Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7699612 bytes, checksum: c2113f1e1cb6d62891d5d5173b954350 (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The recent oil discoveries in deep waters suggest new challenges to the technical area associated to the mechanical and metallurgical properties of the materials used in the oil and gas industry. In this study, we characterized the microstructural variations in the regions of the welded joints, arising from the buttering of the modified AISI 8630, after being buttered with ER80S-D2 by the welding process MAG. Regarding the methodology used, the substrate was previously subjected to the heat treatment of quenching hardening and tempering followed by buttering. This was divided into two parts. One was subjected to heat treatment for stress relief and the other was preserved without subsequent heat treatment for comparison. In this work, hardness and micro-hardness tests were performed, as well as the microstructural analysis by optical and scanning electron microscopy. Based on the results it was concluded that the heat treatment for relieving stress produced a profile of hardness according with the materials standards for environments containing H2S found in the oil and gas sector. The region between the HAZ and FZ showed a smooth transition without the presence of partially diluted areas. This transition region showed an increase of hardness probably due to the formation of precipitates, however, the hardness was within the limits set by the standards applied in extraction of oil and gas by the oil industry. / As novas descobertas petrolíferas em águas profundas sugerem novos desafios à área técnica, relacionados às propriedades mecânica e metalúrgica dos materiais utilizados na indústria de petróleo e gás. Neste trabalho, propôs-se caracterizar as variações microestruturais das regiões na junta soldada, decorrentes do amanteigamento do aço AISI 8630 modificado, com ER80S-D2 pelo processo de soldagem MAG. Na metodologia empregada, o metal de base foi previamente submetido a um tratamento térmico de têmpera e revenido, seguido de amanteigamento. Na sequência a amostra foi dividido em duas partes. Uma foi submetida a um tratamento térmico de alívio de tensões e a outra foi mantida, sem tratamento térmico posterior, para comparação. Neste trabalho, foram realizados ensaios de dureza e microdureza, bem como a análise microestrutural por microscopia ótica e eletrônica de varredura. Através dos resultados, foi constatado que o tratamento térmico de alívio de tensões produziu um perfil de dureza compatível com as normas de materiais para ambientes contendo H2S do setor de petróleo e gás. A região entre a ZF e a ZTA apresentou uma transição uniforme sem a presença de zonas parcialmente diluídas. Esta região de transição apresentou aumento de dureza, provavelmente devido à formação de precipitados, contudo, a microdureza e a dureza manteve-se dentro dos limites estabelecidos pelas normas aplicadas em áreas de extração de óleo e gás pela indústria do petróleo

O objetivo deste estudo é avaliar a soldabilidade do tubo API 5CT grau C110 com CEiiw 0,76% e do tubo API 5CT grau Q125 com CEiiw 0,61%. Esses tubos, em aço temperado e revenido, fabricado pelo processo de laminação, possuem pontas roscadas não sendo desenvolvidos para a união por soldagem. Quando soldados esses tubos apresentam um elevado grau de transformação na zona afetada pelo calor (ZAC), com aumento elevado da dureza nessa região. Essa elevada dureza associada aos altos valores de carbono equivalente tende a propiciar o surgimento de fissuração por hidrogênio. Após a caracterização dos dois tubos e avaliação da aplicação de amanteigamento pela técnica da meia camada depositada com eletrodo E7018-1 com posterior tratamento térmico de revenimento, optou-se pelo uso do grau Q125 para desenvolver um procedimento de soldagem de união com o tubo API 5L X65. Para desenvolver tal procedimento, foi realizado o amanteigamento na extremidade do tubo API 5CT grau Q125, utilizando o processo de soldagem shielded metal arc weld (SMAW), seguido de tratamento térmico localizado. Após o tratamento térmico localizado, foi realizada a soldagem de união dos tubos utilizando o processo de soldagem gas tungsten arc weld (GTAW). Os resultados foram avaliados segundo os critérios de aceitação da norma API 1104 (2010) e requisitos adicionais da Petrobras, onde o procedimento foi considerado aprovado. / The subject of this study is to evaluate the weldability of pipes API 5CT grade C110 with CEiiw 0.76% and API 5CT grade Q125 with CEiiw 0.61%. These pipes, quenched and tempered steel, manufactured by the lamination process, have threaded ends and were not developed to be joined by welding. When welded, these pipes have a high degree of transformation in the heat affected zone (HAZ), with large increase of hardness in this region. This high hardness value associated with high values of carbon equivalent tends to favor the occurrence of hydrogen cracking. After its characterization and evaluation of buttering using half layer technique deposited by E7018-1 electrode with subsequent tempering heat treatment, grade Q125 was chosen to develop a welding procedure for union with API 5L X65 pipe. To develop such procedure API 5CT grade Q125 pipe end was buttered, using welding process shielded metal arc weld (SMAW), followed by localized treatment. After heat treatment this pipe was joined to API 5L X65 pipe using welding process gas tungsten arc weld (GTAW). The results were evaluated against the criteria of acceptance of the API 1104 (2010) standard and additional requirements from Petrobras. The procedure was considered approved.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-06-26T12:59:39Z No. of bitstreams: 1 VALMIR RODRIGUES BATISTA - TESE (PPGCEMat) 2016.pdf: 18369155 bytes, checksum: 4dd7420f9b0bf191a2596450d01bfaa6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-26T12:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALMIR RODRIGUES BATISTA - TESE (PPGCEMat) 2016.pdf: 18369155 bytes, checksum: 4dd7420f9b0bf191a2596450d01bfaa6 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / CNPq / Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a susceptibilidade à fragilização por hidrogênio de juntas soldadas de metais dissimilares presentes em equipamentos submarinos da indústria do petróleo, as quais ficam submetidas a condições de uso que envolvem esforços mecânicos severos, em ambientes corrosivos, proveniente da água do mar e do fluido petrolífero. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar o efeito da utilização dos processos Plasma Pó (PTA-P) e MIG para a aplicação de "amanteigamentos" com Liga de Ni sobre a susceptibilidade à fragilização por hidrogênio de juntas soldadas de aços dissimilares utilizadas em aplicação offshore utilizando diferentes temperaturas de preaquecimento e interpasse e também comparar os resultados para dois aços para válvula, o AISI 8630M e AISI 4130. O processo de soldagem utilizado para a união das juntas foi o processo MIG utilizando-se como metal de adição o arame eletrodo, Inconel-625 (ER NiCrMo-3) de 1,2 mm de diâmetro. Os dois aços foram submetidos a três diferentes combinações de temperaturas de preaquecimento e interpasse antes dos amanteigados pelos processos PTA-P e MIG. Após a etapa de amanteigamento foram realizadas análises de composição química por EDS, microestruturais por MO e MEV, e de microdureza antes e depois do TTAT. Em seguida foram executadas as soldagens de união pelo processo MIG. As amostras de tração foram previamente hidrogenadas simulando as condições existentes de proteção catódica em ambiente submarino. O aumento das temperaturas de preaquecimento e interpasse resultou em maior refino dos grãos da ZTA, entretanto proporcionou aumento da média de sua microdureza e de sua extensão, e em maior migração de Fe do MB para o MS, resultando em maior fragilização por hidrogênio. Pelo processo PTA-P houve uma menor diversidade e frequência de incidência de zonas parcialmente diluídas (ZPD), sendo encontradas apenas ZPD do tipo contínua, enquanto que pelo processo MIG foram encontradas ZPD do tipo descontínua, com diferentes morfologias. O TTAT proporcionou uma significativa redução de 20% a 44% nos valores da microdureza da ZTA. Com base nos níveis de deformação e Índice de Fragilização (IF), o aço AISI 4130 apresentou os melhores resultados com relação à fragilização por hidrogênio. / This Thesis presents a study about hydrogen embrittlement susceptibility of dissimilar metals welded joints present in oil industry equipment, specifically in valves connections with pipes for the oil transport, which are subject to use conditions involving severe mechanical stresses in corrosive environments, from the seawater and the oil fluid. As the valves steel are martensitic its heat affected zone (HAZ) may be susceptible to hydrogen embrittlement not only from cathodic protection but also from the seawater and H2S. Therefore, to prevent this potential embrittlement and consequently crack formation in these regions of the welded joint, is used as nickel alloy filler metal. Therefore, the part of martensitic steel previously undergoes a "buttering" process which consists of applying layers of Ni deposited by welding. The welding process used for the union of the joints was the MIG process using as filler metal the Inconel-625 (ER NiCrMo-3) wire electrode 1.2 mm in diameter. Two steels were buttering, AISI 8630M and AISI 4130. Both were subjected at the three different combinations of preheat and interpass temperatures. For the buttering realization, the same alloy, in powder form, was used by Plasma powder process (PTA-P). To evaluate the efficiency of the PTA-P process in buttering operation it was compared with other buttering performed by MIG process with the same filler metal of the weld joint. After buttering the samples were subjected to post welding heat treatment (PWHT). Chemical composition analyses were performed by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), microstructure by Optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM), and microhardness. After the welding the samples were machined and hydrogened using a process similar to those used for cathodic protection and submitted to tension tests. The Increase in the preheat and interpass temperature resulted in higher refining the grains of the HAZ however it, increased its average microhardness and extension, promoted greater Fe migration from MB to the buttering, increasing the hydrogen embrittlement. The use of PTA-P process promoted a very lower incidence and diversity of partially diluted zone (PDZ), being found only continuous PDZ. The PWHT promoted a reduction from 20% to 44% of hardness values. Based on the deformation levels and Embrittlement Index (EI), the AISI 4130 steel showed the best results with respect to hydrogen embrittlement.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8451295 bytes, checksum: 74544bf6e3d65bb8e6eb7bec81fffac1 (MD5) Previous issue date: 2014-07-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study examined the influence of hydrogen in quasi-static toughness of dissimilar welded joint, consisting of base metals steel AISI 8630M and ASTM A36, HSLA steels classified as (High Strength Low Alloy). As a metal filler wire AWS-ERNiCrMo 3ARBL was used both in the buttering 8630M steel sheet as the welding filling. This is a welded joint similar to one of the most used joints in the oil sector that, by the last decade have shown some fractures by circumferential cracking, is being studied worldwide in order to identify the causes and safer solutions for your application. As parameter of fracture toughness is studied the CTOD (Crack Top Open Displecement) using type specimens SE(B) subjected to three point bending. The assays were performed in air after pre-doping cathodic hydrogen into water at 0°C synthetic sea, having to main references the standards ISO 12135: 2002 and ISO 15653: 2010 The results showed a significant susceptibility of the steel 8630M to retained hydrogen, reaching a embrittlement via CTOD around 25%. In turn, the dissimilar welding joint CTOD values present twice that of the base metal (steel 8630M), under the conditions with and without hydrogenation, had virtually no susceptibility to the cathodic hydrogen retained in their microstructure / O presente trabalho analisou a influencia do hidrogênio na tenacidade quase estática de uma junta soldada dissimilar constituída dos metais de base aços AISI 8630M e ASTM A36, classificados como aços ARBL (Alta Resistência e Baixa Liga). Como metal de adição utilizou-se o arame AWS ERNiCrMo-3 (comercialmente conhecido como INCONEL 625) tanto no amanteigamento da chapa de aço 8630M, quanto no enchimento da solda. Trata-se de uma junta soldada similar a junta AISI 8630M-Inconel 625-API X65, bastante utilizada no setor petrolífero que, por ter apresentado na última década algumas fraturas por trincamento circunferencial, vem sendo mundialmente estudada com o intuito de se identificar as causas e soluções mais seguras para sua aplicação. Como parâmetro de tenacidade à fratura estudou-se o deslocamento de abertura da ponta da trinca, do inglês CTOD (Crack Top Open Displecement), utilizando-se espécimes tipo SE(B) submetido à flexão em três pontos. Os ensaios foram realizados ao ar após pré- dopagem por hidrogênio catódico em água do mar sintética a 0ºC, tendo como principais referencias as Normas ISO 12135: 2002 e ISO 15653: 2010. Os resultados apresentaram uma significativa susceptibilidade do aço 8630M ao hidrogênio retido, apresentando uma queda na tenacidade (CTOD) em torno de 25%. Por sua vez, a junta soldada dissimilar além de apresentar valores de CTOD duas vezes superior ao do metal de base (aço 8630M), nas condições com e sem hidrogenação, praticamente não apresentou susceptibilidade ao hidrogênio retido em sua microestrutura

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3074686 bytes, checksum: ed7a06179e3d3259d7c106457864da4c (MD5) Previous issue date: 2013-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With the recent discovery of the existence of oil deposits in Brazil. Those responsible for the exploitation are becoming increasingly aware of the development of technologies for the extraction of oil and natural gas in deep waters. In this scholarly work, one of these developed technologies, the base metal steel SAE 8630 modified by the addition of metal buttery INCONEL 625 (AWS ER NiCrMo 3) through the MIG welding process, was investigated. To minimize the formation of martensite thermal cycles of annealing 873oC in a period of one hour and two thermal cycles strain relief (before and after buttering), both at temperatures of 677oC in a range of two hours. After these processes it was possible to verify the presence of diffusion processes of chemical elements and formation of possible precipitates. These trials were conducted by optical microscopy and scanning electron microscopy coupled with EDS while changes in hardness and toughness were observed before and after heat treatment for stress relief of the metal. These are the metallurgical and mechanical results from analysis of the areas close to regions of the MB, HAZ, ZL and MB. / Com as recentes revelações da existência de jazidas de petróleo no território brasileiro. Fez se que os responsáveis pela exploração destas regiões, se demonstrem apreensivos quanto ao desenvolvimento de tecnologias para a extração de petróleo e de gás natural em águas profundas. Neste trabalho acadêmico, com o uso de uma dessas tecnologias em desenvolvimento, foi abordado o uso do metal de base o aço SAE 8630 modificado, amanteigado pelo metal de adição INCONEL 625 (AWS E NiCrMo 3) através do processo de soldagem MIG. Para minimizar a constituição da martensita, foram aplicados ciclos térmicos de têmpera de 873oC em um intervalo de uma hora e mais dois ciclos térmicos de alívio de tensões (antes e após o amanteigamento), ambos em temperaturas de 677oC em um intervalo de duas horas. Verificou se a presença de processos de difusão de elementos químicos e formação de possíveis precipitados. Estes foram caracterizados pelos ensaios de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura juntamente com o EDS e alterações quanto a microdureza e dureza foram observadas antes e após o tratamento térmico de alívio de tensões. Sendo estes resultados metalúrgicos e mecânicos analisados em áreas próximas das regiões do MB, ZTA, ZL e MB.