Avaliação da microestrutura e propriedades mecânicas de metais de solda obtidos por processos de soldagem manual e automatizado utilizado na soldagem de aço API 5L X80

Albuquerque, Siderley Fernandes; Maciel, Theóphilo Moura; Santos, Marco Antônio dos; Bracarense, Alexandre Queiróz

doi:10.1590/s0104-92242011000400003

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“…Os valores de dureza da ZTA na raiz são os menores encontrados, o que é uma consequência de sua alteração pelos passes seguintes. O aporte térmico não influenciou de forma significativa a dureza da ZTA, embora fosse esperada uma redução desta dureza quando o aporte térmico fosse aumentado devido à influência desta na taxa de resfriamento da junta soldada [8]. Contudo, nas regiões do meio e raiz da junta, este efeito pode ser mascarado pela alteração da estrutura da ZTA pelo efeito de um passe sobre os anteriores.…”

Section: Propriedades Mecânicasunclassified

“…Um aço com a presença de bainita e martensita possui uma maior taxa de corrosão quando comparado a um material com presença de perlita e ferrita. Na soldagem de um aço ARBL há a necessidade do maior controle sobre os parâmetros de soldagem para a obtenção de uma junta soldada com perfil homogêneo e com o mínimo de descontinuidades, possibilitando manter na junta soldada uma microestrutura com boa relação entre resistência e tenacidade, características principais deste tipo de aço [8]. Para aplicações com requisitos severos, em ambientes offshore, na prática são utilizados apenas tubos sem costura e o grau mais elevado que tem sido comumente utilizado é o do aço X65 e o grau de aço X70 ainda é pouco utilizado.…”

Section: Introductionunclassified

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Análise da Influência de Parâmetros de Soldagem em Características Microestruturais e Mecânicas de Juntas Soldadas de um Tubo de Aço API X70Q para Aplicação Sour Service

2018

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Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado. Palavras-chave: tubos sem costura; aços API 5L X70QS; GMAW; GTAW; aporte térmico. Analysis of the Influence of Welding Parameters on Microstructures and Mechanical Properties of Welding Joints of an API X70Q Steel Tube for the Sour Service ApplicationAbstract: The X70 steel is a material that has a good relation between mechanical strength and toughness, being very used in conduction and transport of oil and gas. With the objective to evaluate the weldability, the microstructural and mechanical characteristics were evaluated along the cross section of joints obtained by GTAW (root) and GMAW (filling) processes of API 5L X70QS seamless steel pipes. The pipe segments machined in J bevel, welded with circumferential rotation to maintain flat welding position with three different heat inputs. Test specimens for tensile tests, Vickers hardness, Charpy impact and chemical analysis, besides metallographic characterization was made for base material and welded joints. The grade X70QS obtained and welded with different heat inputs showed excellent mechanical behavior and particularly low HAZ hardness.Key-words: seamless pipe; steel API 5L X70QS; GMAW; GTAW; heat imput. IntroduçãoNo Brasil, os campos de petróleo do pré-sal, que são em sua maioria localizados em grandes profundidades envolvem grandes quantidades de tubos de aço para condução e transporte de óleo e gás. Materiais destinados à aplicação offshore são submetidos a altas temperaturas e pressões (internas e externas) devido à grande profundidade, ou seja, são submetidos a condições de solicitações mecânicas geralmente complexas, devido a essas condições de trabalho, além disso, são expostos a teores elevados de H 2 S e CO 2 presentes no petróleo. Devido a isto, esses materiais devem apresentar características importantes, como por exemplo, alta resistência à tração, boa tenacidade à fratura, boa ductilidade, soldabilidade e resistência à corrosão. Dentre os graus de aço utilizados em campos offshore, pode-se citar tubos sem costura para o aço X70Q, o qual é especificado conforme a norma API 5L [1] e DNV-OS-F101 [2]. O grau de aço X70Q pode ser classificado como um aço de alta resistência e baixa liga (ARBL) que possui como característica uma boa relação entre resistência mecânica e tenacidade [3]. Uma dentre as várias vantagens

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Section: Propriedades Mecânicasunclassified

Section: Introductionunclassified

Análise da Influência de Parâmetros de Soldagem em Características Microestruturais e Mecânicas de Juntas Soldadas de um Tubo de Aço API X70Q para Aplicação Sour Service

2018

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“…Na soldagem por fusão, particularmente no processo SAW, trabalha-se com fontes de calor com alto aporte térmico. Esta transferência de calor da fonte para a junta gera gradientes de temperatura na solda e nas regiões adjacentes ao metal de base [8,[16][17][18]. Assim, durante a soldagem com altas taxas de resfriamento, pode haver transformações microestruturais que promovem fragilização localizada e diminuem a tenacidade na ZTA, principalmente na região de grãos grosseiros (ZTAGG), pois a formação dos microconstituintes deletérios, em especial da martensita, é influenciada pelos ciclos térmicos de soldagem, particularmente em processos altamente fora do equilíbrio termodinâmico [2,18].…”

Section: Soldagem Helicoidal De Tubos Produzida Em Campo Do Aço Astm unclassified

Soldagem Helicoidal de Tubos Produzida em Campo do Aço ASTM A-1018 e sua Correlação com Características Mecânicas e Microestruturais das Juntas Soldadas

et al. 2018

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Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado.Resumo: Um problema diversas vezes encontrado na produção de tubos está relacionado ao seu transporte dificultado por suas grandes dimensões. Atrelado a isso, a soldagem de campo é complexa e muitas vezes onerosa. Um processo de fabricação alternativo para tubulações é o processo de formação de tubos com costura helicoidal. Este trabalho propõe estudar as características microestruturais e realizar uma avaliação mecânica destas soldas executadas em campo do aço ASTM A1018. Para alcançar o objetivo do trabalho foram utilizados dois tubos de aço fabricados com chapas de espessura de 12,5 mm e diâmetro nominal de 1200 mm, através do equipamento adaptado para a soldagem em campo pelo processo de soldagem por arco submerso. Após soldagem dos tubos, foram retiradas amostras destes para efetuar as análises de micrografia, macrografia, composição química, dobramento e dureza. A principal diferença apresentada entre as amostras foi o aumento da ferrita acicular e redução da ferrita primária de contorno de grão com o decréscimo do aporte térmico nas microestruturas formadas tanto na zona fundida como na ZTA como apresentado. Observou-se, ainda, mudanças na geometria dos cordões de solda. Por fim, identificou-se que o principal parâmetro que influência nas mudanças microestruturais apresentadas é a corrente de soldagem. Palavras-chave: Tubos helicoidais; Soldagem por arco submerso; Caracterização microestrutural e mecânica.Abstract: A problem commonly found in the production of tubes is related to transportation due its large dimensions. This fact, makes field welding a complex and often costly operation.. An alternative fabrication process for pipes is the process of forming tubes with helical welds. This work proposes to study the microstructural characteristics and perform a mechanical evaluation of these welds performed in field of ASTM A1018 steel tubes. In order to reach the aim, two steel tubes manufactured from sheets with a thickness of 12.5 mm and a nominal diameter of 1200 mm were welded by the process of submerged arc welding through the equipment adapted for field welding. Subsequently, samples were taken to perform characterization by microanalysis. Chemical composition, bending and hardness tests were also conducted. The main difference between the samples was the increase of the acicular ferrite and reduction of the primary ferrite of the grain boundary with the decrease of the thermal contribution in the microstructures formed in the molten zone as in the ZTA as presented. Also, changes in the geometry of the weld beads were observed. Finally, it was identified that the main parameter that influences the microstructural changes presented is the welding current.

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“…Isso caracterizaria uma expectativa de ocorrência de valores de tenacidade muito superiores ao do passe interno devido à reconhecida capacidade desse constituinte em contribuir para a melhoria da tenacidade ao impacto do metal de solda, (8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16) notadamente devido ao seu pequeno tamanho de grão e aos contornos de alto ângulo que consomem mais energia na propagação de trinca antes da fratura. (11,12) De fato, segundo Zhang et al, (11) o desempenho do metal de solda depende de sua microestrutura, a qual é influenciada pela composição química e parâmetros de soldagem.…”

Section: Análise Metalográficaunclassified

ESTUDO DO APORTE TÉRMICO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE METAIS DE SOLDA DE AÇO C-Mn OBTIDOS PELO PROCESSO ARCO SUBMERSO

Marouço¹,

Diniz²,

Santos³

et al. 2013

TMM

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ResumoO presente trabalho faz parte de um programa de pesquisas que tem por objetivo a avaliação da viabilidade técnica do aumento de produtividade na fabricação de componentes tubulares utilizados no segmento offshore, soldados integralmente pelo processo a arco submerso automatizado com elevado aporte térmico, sem prejuízo da tenacidade ao impacto do metal de solda. Foram soldadas juntas multipasse, pelo processo a arco submerso com combinação de arame/fluxo do tipo F7A4-EM12K com arame de 3,2 mm de diâmetro, com preaquecimento de 80°C, corrente contínua, posição plana e aporte térmico variando de 3,5 kJ/mm até 12 kJ/mm. Após a soldagem, realizaram-se ensaios de tração, impacto Charpy-V às temperaturas de -60°C, -40°C, -20°C, 0°C e 20ºC e metalográficos pelas técnicas de microscopia óptica (MO) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV) em corpos-de-prova retirados integralmente do metal depositado, objetivando a avaliação da relação tenacidade/microestrutura. Foi verificado que os metais de solda obtidos mostraram níveis de tenacidade superiores aos mínimos requeridos para a utilização na soldagem de aços C-Mn baixa liga com requisitos de tenacidade ao impacto de 27 J a 0ºC, para aportes térmicos até 12 kJ/mm. Desta forma é possível um aumento de produtividade de 58% nos tempos efetivos de fabricação. Palavras-chave: Metal de solda; Tenacidade; Processo arco submerso; Produtividade. STUDY OF THE INFLUENCE OF THE HEAT INPUT ON MECHANICAL PROPERTIES OF C-Mn STEEL WELD METALS OBTAINED BY SUBMERGED ARC PROCESS AbstractThe present work is part of a research program that aims to evaluate the technical feasibility of increasing productivity in the manufacturing of tubular components for offshore oil industry, which are fully welded by automatic submerged arc welding process, with high heat input, but with no impairment on the impact toughness of the weld metal. Multipass welds were produced by the submerged arc welding process, with a combination of F7A4-EM12K (wire/flux), by using a 3.2 mm-diameter wire, preheating at 80°C, with direct current, in flat position, with heat input varying from 3.5 kJ/mm to 12 kJ/mm. After welding, tensile tests and Charpy-V impact tests at -60°C, -40°C, -20°C, 0°C and 20°C were carried out, as well as metallographic examination by both optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), of specimens obtained entirely from the weld metal, allowing the discussion over the toughness X microstructure relationship. The weld metals have shown higher toughness levels in relation to the minimum required for use with low-alloy C-Mn steels welding with requirements of impact toughness of 27 J at 0°C for heat input up to 12 kJ/mm allowing an increase in productivity of 58% on the effective manufacturing time.

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Avaliação da microestrutura e propriedades mecânicas de metais de solda obtidos por processos de soldagem manual e automatizado utilizado na soldagem de aço API 5L X80

Abstract: Resumo

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Análise da Influência de Parâmetros de Soldagem em Características Microestruturais e Mecânicas de Juntas Soldadas de um Tubo de Aço API X70Q para Aplicação Sour Service

Análise da Influência de Parâmetros de Soldagem em Características Microestruturais e Mecânicas de Juntas Soldadas de um Tubo de Aço API X70Q para Aplicação Sour Service

Soldagem Helicoidal de Tubos Produzida em Campo do Aço ASTM A-1018 e sua Correlação com Características Mecânicas e Microestruturais das Juntas Soldadas

ESTUDO DO APORTE TÉRMICO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE METAIS DE SOLDA DE AÇO C-Mn OBTIDOS PELO PROCESSO ARCO SUBMERSO

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