1° Encontro Técnico de Soldagem, Rio de Janeiro, RJ, 6-8 de julho de 2004

Tenacidade à Fratura de Juntas Soldadas de Aços Tenacidade à Fratura de Juntas Soldadas de Aços DissimilaresDissimilares

Alexandre Meirelles PopeAlmir Cardoso

Carlos Eduardo L. ChiapimJoão Luiz do Nascimento

José Cláudio Guimarães TeixeiraLorena Dantas de Sousa Cunha

Marcelo Torres Piza Paes

Sumário da Apresentação:

• Motivação• Objetivo• Soldagem de metais dissimilares• Procedimentos Experimentais• Resultados e discussão• Conclusão

1° Encontro Técnico de Soldagem, Rio de Janeiro, RJ, 6-8 de julho de 2004

Motivação

Flowlines e Risers de linhas flexíveis:• resistência à corrosão adequada;• complascentes

óleo

Motivação

Linhas flexíveis podem não ser adequadas para grandes LDAsAlternativa: risers rígidos em catenária => fadiga ou corrosão-fadiga

Motivação

No caso de óleos corrosivos o riser deve possuir suficiente resistência à corrosão para se evitar problemas de corrosão-fadiga.Possíveis candidatos:

- superduplex- aço C-Mn com revestimento interno de liga 625 ou

825

Objetivo

O objetivo deste trabalho foi determinar a tenacidade à fratura da Zona Afetada pelo Calor / Zona de Ligação (ZAC-ZL) de juntas dissimilares aço X60 / liga 625 por meio do ensaio CTOD de modo a se viabilizar uma análise crítica de defeitos.

Soldagem Dissimilar

Metal de adição, diluição = 0

Metal Basediluição = 100%

Metal de solda, diluição = 20%

Principal problema:Formação de martensita na Zona de Ligação

Soldagem Dissimilar

Regiões Martensíticas

Zonas Frágeis Localizadas

Redução da Tenacidade

Há formação de ZFL?Qual a tenacidade à fratura da junta?

Procedimentos Experimentais

Caso realX-60

Liga 625

AWS E NiCrMo-3 (UTP-6222-Mo)

Metal de Solda

ZAC

ESTU

DO

20,2mm

3,0 mm

Procedimentos Experimentais

Materiais C S P Si Mn Cr Ni Mo Nb Ti AlAço X-60 0,15 0,006 0,013 0,24 1,32 0,03 0,01 0,06 - - -

Solda 625 0,005 0,002 0,001 0,18 0,01 21,20 62,0 6,82 0,24 <0,01 1,11

Resultados – Microestrutura e Dureza

Microdureza na região de alta diluição: 340-370 HV

Resultados – Ensaios de CTOD a 0°C

Código CP CTOD (mm) Observação Mínimo (mm)/ Médio (mm)MS1 0,37 a/W fora da faixa

0,34 / 0,37MS2 0,40

MS3 0,34MS4 0,35

LF1 0,40 a/W fora da faixa0,11 / 0,30LF2 0,47 a/W fora da faixa

LF3 0,11 Pop-in

LF4 0,34 instabilidade

LF5 0,41

LF6 0,65

LF7 0,42

LF8 0,54 a/W fora da faixa

LF9 0,38

LF10 - invalidado

LF11 0,12

Resultados – Análise Fractográfica

Zonas Frágeis Localizadas com dureza ~ 360HV

Conclusão

Os resultados dos ensaios de CTOD mostraram que:

• o metal de solda ENiCrMo-3 (liga 625) apresentou um valor mínimo de 0,34mm para uma média de 0,37mm. • o aço X-60 soldado com metal de solda AWS E NiCrMo-3 (semelhante à liga 625) é susceptível a apresentar zonas frágeis localizadas (ZFL). O valor mínimo de CTOD na ZAC-ZL, medido neste trabalho, foi 0,11mm e o valor médio 0,30mm.

As investigações micrográficas mostraram que:

• baixos valores de tenacidade estão associados a regiões duras geradas pela mistura do metal base com o metal de solda, propiciando formação localizada de martensita;