Desenvolvimento de um quebra-cavacos para a operação de roscamento do aço ABNT 4133 modificado

Abstract

RESUMOO setor de óleo e gás vem ampliando seu mercado nos últimos anos devido a uma demanda cada vez maior por recursos de energia. Descobertas na região do pré-sal estão exigindo a prospecção de poços de maior profundidade usando tubos com maior resistência a pressões elevadas e para atuarem em ambientes corrosivos. Todo esse cenário faz com que novos aços e novas roscas sejam desenvolvidos, aumentando a geração de cavacos e a complexidade de sua quebra, além de trazer problemas de manutenção das roscadeiras e de segurança para os operadores de máquinas ferramentas. Apesar de todo esse período de desenvolvimento no segmento de tubos petrolíferos, pouco se estudou sobre quebra-cavacos mecânicos específicos para esse setor. Com isso, acaba-se utilizando quebra-cavacos de catálogo que não foram projetados especificamente para a aplicação citada, que e consequentemente, promovem a formação de cavacos em forma de fita emaranhada. Este trabalho foi focado no desenvolvimento de quatro quebra-cavacos, baseando-se na região de desgaste da superfície de saída da ferramenta de roscamento e, consequentemente, alterando a distância do quebracavacos da aresta de corte. Os quatro quebra-cavacos desenvolvidos e um modelo já existente no mercado foram testados. Durante os testes os parâmetros de corte (velocidade de corte, profundidade de usinagem e sobremetal de torneamento) variaram com intuito de se analisar seu impacto na eficiência da quebra dos cavacos e qualidade da peça. Os resultados mostraram que os quebra-cavacos mais próximos da aresta de corte foram os mais eficientes na quebra dos cavacos, os valores de sobremetal não influenciaram a quebra e a profundidade de usinagem foi a variável que mais afetou a qualidade da rosca. Finalmente, não foi possível encontrar nenhuma variação no consumo de potência do motor do eixo principal comparando o quebra-cavacos desenvolvido com o quebra-cavacos original. Com isso, foi possível produzir cavacos curtos, melhorar a segurança da operação de roscamento e a manutenção das máquinas.Palavras-chave: Quebra-cavacos, roscamento, petrolífero. ABSTRACTThe oil and gas market has increased during the last years due to a higher demand for energy resources. Presalt areas require deeper wells, pipes more resistant to internal and external pressures, high temperatures and also to corrosive environment. This scenario requested the development of new steel grades and new designs for threaded connections, thus increasing chips formation and the difficulty to break them. It brought issues for conveyors maintenance and safety risks for machine operators. Despite this period of intensive development in the oil and gas market, only a few studies for chip breakers specifically designed for this application have been conducted. In general, pipe manufacturers buy chip breakers from off-the-shelf, i. e. chip breakers that were not designed for this segment, thus not providing optimum results. This work is concerned with the development of a chip breaker, based on the rake face wear of the threading too...