e escantilhões na meia-nau de navios de maior porte, o quê, noentanto, pode levar a maiores deflexões

Aços de Alta Resistência

A soldabilidade dos aços de resistência a tensão mais elevados éuma consideração importante na sua aplicação em estruturas denavios e a questão da redução da vida útil devido a de fadiga comestes aços tem sido sugerido. Além disso, os efeitos da corrosão,nas espessuras menores da secção das chapas podem exigir umcontrole mais vigilante do seu gráu de corrosão.

Fadiga na solda CorrosãoX

Aços Resistentes a Corrosão

Aços com elementos de liga, que lhes dão boa resistênciaà corrosão e coloquialmente conhecido como açosinoxidáveis não são comumente usados em estruturas denavios, principalmente por causa de seus custos iniciais ede fabricação superiores. São usados apenas nafabricação dos tanques de cargas altamente corrosivas.

Painéis em Sanduíche de Aço

Como uma alternativa para redução de peso em embarcações onde o pesoé um problema, em substituição as placas planas de aço convencional,podem-se usas painéis de chapas de aço com núcleo de recheio leve dePU ou mesmo em honeycomb sanduíche de aço com.

Forjando o Aço

O forjamento é simplesmente um método de moldar ummetal por aquecimento, a uma temperatura em que elese torna mais ou menos plástico, para em seguida, pormartelagem ou repuxo levá-lo a forma requerida.

O tratamento térmico subsequente é necessário, preferencialmente de recozimento e têmpera para remover os efeitos do arrefecimento não uniforme.

Seminários

Processos de solda usados na construção dos navios:• Solda a gás• Soldas com arco elétrico• Soldas submarinas• Soldas a laser• Thermite welding• Soldagem por Fricção

Processo de corte de chapas usados na construção de navios:• Corte a gás• Corte com arco de plasma• Air carbon arc gouging• Corte a laser• Corte com jato de água

Automação nos processos de solda usados na construção dos navios:• Automação das soldas

(robotização)• Sequência do processo de

soldas• Redução de distorções• Principais falhas nas soldas• Ensaios de soldas não

destrutivos• O exame visual• Líquido penetrante• Partículas magnéticas• Radiográfica• Ultrasom

Bibliografia

LAMB, T. - Ship Design and Construction - vol l and II

EYRES 2007 – Ship Construction