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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
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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
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Motivação
Flowlines e Risers de linhas flexíveis:• resistência à corrosão adequada;• complascentes
óleo
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Motivação
Linhas flexíveis podem não ser adequadas para grandes LDAsAlternativa: risers rígidos em catenária => fadiga ou corrosão-fadiga
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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
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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.
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Soldagem Dissimilar
Metal de adição, diluição = 0
Metal Basediluição = 100%
Metal de solda, diluição = 20%
Principal problema:Formação de martensita na Zona de Ligação
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Soldagem Dissimilar
Regiões Martensíticas
Zonas Frágeis Localizadas
Redução da Tenacidade
Há formação de ZFL?Qual a tenacidade à fratura da junta?
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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
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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
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Resultados – Microestrutura e Dureza
Microdureza na região de alta diluição: 340-370 HV
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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
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Resultados – Análise Fractográfica
Zonas Frágeis Localizadas com dureza ~ 360HV
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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;
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