O documento discute a avaliação da tenacidade de juntas soldadas de aços dissimilares utilizados no setor offshore da indústria de petróleo. O objetivo foi avaliar a eficiência de técnicas como o "amanteigamento" e tratamentos térmicos na redução da fragilização da junta soldada, através de testes de impacto Charpy. Os resultados mostraram que dois passes de amanteigamento foram eficientes na redução da fragilidade da zona termicamente afetada, obtendo valores de energia absorvida sim
1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA MECÂNICA
IX JORNADA DE TRABALHO DE CONCLUSÃO PERÍODO 2011.2
AVALIAÇÃO DA TENACIDADE DE JUNTAS SOLDADAS
DE AÇOS DISSIMILARES UTILIZADOS NO SETOR
OFFSHORE DA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO
Aluno: Jailson Alves da Nóbrega
Professor Orientador: Theophilo Moura Maciel
2 de Dezembro 2012
3. INTRODUÇÃO
-Equipamentos para produção offshore
-Necessidade do aumento da vida útil e da
garantia com relação a riscos por falha por
fratura frágil
-Aços com características especiais oriunda
da composição química e do processo de
fabricação
-Juntas soldadas de aços de alta resistência
temperados e revenidos para válvula com
aços de média resistência para tubulação
.
4. INTRODUÇÃO
Assegurar as propriedades da junta soldada mantendo a alta
resistência mecânica, tenacidade e dureza do metal de base.
Técnicas para redução da zona fragilizada da junta soldada:
-TTAT - (Alto custo e tempo para aplicação)
-”Amanteigamento” com ligas de Ni
.
5. OBJETIVO
• Avaliar a eficiência destas técnicas sobre a tenacidade
destas juntas soldadas através do ensaio de impacto
Charpy com o entalhe localizado nestas regiões críticas
das juntas soldadas.
• Realização de testes em 4 juntas soldadas com
diferentes condições de “Amanteigamento” e tratamento
térmico de alívio de tensões, para níveis semelhantes de
energias de soldagem.
6. Fundamentação Teórica
Aços baixa liga
Aços temperados e revenidos de médio carbono
0,25 a 0,50% C e não mais que 5% elementos de liga
Temperabilidade e Tenacidade assegurada pela adição Cr e Mo
Endureçidos por tempera / estrutura martensítica
Revenidos para ajustes de propriedades (dureza, tenacidade
ductilidade , propriedades mecânicas)
σe = 415 MPA
AISI 8630 -1% Ni elevada temperabilidade e boa relação entre
propriedades mecânicas e dureza 22HRC.
7. Fundamentação Teórica
Ligas de Níquel
•Amplo uso em engenharia
•Estrutura CFC ( boa tenacidade, ductilidade, propriedades mecânicas
em baixa e alta temperatura) bem como resistência a corrosão e
oxidação.
•Liga Inconel 625 amplo uso na indústria (química, nuclear, aplicação
com água do mar)
•excelente resistência a fadiga, resistência térmica, soldabilidade.
•M.A em soldas dissimilares por causa de sua resistência,
ductilidade e sua habilidade de tolerar na diluição uma grande
quantidade de outros materiais.
8. Fundamentação Teórica
Soldagem dissimilar
•Soldagem em que a composição química do metal de adição é diferente do
metal de base.
•A vantagem do revestimento é promover, a partir de um baixo custo relativo,
os benefícios de materiais mais caros, que possuem características de
resistência à corrosão, resistência à abrasão e outras.
•A maioria dos revestimentos metálicos são compostos de metais como aços
inoxidáveis, ligas de níquel e ligas de cobre soldados sobre aços carbono e
aços baixa liga.
9. Fundamentação Teórica
Amanteigamento
•Técnica que envolve a deposição de uma ou mais camadas de metal alta
tenacidade na face da junta ou da superfície a ser soldada.
•Evita perda das propriedades mecânicas.
•Segundo passe visa refinar a microestrutura da zona termicamente
afetada (ZTA), fazendo com que a zona parcialmente macia do segundo
passe coincida com a zona dura do passe anterior.
17. Metodologia
Preenchimentos da Junta
Condições:
•1 PASSE DE AMANTEIGAMENTO
•2 PASSES DE AMANTEIGAMENTO
•1 PASSE DE AMANTEIGAMENTO E TTAT 676 ° C (2 h)
•1 PASSE DE AMANTEIGAMENTO E TTAT 720 ° C (4 h)
33. Conclusões
•A aplicação da técnica de dois passes de amanteigamento mostrou-se eficiente
na redução da fragilização da ZTA do aço AISI 8630 obtendo valores de energia
absorvida similares àqueles obtidos com a aplicação dos TTATs.
•A relação entre os valores de microdureza e os valores de energia absorvida na
ZTA mostraram-se compatíveis já que os mesmos obtidos com dois passes de
amanteigamento e com TTAT de 2 horas foram ligeiramente inferiores àqueles
obtidos com apenas um passe de amanteigamento.
34. Conclusões
•A redução significativa de dureza na ZTA dos corpos de prova obtidos com
TTAT à 720 °C por 4 horas quando comparada com as apresentadas nas outras
condições demonstra a necessidade do controle desta variável na aplicação dos
TTAT.
•O maior refino na interface nas regiões da interface no lado do substrato (Aço
AISI 8630) quando aplicadas a técnica com dois passes de amanteigamento
confirmaram a eficiência da técnica neste sentido.