BR112014005461B1

BR112014005461B1 - estrutura soldada

Info

Publication number: BR112014005461B1
Application number: BR112014005461-4A
Authority: BR
Inventors: Tsunehisa Handa; Satoshi Igi; Shigeru Endo
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2011-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2018-12-04
Also published as: BR112014005461A2; KR20140044406A; KR101427706B1; CN103796786A; JPWO2013038686A1; WO2013038686A1; JP5365761B2; CN103796786B

Abstract

resumo patente de invenção: "estrutura soldada". a presente invenção refere-se a uma estrutura soldada é provida com uma junta soldada com filete na qual uma superfície terminal de um membro de união é colocada em contato contra uma face frontal de um membro unido tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais, o membro de união e o membro unido são unidos pela soldadura com filete, e pelo menos um de um comprimento da perna de solda e uma largura de soldagem é de 16mm ou menos. a estrutura soldada inclui uma porção não soldada em uma face de topo entre a face de extremidade do membro de união e a face frontal do membro unido, a porção não soldada sendo 95 % ou mais de uma espessura de placa tw do membro de união em uma seção transversal unida. as condições da soldadura com filete são ajustadas de modo que para um metal de soldadura com filete, a temperatura de transição de aparência de fratura vtrs (°c) do metal de soldadura com filete e uma espessura de placa tf do membro unido satisfazem a relação vtrs = -1.5 tf + 90, e/ou uma energia absorvida ve-20 (j) at -20 °c e a espessura de placa tf do membro unido satisfaz a relação ve-20 (j) = 5.75 (quando 50 = tf (mm) = 53), ve-20 (j) = 2.75 tf (mm) - 140 (quando tf (mm) > 53). além do mais, o membro de união é formado de uma placa de aço tendo uma resistência a captura de trinca frágil kca de 2500 n/mm3/2 ou mais à temperatura de serviço. como resultado, a propagação de uma trinca frágil gerada no membro unido tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais e tendo uma junção de soldagem topo a topo pode ser capturada no membro de união. 20593144v1

Description

(54) Título: ESTRUTURA SOLDADA (73) Titular: JFE STEEL CORPORATION. Endereço: 2-3, Uchisaiwai-cho 2-chome Chiyoda-ku„ Tokyo 100-0011, JAPÃO(JP) (72) Inventor: TSUNEHISA HANDA; SATOSHI IGI; SHIGERU ENDO.

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 13/09/2012, observadas as condições legais

Expedida em: 04/12/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ESTRUTURA SOLDADA.

DESCRIÇÃO CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a uma estrutura soldada para mega transportadores de contêineres, graneleiros, e outras tais estruturas soldadas formadas pela soldagem de placas de aço espessas, e particularmente, a uma estrutura soldada que tem excelente capacidade de captura de trinca frágil e é capaz de capturar a propagação de uma trinca frágil gerada em um metal de base da placa de aço ou um cordão de soldagem antes que ocorra uma fratura catastrófica em uma estrutura.

TÉCNICA ANTERIOR [002] A fim de incrementar as características tais como capacidade de carga e eficiência de manuseio de carga, os transportadores de contêineres e os graneleiros, por exemplo, têm poucas divisões no porão, diferentemente de navios-tanque e similares, e têm grandes aberturas superiores. Desta maneira, nos transportadores de contêineres e graneleiros, é necessário reforçar ou aumentar a espessura particularmente da placa externa do corpo da embarcação.

[003] Recentemente, o tamanho dos transportadores de contêineres aumentou, e grandes embarcações de 6,000 a 20,000 TEU (Unidade equivalente a vinte pés) estão sendo construídos. Uma TEU é um índice da capacidade de carga de um transportador de contêineres representada em termos de um número de contêineres de vinte pés de comprimento. Junto com o aumento do tamanho das embarcações, tende agora a ser usada como a placa externa do corpo da embarcação uma placa de aço espessa com uma espessura de 50 mm ou mais e um limite de resistência de 390 N/mm² ou mais.

[004] A partir da perspectiva de encurtar o período de execução

2/31 da construção da embarcação, recentemente as placas de aço que se tornarão a placa externa do corpo da embarcação são frequentemente soldadas de topo por, por exemplo, uma solda com grande entrada de calor tal como soldagem de arco por eletro-gás ou similares. Tal solda com grande entrada de calor pode facilmente leva a uma grande diminuição de uma resistência na zona afetada pelo calor da soldagem e, desta maneira, é uma causa para a geração de uma trinca frágil começando na junta de soldagem.

[005] Para fins de segurança, tem sido considerado que se acontecer de ser gerada uma trinca frágil em uma estrutura do casco, é necessário deter a propagação da trinca frágil antes que ocorra uma fratura catastrófica de modo a impedir a separação do casco.

[006] A partir dessa perspectiva, o 147° Comitê de Pesquisa da Shipbilding Research Association of Japan, Evaluation of Brittle Fracture Toughness of Welded Joints of Ship under High Welding Heat Input, Relatório N° 87 (Fevereiro, 1978), pp. 35-53, Shipbuilding Research Association of Japan (NPL 1) reporta resultados de testes experimentais com respeito ao comportamento de propagação de trincas frágeis na solda de placas de aço usadas para formar embarcações e tendo uma espessura de placa de menos de 50 mm.

[007] Em NPL 1, a via de propagação e o comportamento de propagação de trincas frágeis, formadas intencional mente na solda, foram examinados pelo experimento. O documento reporta que quando uma resistência à fratura da solda estava garantida até certo ponto, a trinca frágil frequentemente se desviava da solda na direção do metal de base devido à influência da tensão residual de soldagem. Foi observado, entretanto, que em alguns casos a trinca frágil se propagou ao longo da solda. Isso sugere que a probabilidade da trinca frágil se propagar linearmente ao longo da solda não é zero.

[008] Entretanto, muitos navios construídos soldando placas de

3/31 aço com uma espessura de placa menor que 50 mm de uma maneira similar àquela em NPL 1 têm estado no serviço efetivo sem problemas. Além do mais, metais de base de placas de aço com alta resistência (por exemplo, Aço de grau E usado em construção naval) são considerados como tendo uma capacidade suficiente de capturar trincas frágeis. Desta maneira, a capacidade de captura de trinca frágil da solda do aço de construção naval não é requerida pelas Regras e Orientações Para Pesquisa e Construção De Navios De Aço e similares.

[009] As placas de aço usadas para construir os mega transportadores de contêineres de 6.000 TEU ou mais têm uma espessura de placa de mais de 50 mm, entretanto, fazendo com que uma resistência a fratura se reduza devido à espessura aumentada. Além disso, desde que é usada uma solda com grande entrada de calor com uma maior entrada de calor, uma resistência a fratura da solda é reduzida ainda mais. Foi mostrado que, com tais cordões de soldagem espessos de grande entrada de calor, a trinca frágil gerada na solda pode se propagar linearmente ao invés de se desviar na direção do metal de base e pode até mesmo não parar na porção de metal de base da placa de aço, tal como em um esticador (por exemplo, Yamaguchi et al., Development of Mega-Container C arrier-Practical Use of New HighStrength Heavy Gauge Steel Plate, Boletim da The Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers, Vol. 3 (2005), pp. 70-76, Nov. 2005 (NPL 2)). Garantir a segurança de uma estrutura de casco com placas de aço espessas e de alta resistência tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais é desta maneira um problema sério.

[0010] Além do mais, de acordo com NPL 2, placas de aço espessas tendo capacidade de captura de trinca frágil especial são particularmente necessárias para capturar a propagação de trincas frágeis geradas.

[0011] Para tratar desse problema, por exemplo, JP2004232052A

4/31 (PTL 1) descreve uma estrutura soldada que é a placa externa de um casco de navio e preferivelmente tem uma espessura de 50 mm ou mais. Em uma estrutura soldada, é colocado um esticador de modo a cruzar uma solda de topo a topo, e o esticador é unido por soldadura com filete.

[0012] Com a técnica descrita em PTL 1, uma placa de aço, tendo uma microestrutura com um tamanho de grão médio equivalente a um círculo de 0,5 pm a 5 pm sobre uma espessura de 3 mm ou mais na camada superficial e camada posterior, e para a qual a relação de intensidade plana de raios-X no plano cristalino (100) é de 1,5 ou mais em um plano paralelo ao plano da espessura de placa. Adotando uma estrutura em que uma placa de aço tendo tal microestrutura é soldada com filete como material de reforço pode capturar a propagação de uma trinca frágil no esticador, que é o material de reforço, mesmo se a trinca frágil é gerada na solda de topo a topo, e pode impedir danos desastrosos tal como a fratura da estrutura soldada.

[0013] Além do mais, JP2007326147A (PTL 2) descreve uma estrutura soldada que tem excelente capacidade de captura de trinca frágil e é provida com uma junta soldada com filete formada por soldagem de ângulo de um membro de união (também referido abaixo como uma teia) a um membro unido (também referido abaixo como um flange)· [0014] Em uma estrutura soldada descrita em PTL 2, uma porção não soldada é deixada na face de topo entre a teia e o flange em uma seção transversal da junta soldada com filete. A largura da porção não soldada é ajustada de modo que uma relação X da largura da porção não soldada à soma de uma espessura de placa da teia e comprimentos de perna da seção soldada com filete à esquerda e direita satisfaz uma expressão relacionai especial com uma resistência a captura de trinca frágil Kca do membro unido (flange). Como resultado, mesmo se

5/31 o membro unido (flange) é um material espesso com uma espessura de placa de 50 mm ou mais, a propagação de uma trinca frágil gerada no membro de união (teia) pode ser capturada na face de topo entre a teia e o flange na seção soldada com filete, desse modo detendo a propagação da trinca frágil ao membro unido (flange).

LISTA DE CITAÇÕES

Literatura de Patentes [0015] PTL 1: JP2004232052A [0016] PTL 2: JP2007326147A

Literatura de não patentes [0017] NPL 1: o 147° Comitê de Pesquisa da Shipbuilding Research Association of Japan, Evaluation of Brittle Fracture Toughness of Welded Joints of Ship under High Welding Heat Input, Relatório No. 87 (fevereiro de 1978), pp. 35-53, Shipbuilding Research Association of Japan.

[0018] NPL 2: Yamaguchi et al., Development of Mega-Container Carrier -Practical Use of New High-Strength Heavy Gauge Steel Plate, Boletim da The Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers, Vol. 3 (2005), pp. 70-76, Nov. 2005.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO (Problema Técnico) [0019] Entretanto, o esticador, que é o material de reforço, usado com a técnica descrita em PTL 1 requer etapas complexas a fim de conseguir uma placa de aço tendo a microestrutura desejada. A produtividade desse modo diminui, levando ao problema de uma dificuldade de garantir de modo estável placas de aço tendo a microestrutura desejada.

[0020] A técnica descrita em PTL 2, por outro lado, tenta deter a propagação de uma trinca frágil gerada no membro de união (teia) por uma combinação da descontinuidade da estrutura e da capacidade de

6/31 captura de trinca frágil do membro unido (flange).

[0021] Conforme indicado pelo relatório do 169° Comitê da Shipbuilding Research Association (Report on Research Related to Fracture Management and Contrai Design for Hull Structures, (1979), pp. 118-136, Shipbuilding Research Association of Japan), entretanto, foi confirmado experimentalmente que usar o membro de união (teia) para capturar a trinca frágil gerada no membro unido (flange) da junta soldada com filete é mais difícil que usar o membro unido (flange) para capturar a trinca frágil gerada no membro de união (teia).

[0022] O motivo não é mencionado claramente, mas uma causa possível que a força impulsora da fratura (valor do limiar de propagação de trincas) quando uma trinca penetra na junta T é maior quando da penetração no membro de união (teia) que quando da penetração no membro unido (flange).

[0023] Baseado nessa consideração, a técnica descrita em PTL 2 não pode ser considerada suficiente para capturar a trinca frágil gerada no membro unido (flange) usando o membro de união (teia), desde que a capacidade de captura de trinca frágil e similares do membro de união (teia) são insuficientes.

[0024] Observe que PTL 2 não leva a capacidade de captura de trinca frágil do membro de união (teia) em qualquer consideração que seja.

[0025] Em outras palavras, a técnica descrita em PTL 2 não pode ser considerada como tendo suficiente capacidade da captura de trincas com respeito, por exemplo, ao caso previsto em ClassNK's Guidelines on Brittle Crack Arrest Design (estabelecido em setembro de 2009) em que a trinca frágil gerada no convés resistente (correspondem quente ao flange) de um navio de contêiner grande, de se propagar para o membro de união da lateral da escotilha (correspondem quente à teia).

7/31 [0026] A fim de resolver esses problemas das técnicas convencionais, é um objetivo da presente invenção prover uma estrutura soldada que tem excelente capacidade de captura de trinca frágil e que pode capturar (deter) a trinca frágil gerada no membro unido (flange) de se propagar para o membro de união (teia) antes que ocorra uma fratura catastrófica.

[0027] Observe que a estrutura soldada visada pela presente invenção é uma estrutura soldada provida com uma junta soldada com filete em que uma face de extremidade de um membro de união (teia) é colocada em contato contra uma face frontal de um membro unido (flange) e unido pela soldadura com filete.

(Solução para o Problema) [0028] A fim de realizar o objetivo acima, os inventores investigaram de modo exaustivo os vários fatores por detrás da capacidade de captura de trinca frágil na junta soldada com filete.

[0029] Como resultado, os inventores se deram conta que a fim de deter (capturar) a propagação de uma trinca frágil gerada a partir do membro unido (flange), não basta adotar uma estrutura com um membro que garante uma porção descontínua na face de topo entre o membro unido (flange) e o membro de união (teia) e tem excelente capacidade de captura de trinca frágil por ter uma resistência à captura de trinca frágil Kca de um valor pré-determinado ou maior na porção de propagação da trinca frágil.

[0030] Em particular, considerando como uma espessura de placa maior t_f (mm) do membro unido (flange) faz com que a taxa de liberação de energia (força impulsora do aumento da trinca) de uma ponta de trinca frágil aumente e torne difícil capturar a trinca frágil, os inventores concluíram que em relação à espessura de placa t_f (mm) do membro unido (flange), é essencial uma melhora em uma resistência da seção soldada com filete.

8/31 [0031] Os inventores também descobriram que desde que um aumento no comprimento da perna ou largura de soldagem da seção soldada com filete facilita a propagação de uma trinca frágil, pelo menos um do comprimento da perna e a largura de soldagem da seção soldada com filete, necessita ser de 16 mm ou menos.

[0032] Os inventores ainda descobriram que a propagação para o membro de união de uma trinca frágil gerada em um membro unido espesso, tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais, pode ser interrompida (capturada), o que era difícil com técnicas convencionais, por garantir uma porção não soldada, isto é uma porção descontínua, na face de topo entre a face frontal do membro unido e a face de extremidade do membro de união; usando um membro de união tendo uma resistência a captura de trinca frágil Kca de 2500 N/mm^3/2 ou mais; ajustando o comprimento da perna ou a largura de soldagem da seção soldada com filete para ser de 16 mm ou menos na junta soldada com filete; e além do mais usando uma solda de alta resistência para a qual a seção soldada com filete de resistência satisfaz uma relação pré-determinada em relação à espessura de placa do membro unido. Os inventores adicionalmente descobriram que o mesmo acontece mesmo quando um membro unido é uma placa de aço espessa tendo uma junção de soldagem topo a topo.

[0033] Primeiro, são descritos os resultados experimentais que servem de base para a presente invenção.

[0034] Uma junta soldada com filete de grande escala foi preparada com uma seção soldada com filete tendo uma variedade de valores de resistência a baixas temperaturas e comprimentos de perna usando placas de aço com uma variedade de espessuras de placa e uma resistência a captura de trinca frágil Kca a -10 Ό de aproximadamente 6000 N/mm^3/2 (5500 N/mm^3/2 a 6700 N/mm^3/2) como membro de união (teia), e com uma porção não soldada tendo uma variedade de rela9/31 ções de porção não soldada Y (%) (a relação Y igual a (largura B da porção não soldada em uma seção transversal da junta soldada com filete)/(espessura de placa t_w do membro de união) χ 100).

[0035] Como membro unido (flange), foi usado uma placa de aço tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais e uma junção de soldagem topo a topo. Além do mais, a junção de soldagem topo a topo foi preparada por soldagem de arco por eletro-gás de grande entrada de calor em passagem única ou por soldagem por dióxido de carbono (pré-enchimento de multicamadas).

[0036] Usando a junta de soldada de filete em grande escala resultante, foi preparado o modelo de teste estrutural em super-escala ilustrado na FIG. 3(b), e foram conduzidos testes de captura de trinca frágil. Nos modelos de teste estrutural em super-escala, uma placa de aço com a mesma espessura de placa que um membro unido (flange) 2 de uma junta soldada com filete de grande escala 9 foi soldada ao fundo do membro unido (flange) 2com uma solda por pontos 8.

[0037] O modelo de teste estrutural em super-escala ilustrado na FIG. 3(b) foi produzido de tal maneira que uma junta de soldagem topo a topo 11 do membro unido (flange) é perpendicular ao membro de união (teia), e um entalhe mecânico 7 foi delineado de modo que uma extremidade de ponta do mesmo é posicionada em uma seção BOND da junção de soldagem topo a topo 11.

[0038] No teste de captura de trinca frágil, foi aplicado um impacto ao entalhe mecânico 7 para gerar a trinca frágil, e foi observado se ou não a propagação da trinca frágil foi capturada na seção soldada com filete. As condições para cada teste foram uma tensão de 257 N/mm² e uma temperatura de -10 G.

[0039] Uma tensão de 257 N/mm² corresponde que a tensão máxima admissível de uma placa de aço, usada no casco de um navio, tendo um limite de resistência de aproximadamente 390 N/mm². Uma

10/31 temperatura de -10 Ό é a temperatura de projeto de um navio.

[0040] As FIGS. 4(a) e (b) mostram os resultados testes.

[0041] A partir das FIGS. 4(a) e (b), está claro que quando a relação da porção não soldada Y é 95 % ou mais, quando uma resistência a captura de trinca frágil Kca do membro de união (teia) é de aproximadamente 6000 N/mm^3/2 ou mais (5500 N/mm^3/2 a 6700 N/mm^3/2), e quando uma relação entre uma resistência da seção soldada com filete e a espessura de placa tf do membro unido (flange) satisfaz uma relação específica, então mesmo se o tensão de serviço é de 257 N/mm² ou mais, a propagação ao membro de união (teia) de uma trinca frágil gerada no membro unido (flange) pode ser detida (capturada). [0042] Observe que a relação de porção não soldada Y é definida como a relação da largura B da porção não soldada em um seção transversal da junta soldada com filete para a espessura de placa tw do membro de união (teia), isto é (B/t_w) χ 100 (%).

[0043] As FIGS. 4(a) e (b) mostram o caso de quando um tensão de serviço é de 257 N/mm², não obstante o valor médio do tensão rotineiramente aplicado ao casco do navio é de aproximadamente 100 N/mm². Nesse caso, o valor Kca necessário para deter (capturar) a propagação ao membro de união (teia) de uma trinca frágil gerada no membro unido (flange) é calculado como 6000 N/mm^3/2 χ 100/257 (aproximadamente 2334 N/mm^3/2). Desta maneira, se o valor Kca é de 2500 N/mm^3/2 ou mais, trincas frágeis podem ser confiável mente detidas (capturadas) para a tensão rotineiramente aplicado ao casco do navio (aproximadamente 100 N/mm²).

[0044] Esses resultados produzem as seguintes relações específicas entre uma resistência da seção soldada com filete e a espessura de placa t_f do membro unido (flange). A FIG. 4(a) produz a seguinte relação.

vTrs (Ό) < -1.5 t_f (mm) + 90 (1)

11/31 [0045] A FIG. 4(b) produz a seguinte relação. vE-2o (J) 2.75 t_f (mm) - 140 (2) [0046] Quando a espessura de placa t_f do membro unido (flange) está dentro da faixa 50 < t_f (mm) < 53, entretanto, a Expressão (2) se torna vE_₂o (J) 5.75.

[0047] Uma espessura de placa maior t_f (mm) do membro unido (flange) faz com que a taxa de liberação de energia (força propulsora do aumento da trinca) da ponta de trinca frágil aumente e torne difícil capturar a trinca frágil. Com respeito a esse ponto, entretanto, os inventores aprenderam que adotando uma estrutura soldada (junta soldada com filete) tendo uma porção estrutural descontínua com uma relação da porção não soldada Y de 95 % ou mais, a taxa de liberação de energia de uma ponta de trinca frágil propagada reduz, tornando mais fácil capturar a propagação da trinca frágil.

[0048] Além do mais, os inventores descobriram que se a resistência de baixa temperatura da seção soldada com filete é aumentada até o ponto de satisfazer as Expressões (1) e (2), a trinca frágil gerada em um membro unido espesso (flange) com uma espessura de placa de 50 mm ou mais pode ser mais facilmente capturada dentro da seção soldada com filete.

[0049] Os inventores também descobriram que mesmo se a propagação de uma trinca frágil não pode ser detida em uma seção soldada com filete tendo excelente resistência de baixa temperatura satisfazendo as Expressões (1) e (2), a propagação pode ser detida dentro do membro de união (teia) adotando-se uma estrutura com uma placa de aço tendo a capacidade de captura de trinca frágil de um valor prédeterminado ou mais no membro de união (teia).

[0050] Por outro lado, os inventores descobriram que quando não são tomadas medidas tais como assentar a porção não soldada e melhorar a resistência de baixa temperatura da seção soldada com filete,

12/31 é difícil deter a propagação de uma trinca frágil sob condições de tensão máximo admissível, não importando quão excelente a capacidade de captura de trinca frágil (tais como um valor Kca excedendo 6000 N/mm^3/2) é para a placa de aço espessa adotada no membro de união (teia).

[0051] A presente invenção foi completada através de exames adicionais baseados nas descobertas acima. As principais características da presente invenção são as seguintes.

[0052] Uma estrutura soldada provida com uma junta soldada com filete na qual uma face de extremidade de um membro de união é colocada em contato contra uma face frontal de um membro unido tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais, o membro de união e o membro unido sendo unidos pela soldadura com filete, pelo menos um de um comprimento da perna de solda e uma largura de soldagem sendo de 16 mm ou menos, compreendendo:

uma porção não soldada em uma face de topo entre a face do terminal do membro de união e a face frontal do membro unido na junta soldada com filete, a porção não soldada sendo 95 % ou mais de uma espessura de placa t_w do membro de união em um seção transversal da junta soldada com filete, em que para um metal de soldadura com filete na junta soldada com filete, uma temperatura de transição de aparência da fratura do teste de impacto Charpy vTrs (O) do metal de soldadura com filete e uma espessura de placa t_f do membro unido (flange) satisfaz a expressão (1), e/ou uma energia absorvida do teste de impacto Charpy vE_₂o (J) a uma temperatura de teste de -20 Ό em um teste de impacto Charpy do metal de soldadura com filete e a espessura de placa t_f do membro unido satisfaz a expressão (2), e

13/31 o membro de união é formado de uma placa de aço tendo uma resistência a captura de trinca frágil Kca of 2500 N/mm^3/2 ou mais a uma temperatura de serviço da estrutura soldada:

vTrs < -1.5 t_f + 90 (1) vE-2o (J) 5.75 (quando 50 < t_f (mm) < 53), vE-2o (J) 2.75 t_f (mm) - 140 (quando t_f (mm) > 53) (2) em que vTrs é a temperatura de transição da aparência da fratura do teste de impacto Charpy fC) do metal de soldadura com filete, vE.₂o é a energia absorvida do teste de impacto Charpy (J) a uma temperatura de teste de -20 “C, e t_f é a espessura de placa (mm) do membro unido. [0053] A estrutura soldada de 1, em que o membro unido tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais inclui uma junção de soldagem topo a topo de modo a cruzar o membro de união.

A estrutura soldada de 1. ou 2., em que o membro de união é formado de uma placa de aço tendo uma resistência a captura de trinca frágil Kca de 6000 N/mm^3/2 ou mais à temperatura de serviço da estrutura soldada.

(Efeitos vantajosos da invenção) [0054] De acordo com a presente invenção, a propagação ao membro de união (teia) de uma trinca frágil gerada em um membro unido (flange) formado de uma placa de aço espessa tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais pode ser capturada (detida) antes que ocorra uma fratura catastrófica, o que convencionalmente era difícil. Como resultado, o perigo de uma fratura frágil em larga escala em uma estrutura de aço, tal como a separação do casco em mega transportadores de contêineres, graneleiros, ou similares, pode ser evitado. Esse efeito é altamente vantajoso em termos de garantir a segurança da estrutura de casco e é bastante significativo industrialmente.

[0055] Além do mais, ajustando a dimensão da porção não soldada e uma resistência do metal de soldadura com filete no momento da

14/31 construção, e além do mais se usando placas de aço tendo uma capacidade de captura de trinca frágil apropriada para o membro de união, é possível fabricar facilmente uma estrutura soldada com excelente capacidade de captura de trinca frágil sem usar placas de aço especiais e sem sacrificar a segurança.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0056] A presente invenção será ainda descrita abaixo com referência aos desenhos em anexo, em que:

[0057] A FIG. 1 ilustra esquematicamente a estrutura em corte transversal de uma junta soldada com filete, com (a) ilustrando o caso de um membro de união (teia) 1 e um membro unido (flange) 2 sendo perpendiculares, e (b) ilustrando o caso do membro de união (teia) 1 e o membro unido (flange) 2 cruzando em uma inclinação;

[0058] A FIG. 2 ilustra esquematicamente outro exemplo da estrutura da junta soldada com filete, com (a) sendo uma vista externa e (b) sendo uma vista em corte transversal;

[0059] A FIG. 3 ilustra esquematicamente a forma dos modelos de teste estrutural em super-escala usado nos exemplos, com (a) ilustrando o caso do membro unido (flange) 2 sendo formado somente a partir do metal de base da placa de aço, e (b) ilustrando o caso do membro unido (flange) 2 tendo uma junção de soldagem topo a topo; e [0060] A FIG. 4 contém gráficos ilustrando os efeitos da relação entre a resistência do metal de soldadura com filete e a espessura de placa do flange em capturar a trinca frágil.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES [0061] Uma estrutura soldada de acordo com a presente invenção é uma estrutura soldada na qual uma face de extremidade de um membro de união (teia) 1 é colocada em contato contra uma face frontal de um membro unido (flange) 2 tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais, e o membro de união (teia) 1 e o membro unido (flan15/31 ge) 2 são unidos pela soldadura com filete. A estrutura soldada é provida com uma junta soldada com filete tendo um metal de soldadura com filete 5 no qual um comprimento da perna de solda 3 ou uma largura de soldagem 12 é de 16 mm ou menos. Em uma face de topo entre o membro de união (teia) 1 e o membro unido (flange) 2 da junta soldada com filete, é provida uma porção não soldada 4 formando uma porção estrutural descontínua.

[0062] As seções transversais unidas na FIG. 1 ilustram esse estado. A FIG. 1(a) ilustra o caso do membro de união (teia) 1 sendo preso perpendicularmente ao membro unido (flange) 2, não obstante, a presente invenção não está limitada e este caso. Por exemplo, conforme ilustrado na FIG. 1 (b), o membro de união (teia) 1 pode ser preso a uma inclinação de um ângulo Θ com respeito ao membro unido (flange) 2. Nesse caso, a espessura de placa t_w do membro de união (teia) usada quando se calcula a relação Y (%) da porção não soldada é o comprimento do cruzamento entre o membro de união (teia) e o membro unido (flange), isto é, (t_w)/cos(90° - Θ). Observe que nas figuras, o número de referência 3 indica o comprimento da perna da solda, 4 indica a porção não soldada, 5 indica o metal de soldadura com filete, e 12 indica a largura de soldagem.

[0063] Conforme descrito acima, a estrutura soldada de acordo com a presente invenção inclui uma porção não soldada 4 formando uma porção estrutural descontínua em uma face de topo entre o membro de união (teia) 1 e o membro unido (flange) 2 na junta soldada com filete. Na junta soldada com filete, a face de topo entre o membro de união (teia) 1 e o membro unido (flange) 2 se torna uma superfície de propagação de uma trinca frágil, e desta maneira na presente invenção, a porção não soldada 4 é provida na face de topo. Devido à presença da porção não soldada 4, a taxa de liberação de energia (força impulsora do aumento da trinca) de uma ponta de trinca frágil se pro16/31 pagando no membro unido (flange) 2 é reduzida, tornando mais fácil capturar a trinca frágil na face de topo.

[0064] Na presente invenção, é formada uma seção soldada com filete (o metal de soldadura com filete 5 e a zona afetada pelo calor (não mostrada na FIG. 1)) tendo uma resistência de um valor prédeterminado ou mais, e, além do mais, o membro de união é produzido com placas de aço tendo uma capacidade de captura de trinca frágil de um valor pré-determinado ou mais. Desta maneira, mesmo se a trinca frágil se propaga ao lado do membro de união (teia) 1, a trinca frágil é capturada na seção soldada com filete (o metal de soldadura com filete 5 e a zona afetada pelo calor (não mostrada na FIG. 1)) ou no metal de base do membro de união (teia) 1.

[0065] É extremamente incomum que uma trinca frágil seja gerada em uma porção de metal de base da placa de aço, a qual tem poucos defeitos. Na maioria dos acidentes de fratura frágil passados, a trinca frágil foi gerada na solda. Desta maneira, a FIG. 2 por exemplo ilustra uma junta soldada com filete na qual o membro unido (flange) 2 é formado por placas de aço unidas pela junção de soldagem topo a topo 11, e o membro de união (teia) é soldado com filete de modo a cruzar a solda da junção da soldagem topo a topo (junção de soldagem topo a topo) 11. Mesmo em tal junta soldada com filete, a fim de deter a propagação ao membro de união (teia) 1 de uma trinca frágil gerada na junção de soldagem topo a topo 11, é importante que uma estrutura seja descontínua. Desta maneira, mesmo nesse caso, a porção não soldada 4 é provida na face de topo entre o membro unido e o membro de união na seção soldada com filete.

[0066] Observe que a FIG. 2(a) ilustra uma vista externa da junta soldada com filete, e a FIG. 2(b) ilustra a forma da seção transversal da junção de soldagem topo a topo 11.

[0067] Na presente invenção, a dimensão da porção não soldada

17/31 em um seção transversal da junta soldada com filete é de 95 % ou mais da teia espessura de placa t_w a fim de suprimir a propagação de uma trinca frágil. Como resultado, a deformação plástica do metal de soldadura com filete se torna mais fácil, facilitando desse modo a tensão em torno da ponta da fissura de uma trinca frágil penetrando no metal de soldadura com filete e suprimindo a propagação da trinca frágil ao lado do membro de união (teia) 1. Desta maneira, a dimensão (largura B) da porção não soldada 4 está limitada a ser 95 % ou mais da espessura de placa t_w do membro de união (teia), que é um valor que pode suprimir a propagação de uma trinca frágil. Preferivelmente, a dimensão é pelo menos 96 % e no máximo 100 % da espessura de placa t_w do membro de união (teia).

[0068] Além do mais, o comprimento da perna da solda ou a largura de soldagem da junta soldada com filete é de 16mm ou menos. Como resultado, a deformação plástica do metal de soldadura com filete se torna mais fácil, facilitando desse modo o tensão em torno da ponta da fissura de uma trinca frágil se propagando ao metal de soldadura com filete e capturando a propagação da trinca frágil. Desta maneira, o comprimento da perna da solda ou a largura de soldagem da junta soldada com filete está limitada a ser de 16 mm ou menos, que é um valor que permite ao metal de soldadura com filete de alta resistência deformar facilmente. O valor é preferivelmente de 15 mm ou menos.

[0069] Na presente invenção, o metal de soldadura com filete na junta soldada com filete é ajustado em relação à espessura de placa t_fdo membro unido (flange) de modo a garantir uma resistência satisfazendo a expressão (1) e/ou a expressão (2) abaixo:

vTrs < -1.5 t_f + 90 (1) vE-2o (J) 5.75 (quando 50 < t_f (mm) < 53), vE-2o (J) 2.75 t_f (mm) - 140 (quando t_f (mm) > 53) (2)

18/31 em que vTrs é a temperatura de transição da aparência da fratura do teste de impacto Charpy (Ό) do metal de soldadura com filete, vE_₂o é a energia absorvida do teste de impacto Charpy (J) a uma temperatura de teste de -20 “C, e t_fé a espessura de placa (mm) do membro unido (flange).

[0070] Tendo uma resistência do metal de soldadura com filete satisfazendo a expressão (1) e/ou expressão (2) acima, em relação à espessura de placa t_f do membro unido (flange), uma estrutura soldada na qual a espessura de placa do membro unido (flange) é de 50 mm ou mais pode ser formada como uma estrutura soldada na qual é garantido um certo grau de capacidade de captura de trinca frágil, conforme ilustrado na FIG. 4. Quando uma resistência do metal de soldadura com filete não satisfaz a expressão (1) nem a expressão (2) acima, uma resistência do metal de soldadura com filete é insuficiente, e uma trinca frágil se propagando gerada no membro unido (flange) não pode ser capturada na seção soldada com filete.

[0071] Mesmo se a estrutura soldada satisfaz as condições acima, dependendo da capacidade de captura de trinca frágil da placa de aço formando o membro de união (teia), pode não ser possível capturar a propagação no membro de união (teia) de uma trinca frágil muito longa gerada no membro unido (flange) devido às condições de tensão que estão presentes. Desta maneira, na presente invenção, uma resistência à captura de trinca frágil coma qual a placa de aço adotada no membro de união (teia) deve ser provida é preferivelmente selecionada de acordo com a tensão operando em uma estrutura.

[0072] O exame pelos inventores indica que quando uma placa de aço tendo uma capacidade de captura de trinca frágil equivalente, por exemplo, ao aço regular de grau E usado em construção naval (Kca de aproximadamente 2500 N/mm^3/2) é adotada no membro de união (teia) da estrutura soldada satisfazendo as condições acima, a propagação

19/31 de uma trinca frágil muito longa pode ser detida sob condições de tensão de serviço durante a operação rotineira de navios e similares (sob condições de tensão de aproximadamente 100 N/mm²).

[0073] Em tal membro de união (teia), entretanto, é difícil deter a propagação de uma trinca frágil muito longa sob condições de tensão ocorrendo raramente equivalentes às condições de tensão máximas admissíveis (sob condições de tensão de aproximadamente 257 N/mm² a 283 N/mm²), tais como durante uma tempestade. Para tornar possível deter a propagação de uma trinca frágil muito longa mesmo sob condições de tensão equivalentes às condições de tensão máximas admissíveis (sob condições de tensão de aproximadamente 257 N/mm² a 283 N/mm²), os inventores confirmaram que no membro de união (teia), é necessário adotar uma placa de aço tendo uma resistência a captura de trinca frágil Kca de 6000 N/mm^3/2 ou mais à temperatura de serviço. Fazendo assim, se torna possível capturar a propagação de uma trinca frágil muito longa mesmo sob condições de tensão equivalentes às condições de tensão máximas admissíveis (sob condições de tensão de aproximadamente 257 N/mm² a 283 N/mm²). [0074] A composição e método de fabricação não estão particularmente limitados para a placa de aço tendo uma resistência a captura de trinca frágil Kca de 6000 N/mm^3/2 ou mais à temperatura de serviço, por exemplo a temperatura de projeto de casco de navio de -10 Ό.

[0075] Por exemplo, podem ser adotadas quaisquer das placas de aço espessas com excelente capacidade de captura de trinca frágil descrita em JP4449388B2, JP2010202931 A, JP2009132995A,

JP2008214654A, JP2005097694A, ou similares.

[0076] A estrutura soldada de acordo com a presente invenção é provida com a junta soldada com filete acima e pode, por exemplo, ser usada em uma estrutura de casco na qual a placa externa do corpo da

20/31 embarcação é o flange e uma divisão é a teia, uma estrutura de casco na qual o convés é o flange e a escotilha é a teia, ou similares.

[0077] A presente invenção é descrita em detalhes abaixo baseado nos exemplos.

EXEMPLOS [0078] Juntas soldadas com filetes de grande escala foram preparadas para o tamanho de uma estrutura real em uma forma mostrada nas FIGS. 3(a) e (b) por soldadura com filete, usando placas de aço espessas tendo as espessuras de placa e capacidade de captura de trinca frágil (Kca a -10 G) listadas na Tabela 1 como o membro de união (teia) e usando placas de aço espessas tendo as espessuras de placa listadas na Tabela 1 como membro unido (flange).

[0079] Na junta soldada com filetes preparada, a porção não soldada 4 conforme ilustrado na FIG. 1(a) na face de topo entre o membro de união 1 e o membro unido 2 foi modificada para uma variedade de relações Y da porção não soldada (a relação Y igual a (largura B da porção não soldada)/(espessura de placa t_w do membro de união (teia)))[0080] Os tipos de membro unido (flange) foram uma placa de aço espessa (metal de base somente, como na FIG. 3(a)) e uma placa de aço espessa tendo uma junção de soldagem topo a topo (FIG. 3(b)). A junção de soldagem topo a topo foi preparada com soldagem de arco por eletro-gás de grande entrada de calor em passagem única (SEGARC e SEGARC de duplo eletrodo) ou por soldagem CO₂ multicamadas.

[0081] As juntas soldadas com filetes foram formadas como tendo metal de soldadura com filetes com uma variedade de resistências e uma variedade de comprimentos de perna de solda e larguras de soldagem variando-se as condições de soldagem tais como o material de soldagem, a entrada de calor de soldagem, gás de proteção, e simila21/31 res. A resistência do metal de soldadura com filete foi calculada coletando-se uma peça de teste de impacto Charpy (10 mm de espessura) do metal de soldadura com filete e determinando a energia absorvida vE-2o (J) a uma temperatura de teste de -20 G e a tempe ratura de transição de aparência de fratura vTrs (O) em conformidade com JIS Z 2242.

[0082] Usando as juntas soldadas com filetes de grande escala resultantes, foram preparados os modelos de teste estrutural em super-escala conforme ilustrado na FIG. 3, e os testes de captura de trinca frágil foram conduzidos. Nos modelos de teste estrutural em superescala, uma placa de aço com a mesma espessura de placa que um membro unido (flange) 2 de uma junta soldada com filete de grande escala 9 foi soldada ao fundo do membro unido (flange) 2 com a solda por pontos 8.

[0083] Os modelos de teste estrutural em super-escala, ilustrados na FIG. 3(b) foram produzidos de modo que a junção de soldagem topo a topo 11 do membro unido (flange) era perpendicular ao membro de união (teia), e o entalhe mecânico 7 foi delineado de modo que sua extremidade de ponta é posicionada em um metal soldado WM ou na seção BOND da junção de soldagem topo a topo 11.

[0084] Nos testes de captura de trinca frágil, foi aplicado um impacto ao entalhe mecânico para gerar a trinca frágil, e foi observado se ou não a trinca frágil propagada sob as seguintes condições de teste foi capturada na seção soldada com filete. As condições para cada teste foram uma tensão de 100 N/mm² a 283 N/mm² e uma temperatura de -10 G. Uma tensão de 100 N/mm² é a tensão média rotineiramente aplicada ao casco do navio. Uma tensão de 257 N/mm² corresponde a tensão máxima admissível de uma placa de aço, usada no casco de um navio, tendo um limite de resistência de aproximadamente 390 N/mm². Além do mais, uma tensão de 283 N/mm² corresponde

22/31 a tensão máxima admissível de uma placa de aço, usada no casco de um navio, tendo um limite de resistência de aproximadamente 460 N/mm². Uma temperatura de -10 Ό é a temperatura de proj eto de um navio.

[0085] A Tabela 2 mostra os resultados dos testes.

23/31

Tabela 1(1)

Notas	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. invenção	Ex. invenção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. invenção	Ex. invenção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. invenção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.
Seção de solda com filete	relação não soldada Y* (%)	COI col	86	86	86	33	86	86	103	86	86	34	86	86	66	66	COI col
dimensão da porção não soldada B (mm)	20	59	59	59	20	59	59	62	64	64	22	64	64	69	69	23
largura de soldagem (mm)	25	Sl	-	-	25	1^	1^	CO	CO	27	37	CO	CO	1^	Sl	40
comprimento de perna de solda (mm)	m	Sl	o	o	m	CO	CO	1^	m	26	m	m	m	CO	CmI	CO
Membro de união (teia)	1 Sp ro O”c S°E * z	2500	2500	2500	2500	o o o (O	o o o CO	o o o CO	o o o CO	2100	6100	6100	6100	6100	2300	o o o CO	o o o CO
Espessura de placa t_w(mm)	09	09	09	09	09	09	09	09	65	65	65	65	65	70	70	70
Membro unido (flange)	porção de propagação de fissura	* * * m	BM	BM	WM***	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	WM	WM	WM
entrada de calor de soldagem (kJ/cm)	1	1	1	350	430	430	430	430	430	430	430	430	430	1^	1^	1^
método de soldagem	1	1	1	SEGARC**	SEGARC	SEGARC	SEGARC	SEGARC	SEGARC	SEGARC	SEGARC	SEGARC	SEGARC	CO₂ multicamadas	CO₂ multicamadas	CO₂ multicamadas
Espessura de placa tf (mm)	50	50	50	50	09	09	09	09	09	09	09	09	09	65	65	65
Tipo	metal de base	metal de base	metal de base	O ICO O c D	O ICO O c D	junção	O ICO O c D	O ICO O c D	junção	O ICO O c D	O ICO O c D	junção	O ICO O c D	junção	junção	junção
Espécime n°	-	CM	CO		CM	22	23	24	CO	32	33	34	35	5	42	43

24/31

Ex. Comp.	Ex. invenção	* Y (%) = (B/tw) x 100 SEGARC: soldagem por arco de eletro-gás * BM: metal de base, WM: metal de soldagem
66	66
69	69

(O	(O
o o o (O	o o o (O
70	70
WM	WM

C0₂ multicamadas	C0₂ multicamadas
65	65
junção	junção
44	45

25/31

Tabela 1(2)

Notas	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. invenção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. invenção
Seção de solda com filete	relação não soldada Y* (%)	66	66	OO\| ool	66	66	COI col	66	66
dimensão da porção não soldada B (mm)	74	74	25	74	74	25	74	74
largura de soldagem (mm)		CDI c\il	39			30	1^	1^
comprimento de perna de solda (mm)		001 c\il					(O	(O
Membro de união (teia)	1 Sp ro O”c S°E * z	2200	6100	6100	6100	6100	o o o (O	o o o (O	o o o (O
Espessura de placa t_w(mm)	75	75	75	75	75	75	75	75
Membro unido (flange)	porção de propagação de fissura	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND
entrada de calor de soldagem (kJ/cm)	530	530	530	530	530	570	570	570
método de soldagem	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo
Espessura de placa tf (mm)	70	70	70	70	70	75	75	75
Tipo	junção	junção	junção	junção	junção	junção	junção	junção
Espécime n°	lÕ	52	53	54	55	S	62	63

26/31

Ex. invenção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. invenção	Ex. invenção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. invenção
103	31	(O 05	CO 05	102	co 05	CO 05	3I	96	96
77	27	1^ 1^	1^ 1^	CN 00	1^ 1^	1^ 1^	CN	1^ 1^	1^ 1^
(O	CN CO	00	00	CO	00	cõl	43	00	00
1^	m	(O	co	1^	co	Sl	co	co	co
o o o (O	6100	6100	6100	6100	2300	o o o co	o o o co	o o o co	o o o co
75	o 00	o 00	o 00	o 00	o 00	o 00	o 00	o 00	o 00
BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND	BOND
570	570	570	570	570	610	610	610	610	610
SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo	SEGARC de eletrodo duplo
75	m 1^	m 1^	m 1^	m 1^	o 00	o 00	o 00	o 00	o 00
junção	junção	junção	junção	junção	junção	junção	junção	junção	junção
64		CN 1^	CO		oõ	CN 00	CO 00	00	85

* SEGARC: soldagem por arco de eletro-gás ** BM: metal de base, WM: metal de soldagem

27/31

Tabela 2(1)

Notas	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. in- venção	Ex. in- venção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. in- venção	Ex. in- venção	Ex. Comp.
resultados para os testes de captura de fratura frágil	posição de captura	1	1	teia BM	teia BM	1	1	teia BM	teia BM	1
propa- gada/ captu- rada	propa- ganda	propa- ganda	captura	captura	propa- ganda	propa- ganda	captura	captura	propa- ganda
tensão do teste (N/mm²)	100	100	100	100	257	257	257	257	283
Resultados para os testes de resistência de metal soldado com filetes	8 j-S 8 ®	>	>	>	>	>	z	>	z	>
o g ώ § o * -53 ® <D O <D (/) T3	5,75	5,75	5,75	5,75	25	25	25	25	25
O CN LU >	20	20	20	20	50	05	50	24	70
conformidade com expressão (1)*	>	>	>	>	>	z	>	>	>
valor de expressão do lado direito (1)*	m	m	m	m	0	0	0	0	0
vTrs (Ό)	m	m	m	m	-13		-13	1	-25
Seção de solda com filete	ró o o _l -S §5	COI col	86	86	86	COI col	86	86	103	86
largura de soldagem (mm)	25	SI	-	-	25	1^	1^	CO	CO
comprimento de perna de solda (mm)	m	SI	0	0	m	CO	CO	1^	m
Membro de união (teia)	1 sU ro O”c S°E * z	2500	2500	2500	2500	0 0 0 CO	0 0 0 CO	0 0 0 CO	0 0 0 CO	2100
Mem- bro unido (flange)	Espessura de placa tf (mm)	50	50	50	50	09	09	09	09	09
Espé- cime n°	-	CN	CO		CN	22	23	24	CO

28/31

Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. in- venção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. in- venção
1	1	1	teia BM	1	1	1	1	teia BM
propa- ganda	propa- ganda	propa- ganda	captura	propa- ganda	propa- ganda	propa- ganda	propa- ganda	captura
283	283	283	283	257	257	257	257	257
>	>	z	>	>	>	>	z	>
25	25	25	25	38,8	38,8	38,8	38,8	38,8
70	70	20	70	o CO	o CO	o CO	20	o CO
>	>	z	>	>	>	>	z	>
o	o	o	o	-7,5	-7,5	-7,5	-7,5	-7,5
-25	-25	m	-25	-27	-27	-27	m	-27
86	31	86	86	66	66	COI col	66	66
cnI	37	CO	CO	1^	Sl	40	1^	1^
Sl	m	m	m	CO	cnI	CO	CO	CO
6100	6100	6100	6100	2300	o o o CO	o o o CO	o o o CO	o o o CO
09	09	09	09	65	65	65	65	65
32	33	34	35	5	42	43	44	45

νι

CN vi o

m o

o c

ro

D σ

m in

ΛΙ o

a c

ro

D

CT

O

Ν' m

CN

LU >

ui

29/31

Tabela 2(2):

Notas	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. Comp.	d >< E LU 0 0	Ex. in- venção	Ex. Comp.	d >< E LU 0 0	Ex. in- venção	Ex. in- venção
resultados para os testes de captura de fratura frágil	posição de captura	1	1	1	1	teia BM	1	1	teia BM	teia BM
propa- gada/ captu- rada	propa- ganda	propa- ganda	propa- ganda	propa- ganda	captura	propa- ganda	propa- ganda	captura	captura
tensão do teste (N/mm²)	257	257	257	257	257	257	257	257	257
Resultados para os testes de resistência de metal soldado com filetes	é E 3 ^ε ά έ 8 j-S 8 ®	>	>	>	z	>	>	z	>	z
O g ώ § O .§ * -53 ® <D O <D > ® □.·§ (/) T3	52,5	52,5	52,5	52,5	52,5	66,3	66,3	66,3	66,3
O CN z-x LU >	0 00	0 00	0 CO	20	0 CO	82	<35	82	65
conformidade com expressão (1)*	>	>	>	z	>	>	z	>	>
valor de expressão do lado direito (1)*	-15	-15	-15	-15	-15	-22,5	-22,5	-22,5	-22,5
vTrs (Ό)	-29	-29	-29	m	-29	-30		-30	-24
Seção de solda com filete	ró o o _l -S §5	66	66	COI col	66	66	COI col	66	66	103
largura de soldagem (mm)	m	CDI c\il	39	m	m	30	\|x	\|x	CO
comprimento de perna de solda (mm)		col c\il				m	CO	CO	\|X
Membro de união (teia)	1 ó^- ro O”c S°E * z	2200	6100	6100	6100	6100	0 0 0 CO	0 0 0 CO	0 0 0 CO	0 0 0 CO
Mem- bro unido (flange)	Espessura de placa tf (mm)	70	70	70	70	70	75	75	75	75
Espé- cime n°	lÕ	52	53	54	55	s	62	63	64

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Ex. Comp.	Ex. Comp.	Ex. in- venção	Ex. in- venção	Ex. Comp.	Ex. Comp.	Q. >< E LU O O	Ex. Comp.	Ex. in- venção
1	1	teia BM	teia BM	1	1	1	1	teia BM
propa- ganda	propa- ganda	captura	captura	propa- ganda	propa- ganda	propa- ganda	propa- ganda	captura
257	257	257	257	257	257	257	257	257
>	z	>	z	>	>	>	z	>
66,3	66,3	66,3	66,3	o 00	o 00	o 00	o 00	o 00
82	<35	C\l 00	m CO	m 00	m 00	m 00	o C\l	m 00
>	z	>	>	>	>	>	z	>
-22,5	-22,5	-22,5	-22,5	O CO 1	O CO 1	O CO 1	O CO 1	O CO 1
-30		O CO 1	C\l 1	m CO 1	m CO 1	m CO 1	m	m CO 1
31	CO <35	CO <35	102	CO <35	CO <35	31	96	96
32	00	00	CO	00	cõl	43	00	00
m	CO	CO	1^	CO	Sl	CO	CO	CO
6100	6100	6100	6100	2300	o o o CO	o o o CO	o o o CO	o o o CO
75	75	75	m 1^	o 00	o 00	o 00	o 00	o 00
	72	73	74	oõ	82	83	84	85

C\l m

Λ

CO P m E vi E c ° •S Ό

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31/31 [0086] Em todos os exemplos inventivos, a trinca frágil se propagou a partir do membro unido (flange) da seção soldada com filete através do metal de soldadura com filete, penetrou no membro de união (teia), e foi capturada. Por outro lado, nos exemplos comparativos, que estão fora das faixas da presente invenção, a trinca frágil se propagou sem ser capturada tanto pela seção soldada com filete ou pelo membro de união (teia), e daí a propagação da trinca frágil não pôde ser detida.

LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

1:Teia 2: Flange

3: Comprimento da perna 4: Porção não soldada 5: Metal de soldadura com filete

7: Entalhe mecânico

8: Solda por pontos

9: Junta soldada com filete de grande escala 11: Junção de soldagem topo a topo do flange 12: Largura de soldagem

Θ: Ângulo de cruzamento

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura soldada provida com uma junta soldada com filete na qual uma face de extremidade de um membro de união é colocada em contato contra uma face frontal de um membro unido tendo

5 uma espessura de placa de 50 mm ou mais, o membro de união e o membro unido sendo unidos pela soldadura com filete, pelo menos um de um comprimento da perna de solda e uma largura de soldagem sendo de 16 mm ou menos, caracterizada pelo fato de que:

uma porção não soldada é fornecida em uma face de topo

10 entre a face de extremidade do membro de união e a face frontal do membro unido na junta soldada com filete, a porção não soldada sendo 95 % ou mais de uma espessura de placa t_w do membro de união em uma seção transversal da junta soldada com filete, em que para um metal de soldadura com filete na junta soldada

15 com filete, uma temperatura de transição de aparência da fratura do teste de impacto Charpy vTrs (Ό) do metal de soldadura com filete e uma espessura de placa tf do membro unido (flange) satisfaz a expressão (1), e/ou

20 uma energia absorvida do teste de impacto Charpy vE-20 (J) a uma temperatura de teste de -20 “C em um teste de impacto Charpy do metal de soldadura com filete e a espessura de placa tf do membro unido satisfaz a expressão (2), e o membro de união é formado de uma placa de aço tendo

25 uma resistência a captura de trinca frágil Kca de 2500 N/mm^3/2 ou mais a uma temperatura de serviço da estrutura soldada:

vTrs < -1.5 tf + 90 (1) vE-20 (J) 5.75 (quando 50 < tf (mm) < 53), vE-20 (J) 2.75 tf (mm) - 140 (quando tf (mm) > 53) (2)

30 em que vTrs é a temperatura de transição da aparência da

Petição 870180130123, de 14/09/2018, pág. 4/9
2/2 fratura do teste de impacto Charpy (Ό) do metal de soldadura com filete, vE-2o é a energia absorvida do teste de impacto Charpy (J) a uma temperatura de teste de -20 Ό, e tf é a espessura de placa (mm) do membro unido.

5 2. Estrutura soldada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o membro unido tendo uma espessura de placa de 50 mm ou mais inclui uma junção de soldagem topo a topo de modo a cruzar o membro de união.
3. Estrutura soldada, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,

10 caracterizada pelo fato de que o membro de união é formado de uma placa de aço tendo uma resistência a captura de trinca frágil Kca de 6000 N/mm^3/2 ou mais à temperatura de serviço da estrutura soldada.

Petição 870180130123, de 14/09/2018, pág. 5/9

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