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dc.creatorFerraresi, Henrique Nardon-
dc.date.accessioned2023-11-09T12:59:01Z-
dc.date.available2023-11-09T12:59:01Z-
dc.date.issued2023-07-28-
dc.identifier.citationFERRARESI, Henrique Nardon. Custo e qualidade de fabricação de um flange em aço carbono via manufatura aditiva por deposição a arco. 2023. 178 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia. 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.426.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39367-
dc.description.abstractAdditive Manufacturing (AM) by Directed Energy Deposition (DED) is among the most mature technologies commercially available for manufacturing functional metal components. The GMA-DED process, that uses the welding sources, offers high deposition rates, low equipment and input costs, and a wide range of materials compared to powder-based AM processes. For these reasons, the application of GMA-DED has expanded to the oil and gas (O&G) sector, standing out as a technology capable of providing greater flexibility and agility in replenishing inventories, especially for low-movement, medium-complexity, and large components. In the same direction, several regulatory bodies associated with the industry have established rigorous standards to ensure the integrity of these components in service. However, the relationship between time, cost, quality, and certification of these components is still largely unknown. The objective is to analyze the costs and quality in the manufacturing of neck flanges using GMA-DED additive manufacturing in an on-demand parts replacement scenario. The research was conducted with a focus on real-case application, and therefore, the maximum effort was made to meet the requirements for GMA-DED flange certification. To achieve this, the three main standards for this case were analyzed: AWS D20.1, ASME B16.5, and ASTM 182. Based on the regulatory requirements, an initial manufacturing methodology was developed to evaluate the activities involved, manufacturing time, resources used, chemical and mechanical properties of the material, process robustness, and, most importantly, to confirm the actual feasibility of applying the component. The methodology was developed based on the deposition of three neck flanges using ER90S-B3 wire, varying between two GMA-DED processes, two deposition equipment, with and without thermal management, three deposition paths, and with and without heat treatment. Finally, based on the methodology, production costs were determined using full costing, the selling price was estimated using a markup, and a comparison was made with the selling price of a conventional flange. It was concluded that the GMA-DED deposited flange has sufficient quality for use in service. The estimated price for GMA-DED manufacturing was found to be 5 to 10 times more expensive than conventional methods. However, depending on the scenario, the replacement of this component can be dozens of times faster.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectManufatura Aditivapt_BR
dc.subjectAdditive Manufacturingpt_BR
dc.subjectGMA-DEDpt_BR
dc.subjectGMA-DEDpt_BR
dc.subjectSobressalentespt_BR
dc.subjectSpare Partspt_BR
dc.subjectFlangept_BR
dc.subjectFlangept_BR
dc.subjectÓleo & Gáspt_BR
dc.subjectOil & Gaspt_BR
dc.subjectCustopt_BR
dc.subjectCostpt_BR
dc.subjectPreçopt_BR
dc.subjectPricept_BR
dc.titleCusto e qualidade de fabricação de um flange em aço carbono via manufatura aditiva por deposição a arcopt_BR
dc.title.alternativeCost and quality of fabrication of a carbon steel flange via arc additive manufacturingpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Reis, Ruham Pablo-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6871774879330255pt_BR
dc.contributor.referee1Bracarense, Alexandre Queiroz-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0723315222598414pt_BR
dc.contributor.referee2Vilarinho, Louriel Oliveira-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8553716610264673pt_BR
dc.contributor.referee3Fiocchi, Arthur Alves-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3822377177295931pt_BR
dc.contributor.referee4Braga, Eduardo de Magalhães-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4783553888547500pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8881446317992400pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoA Manufatura Aditiva (MA) por Deposição com Energia Direcionada (DED) está entre as tecnologias mais maduras e comercialmente disponível para fabricação de componentes metálicos funcionais. O processo Gas Metal Arc (GMA-DED), que utiliza as fontes de soldagem, possuem altas taxas de deposição, baixo custo de equipamento e insumos e com boa diversidade de materiais ante os processos de MA com pó. Por essas razões, a aplicação do GMA-DED se expandiu para o setor de óleo e gás (O&G) se destacando como uma tecnologia capaz de oferecer maior flexibilidade e agilidade na reposição dos estoques, especialmente para aqueles componentes de baixa movimentação, média complexidade e de grandes dimensões. Neste sentido vários órgãos reguladores ligados ao segmento têm criado padrões rigorosos para garantir a integridade desses componentes em serviço, entretanto a relação entre o tempo, o custo, a qualidade e a certificação desses componentes ainda são bastante desconhecidas. O objetivo é analisar os custos e a qualidade na fabricação de flanges de pescoço via manufatura aditiva GMA-DED em um cenário de reposição de peças sob demanda. A pesquisa foi conduzida visando uma aplicação real, buscou-se ao máximo atender os requisitos para a certificação do flange via GMA-DED, para isso foram analisadas as 3 principais normas para este caso, que são: AWS D20.1; ASME B16.5; e ASTM 182. Baseado nos requisitos normativos, desenvolveu-se inicialmente uma metodologia de fabricação para avaliar as atividades envolvidas, o tempo de fabricação, os recursos utilizados, as propriedades químicas e mecânicas do material, a robustez do processo e, principalmente, atestar a real possibilidade de aplicação do componente. A metodologia foi desenvolvida baseada na deposição de três flanges de pescoço com o arame ER90S-B3, variando dois processos GMA-DED, dois equipamentos de deposição, com e sem gerenciamento térmico, três trajetórias de deposição e com e sem tratamento térmico. Por fim, levantou-se os custos de produção pelo método de custeio pleno, estimou o preço de venda pelo markup e comparou-se com o preço de venda de um flange convencional. Conclui-se que o flange depositado via GMA-DED possui qualidade suficiente para ser utilizado em serviço. O preço estimado pela fabricação via GMA-DED ficou entre 5 à 10 vezes mais caro que um convencional, entretanto, a reposição deste componente pode ser dezenas de vezes mais rápida.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration178pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::PROCESSOS DE FABRICACAO, SELECAO ECONOMICApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::ENGENHARIA DO PRODUTO::METODOLOGIA DE PROJETO DO PRODUTOpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.426pt_BR
dc.orcid.putcode146352935-
dc.crossref.doibatchid22c2c65d-02b4-4579-9e8b-fb2a6c04a69e-
dc.subject.autorizadoEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 12. Consumo e produção responsáveis - Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis.pt_BR
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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