Tese
Comportamentos mecânico e metalúrgico de junta soldada em aço ASTM A182 F22 aplicado na indústria offshore
Mechanical and metallurgical behavior of welded steel joints ASTM A182 F22 applied in the offshore industry
Registro en:
Autor
Garcia, Douglas Neves
Institución
Resumen
The present work evaluated the mechanical and metallurgical behavior of the ASTM A182
F22 and X80 steel weld joints with different filler metals (AWS ERNiCrMo-3, ER 309L-Si,
AWS ER 80S-G) applied in the offshore industry. The application of the Higuchi method on
ASTM A182 F22 steel deposition in a buttery layer was analyzed in order to eliminate the
need to use a heat stress relief treatment (HSRT). Hardness, microhardness, tensile and
fracture tests were implemented to evaluate the mechanical properties of the buttery. The
hydrogen effect on the mechanical properties in welded joints was also evaluated through the
tensile test. The microstructural characterization of buttery interfaces was made by optical
microscopy, scanning electron microscopy and EDS analysis. The Higuchi method led to
reduction of the hardness values in ZAC close to 280 HV, however these values were over the
maximum value required by the NACE standard (<250 HV). In the dissimilar interface of
buttery there was a formation of partially mixed zone (PMZ). The PMZs showed high
hardness points, even with a HSRT, and was not possible to temper these areas. The interface
formed with the 80S-G weld metal did not present the PMZs. The hydrogenated tensile test
samples demonstrated a reduction on F22 mechanical properties. The hydrogenated samples
taken from the welded joints failed in the base metal indicating that the presence of the
hydrogen in the F22 structure change the fracture mode from ductile to brittle. The fracture
tests did not show differences of tenacity between dissimilar (ERNiCrMo-3) and similar (80SG) interfaces and the results indicated that the beneficial effect of HSRT and ZAC tempering
overlapped the detrimental effect of decarburizing in dissimilar interface. Tese (Doutorado) O presente trabalho tem por objetivo estudar a viabilidade técnica e econômica da substituição
do metal de adição Inconel 625 utilizado normalmente na soldagem dos aços ASTM A182
F22 e API 5L X80 aplicados na indústria offshore. Foi avaliado os comportamentos mecânico
e metalúrgico da junta soldada dos aços ASTM A182 F22 e X80 com diferentes materiais de
adição (AWS ERNiCrMo-3, ER 309L-Si, AWS ER 80S-G) aplicados na indústria offshore.
Foi analisada a viabilidade da aplicação do método de Higuchi sobre o aço ASTM A182 F22,
para deposição da camada de amanteigamento, de modo a eliminar a necessidade do emprego
de tratamento térmico de alivio de tensão (TTAT). Foram realizados ensaios de dureza,
microdureza, tração e de fratura para avaliar as propriedades mecânicas das interfaces de
amanteigamento, avaliando também o efeito do hidrogênio nas propriedades mecânicas das
juntas soldadas através do ensaio de tração. A caracterização microestrutural das interfaces de
amanteigamento foi realizada utilizando microscopia óptica, microscopia eletrônica de
varredura e análises de EDS. A aplicação do método Higuchi levou a redução da dureza na
ZAC para valores próximos a 280 HV, no entanto esses valores ficaram acima do valor
máximo exigido pela norma NACE MR0175 (<250 HV). Na região da interface dissimilar de
amanteigamento houve a formação de zona parcialmente misturada (ZPM). As ZPMs
apresentaram pontos de elevada dureza, mesmo com o emprego do TTAT, não sendo possível
revenir essas regiões. A interface formada com o metal de solda 80S-G não apresentou a
formação de ZPMs. O ensaio de tração das amostras hidrogenadas revelou a redução das
propriedades mecânicas do aço F22. As amostras hidrogenadas retiradas das juntas soldadas
falharam no metal de base, sendo que a presença do hidrogênio na estrutura do aço F22
mudou o modo de fratura de dúctil para frágil. Os ensaios de fratura não revelaram diferenças
de tenacidade entre as interfaces dissimilar (ERNiCrMo-3) e similar (80S-G) e os resultados
indicam que o efeito benéfico do TTAT e revenimento da ZAC sobrepôs ao efeito prejudicial
de descarbonetação na interface dissimilar.
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