Estudo do comportamento do aço API 5L X80 quando submetido à soldagem por processo automatizado

Abstract

Resumo IntroduçãoAtualmente no Brasil a demanda energética apresenta uma projeção crescente o que faz com que se intensifiquem os investimentos no setor de petróleo e gás, este fato justifica a procura por técnicas de menor custo para montagem de dutos. Na linha de redução de custos uma iniciativa é a utilização de tubos com menor espessura de parede e processos de soldagem com maior produtividade.A característica citada para os tubos conduz à utilização de aços de alta resistência e baixa liga que possuem alta resistência a esforços, boa tenacidade e boa soldabilidade, função de uma combinação de baixo teor de Carbono e processos termomecânicos de fabricação.Uma classificação de aços indicados para o transporte de petróleo e gás é especificada na API 5L [1], sendo o aço em estudo classificado como API 5L X80, vários trabalhos reportam a boa soldabilidade deste aço [2,3,4,5].Durante a soldagem destes aços, se a taxa de resfriamento é alta, a austenita enriquecida de carbono transforma-se parcialmente em martensita e a austenita restante fica retida à temperatura ambiente formando o microconstituinte AM, que pode resultar em zonas de fragilização localizada que degradam a tenacidade na região de grãos grosseiros da zona termicamente afetada -ZTA GG [6]; logo, para que ocorra boa tenacidade na zona termicamente afetada -ZTA é importante observar a quantidade, tipo e distribuição do constituinte A-M ai presente [7]; Davis e King [8] enfatizam que a presença do constituinte A-M não é necessariamente nociva, depende da sua fração volumétrica, morfologia e dureza, fato também observado por

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

“…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]. Para melhorar a tenacidade à fratura na ZTA, são selecionados procedimentos de soldagem que possam promover o aumento do percentual de microestruturas mais tenazes, como a ferrita acicular (AF) e algumas morfologias de bainita.…”

“…No entanto, para cordões internos, observa-se uma menor quantidade de ferrita de Widmanstätten com uma concentração maior de ferrita com segunda fase (FS). Normalmente, essa é a região da ZTA que possui a menor tenacidade, dureza elevada, e é um local comum para a formação de trincas [3,18,39].…”

“…A última se difere das demais por apresentar grãos com estrutura mais refinada -devido a influência térmica adicional pela execução do passe externo -modificando a microestrutura local, típico de soldagens multipasse [2,39]. Na literatura, autores como: Lippold [2], Modenesi et al [16] e Albuquerque et al [18] consideram que ZTA é a região crítica da junta soldada, mais especificamente a região de grãos grosseiros, por favorecer o surgimento de trincas. Segundo Albuquerque et al [18], o aumento do tamanho de grão está entre os principais fatores metalúrgicos que contribuem para baixa tenacidade na região de grãos grosseiros da ZTA, podendo influenciar significativamente na resistência mecânica e na tenacidade da junta soldada.…”

“…Na literatura, autores como: Lippold [2], Modenesi et al [16] e Albuquerque et al [18] consideram que ZTA é a região crítica da junta soldada, mais especificamente a região de grãos grosseiros, por favorecer o surgimento de trincas. Segundo Albuquerque et al [18], o aumento do tamanho de grão está entre os principais fatores metalúrgicos que contribuem para baixa tenacidade na região de grãos grosseiros da ZTA, podendo influenciar significativamente na resistência mecânica e na tenacidade da junta soldada. Gunaraj e Murugan [40] alertam sobre o impacto que a alta energia de soldagem, principalmente em soldagem por arco submerso, pode gerar na ZTA, como a fragilização por amolecimento.…”

Efeitos da Taxa de Resfriamento na Soldagem do Aço API 5L-X80

“…Porém, pode-se afirmar que pela alta tenacidade do X80 e com o uso de consumíveis de baixo hidrogênio, é possível realizar a solda com menores temperaturas de pré-aquecimento e de interpasse, sem risco de trincas [1]. Além disto, processos de soldagem usando robôs permitem realizar cordões de soldas com menores áreas de ZAC (Zona Afetada pelo Calor) e é possível obter microestrutura refinada (ou bainíticas) quando comparado ao processo manual de soldagem por eletrodo revestido [2].…”