A utilização do aço ASTM A 335 P91 tem sofrido um aumento considerável, especialmente em função da necessidade de materiais com maior resistência à fluência para aplicações em unidades de utilidades (geração de vapor) e de processo. Por ser um material de difícil soldabilidade, diversos problemas são enfrentados durante a construção das unidades e, posteriormente, durante manutenção, geralmente em função de problemas de soldagem oriundos da fase de fabricação e construção. As normas de projeto e construção utilizadas internacionalmente vêm sofrendo adaptações a fim de melhorar a utilização deste material, mas seus requisitos ainda apresentam importantes lacunas em relação às principais práticas recomendadas pela literatura técnica mais atual. Visando uma melhor utilização deste material, obtendo juntas soldadas com propriedades mecânicas e metalúrgicas mais consistentes, o presente trabalho foi desenvolvido avaliando-se a influência de parâmetros de soldagem energia de soldagem e temperatura de tratamento térmico pós-soldagem (TTPS) sobre as propriedades mecânicas e metalúrgicas, incluindo resistência à fluência, de juntas soldadas de aço ASTM A 335 P91. Foram testadas nove juntas soldadas, combinando três níveis de energia de soldagem com três temperaturas de TTPS. Os resultados obtidos indicam que é possível ter melhor controle sobre as propriedades deste material, desde que se opere com níveis mais restritos de energia de soldagem e maiores temperatura de TTPS, observando-se as limitações pertinentes, especialmente no que tange à temperatura crítica de transformação Ac1. / The use of ASTM A 335 P91 has been increased considerably specially because of the need for materials with higher creep resistance for power generation (nuclear and thermoelectric) and oil and gas processing applications. As this is a material with poor weldability, several issues are faced during construction of these unities, and later during maintenance usually associated with welding problems originated in the fabrication and construction phase. The design and construction codes most used worldwide are receiving important revisions targeting to enhance the use condition of this material but its requirements still show important lacks when compared to the main practices recommended by the more recent technical literature. Aiming a better usage of this material obtaining sound welded joints with more consistent metallurgical and mechanical properties, this work was developed assessing the influence of some welding parameters welding heat input and temperature of post-­weld heat treatment (PWHT) on the metallurgical and mechanical properties, including creep strength, of welded joints of ASTM A 335 P91 steel. Nine welded joints were submitted to testing, combining three different levels of welding heat input with three different PWHT temperatures. The results show that it is possible to have a better control over the properties of this material since it is used lower welding heat inputs combined to higher PWHT temperatures, taking care about the limitations regarding the critical transformation temperature Ac1.

A utilização do aço ASTM A 335 P91 tem sofrido um aumento considerável, especialmente em função da necessidade de materiais com maior resistência à fluência para aplicações em unidades de utilidades (geração de vapor) e de processo. Por ser um material de difícil soldabilidade, diversos problemas são enfrentados durante a construção das unidades e, posteriormente, durante manutenção, geralmente em função de problemas de soldagem oriundos da fase de fabricação e construção. As normas de projeto e construção utilizadas internacionalmente vêm sofrendo adaptações a fim de melhorar a utilização deste material, mas seus requisitos ainda apresentam importantes lacunas em relação às principais práticas recomendadas pela literatura técnica mais atual. Visando uma melhor utilização deste material, obtendo juntas soldadas com propriedades mecânicas e metalúrgicas mais consistentes, o presente trabalho foi desenvolvido avaliando-se a influência de parâmetros de soldagem energia de soldagem e temperatura de tratamento térmico pós-soldagem (TTPS) sobre as propriedades mecânicas e metalúrgicas, incluindo resistência à fluência, de juntas soldadas de aço ASTM A 335 P91. Foram testadas nove juntas soldadas, combinando três níveis de energia de soldagem com três temperaturas de TTPS. Os resultados obtidos indicam que é possível ter melhor controle sobre as propriedades deste material, desde que se opere com níveis mais restritos de energia de soldagem e maiores temperatura de TTPS, observando-se as limitações pertinentes, especialmente no que tange à temperatura crítica de transformação Ac1. / The use of ASTM A 335 P91 has been increased considerably specially because of the need for materials with higher creep resistance for power generation (nuclear and thermoelectric) and oil and gas processing applications. As this is a material with poor weldability, several issues are faced during construction of these unities, and later during maintenance usually associated with welding problems originated in the fabrication and construction phase. The design and construction codes most used worldwide are receiving important revisions targeting to enhance the use condition of this material but its requirements still show important lacks when compared to the main practices recommended by the more recent technical literature. Aiming a better usage of this material obtaining sound welded joints with more consistent metallurgical and mechanical properties, this work was developed assessing the influence of some welding parameters welding heat input and temperature of post-­weld heat treatment (PWHT) on the metallurgical and mechanical properties, including creep strength, of welded joints of ASTM A 335 P91 steel. Nine welded joints were submitted to testing, combining three different levels of welding heat input with three different PWHT temperatures. The results show that it is possible to have a better control over the properties of this material since it is used lower welding heat inputs combined to higher PWHT temperatures, taking care about the limitations regarding the critical transformation temperature Ac1.

[pt] O presente estudo faz parte de um projeto relacionado ao estudo de aplicação de tubos de aço API 5L Grau X80 fabricados no Brasil e destinados para a montagem de tubulações para o transporte de gás. Objetiva-se avaliar os parâmetros de soldagem empregados na execução da soldagem circunferencial combinando os processos de eletrodo revestido, para a execução do passe de raiz e passe quente, e arame tubular autoprotegido para a execução dos passes de enchimento e acabamento. Os resultados obtidos indicam que embora o material utilizado, tanto metal de solda como metal de base estejam atendendo aos requisitos básicos de tenacidade e resistência, em acordo com as normas, a qualificação do procedimento é dependente do desempenho dos soldadores. Existe portanto, a necessidade de habilitação técnica mais ampla quanto a formação de profissionais nesta área, excedendo assim o escopo do presente estudo cujo objetivo foi estudar e caracterizar a solda circunferencial. As propriedades mecânicas foram avaliadas mediante ensaios de dureza, tração, dobramento, ensaios nick-break e tenacidade mediante ensaios de impacto Charpy. A caracterização da junta soldada foi realizada, utilizando-se microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Embora o procedimento empregado não tenha sido qualificado pela norma API 1104, em função da execução do procedimento, os valores de resistência mecânica obtidos foram aceitáveis e a caracterização microestrutural e mecânica da junta comprova a não ocorrência de microestruturas frágeis, seja no metal de solda ou na ZTA. / [en] The current work is part of a larger project to study the application of API 5L X80 steel tubes, produced in Brazil, in gas pipeline fabrication. The objective of this work is to evaluate the effects of the process parameters used when performing a circumferential welding technique which combines the utilization of coated electrodes for the root and hot passes, while exploiting self-shielded flux cored arc welding for the filling and finishing passes. The results obtained indicate that, though the material studied, both filler metal and the base alloy, meet the basic toughness and strength specifications of the relevant standards, the final overall quality of the joint is very dependent on the skill of the welders. Although there is a necessity to guarantee an adequate level of training for these professionals for such tasks, that would be beyond the scope of then present work, as it aims to emphasize the characterization of the circumferential weld itself. The mechanical properties were evaluated using hardness measurements, bend testing, nick-break tests and toughness was evaluated by Charpy notchimpact tests. The metallographic characterization of the girth weld joint was undertaken by means of optical and scanning electron microscopy. Though the specific methodology applied has not been qualified by the API 1104 Standard, as such, the strength values obtained were of acceptable levels and an analysis of the joint`s microstructure and overall mechanical properties confirm that no typical fragile structures or phases were present either in the weld metal or the heat affected zone.