Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-09-28T17:50:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Edivânia.pdf: 9678189 bytes, checksum: bc6e8c52a38eb49d616a9e268bd0a048 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-28T17:50:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Edivânia.pdf: 9678189 bytes, checksum: bc6e8c52a38eb49d616a9e268bd0a048 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / PRH / A exploração da energia de petróleo e gás é um campo de importância atual no desenvolvimento da economia mundial a qual tem tomado gradualmente o centro das atenções nos ambientes econômico e científico, elevando a demanda por tecnologias no desenvolvimento de materiais mais resistentes como os aços da classe API. As plataformas de prospecção e produção de petróleo no mar, oleodutos e gasodutos em operação, são fabricados a partir de chapas com diferentes processos de soldagem. Estes equipamentos, quando submersos em água do mar, estão susceptíveis a corrosão por fatores diversos como zona termicamente afetada e salinidade. Esse conjunto de fatores pode enfraquecer o material, principalmente na região da junta de solda podendo ocasionar a nucleação e propagação de trincas em regiões preferenciais. A degradação de materiais metálicos pode tornar-se ainda mais severa quando houver associação do meio corrosivo com micro-organismos os quais se aderem às superfícies e, através do seu metabolismo modificam as condições do meio podendo comprometer alterar a durabilidade e desempenho dos materiais. Neste trabalho foi obtida uma melhor compreensão sobre a ação das bactérias redutoras de sulfato e do Vibrio alginolyticus isoladamente e em consórcio, na corrosão de corpos de prova com juntas de solda do aço API 5L X80 em presença de água do mar. Para tanto, foram expostos corpos de prova do aço X 80 em sistemas contendo água do mar estéril, acrescida dos respectivos micro-organismos, além de um sistema abiótico. Foram feitas quantificações de bactérias sésseis e planctônicas, determinação das taxas de corrosão, ensaio de impacto Charpy e tração, observação das superfícies por microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados mostraram que a adesão microbiana e as taxas de corrosão não foram afetadas pela presença da solda e que os micro-organismos provocaram um efeito passivante, na corrosão por perda de massa, porem a observação das superfícies por MEV mostrou ataque por corrosão localizada. Quanto às propriedades mecânicas, os corpos de prova com solda, expostos ao sistema contendo Vibrio alginolyticus apresentara uma queda na absorção de energia, mostrando um enfraquecimento do material nessas condições. / The exploitation of oil and gas energy is a current important field in the development of the world economy which has gradually taken center stage in the economic and scientific environments, increasing the demand for technologies in the development of more resistant materials such as grade steels API. The platforms of oil exploration and production offshore, oil and gas pipelines in operation are made from sheets with different welding processes. These devices, when submerged in seawater, are susceptible to corrosion by several factors such as heat affected zone and salinity. This set of factors can weaken the material, especially in the solder joint in the region may cause the nucleation and propagation of cracks in preferred regions. Deterioration of metallic materials may become even more severe when the corrosive environment associated with micro-organisms which adhere to surfaces and through metabolism modifying the conditions of the environment can compromise alter the durability and performance of the materials. In this work we obtained a better understanding of the action of sulfate-reducing bacteria and Vibrio alginolyticus alone and in consortium, the corrosion test specimens with steel solder joints API 5L X80 in the presence of seawater. For both, it was exposed X 80 steel specimens in water the barren sea, plus the respective micro-organisms, as well as an abiotic system. measurements were made of sessile and planktonic bacteria, determination of corrosion rates, Charpy impact test and pull, observation of surfaces by scanning electron microscope (SEM). The results showed that the microbial adhesion and corrosion rates were not affected by the presence of solder, and that micro-organisms caused a passivating effect on the corrosion weight loss, but the observation of the surface by SEM showed attack by pitting. As for the mechanical properties, the samples with solder, exposed to the system containing Vibrio alginolyticus presented a drop in energy absorption, showing a weakening of the material in these conditions.

Em projetos de oleodutos e gasodutos utilizam-se aços de alta resistência e baixa liga (ARBL), como o aço API 5L X80. Na soldagem multipasse destas tubulações, a zona afetada pelo calor (ZAC) do passe de raiz é submetida a um novo ciclo térmico pelos passes de soldagem subsequentes. Isto resulta em alterações nos valores das propriedades físicas. Nos aços ARBL, a ZAC de grãos grosseiros reaquecida intercriticamente (IC-ZACGG) pode se tornar uma zona frágil localizada, isto é, uma zona com maior dureza. Consequentemente, falhas estruturais podem ocorrer, ocasionando paradas não desejadas no transporte de fluidos. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia baseada no modelo de fontes de calor distribuídas de Mhyr e Gröng, para avaliar o fluxo de calor na soldagem considerando as propriedades físicas dependentes da temperatura. Estender a aplicação desta ferramenta em soldagens multipasses para identificar sub-regiões da ZAC de um passe anterior sendo afetada pela ZAC de passes subsequentes. As isotermas simuladas foram validadas através de medições realizadas em macrografias de juntas soldadas. Os ciclos térmicos simulados foram validados através das temperaturas máximas atingidas e pelos tempos de resfriamento de 800 a 500 ºC (?t8-5) dos ciclos térmicos experimentais. Ao aplicar a metodologia proposta, foi possível delimitar com acurácia as regiões reaquecidas da ZAC e analisar os efeitos dos passes subsequentes em cada uma das sub-regiões da ZAC do passe de raiz. A IC-ZACGG na região do passe de raiz foi localizada, mas não se comportou como zona frágil devido à boa soldabilidade do aço API 5L X80 comprovada pelos ensaios de dureza e de tenacidade ao impacto Charpy-V. / In pipelines projects, the high strength low alloy (HSLA) steels are used, such as the API 5L X80 steel. During the multipass welding of these pipes, the heat affected zone (HAZ) of the root pass is subjected to a new thermal cycle by the subsequent welding passes. This results in changes in the values of the physical properties. In the HSLA steels, the intercritical reheated coarse-grained heat-affected zone (IR-CGHAZ) can become a local brittle zone, that is, a region with greater hardness. Consequently, structural failures could happen, causing undesired shutdowns in fluid transportation. The objective of this work is to develop a methodology based on the distributed heat sources model of Mhyr and Gröng, to evaluate the heat flux in the welding considering the temperature-dependent physical properties. Extend the application of this tool in multipass welds to identify HAZ subregions of a previous pass being affected by the HAZ of subsequent passes. The simulated isotherms were validated through measurements made on macrographs of welded joints. The simulated thermal cycles were validated through the maximum temperatures reached and the cooling times from 800 °C to 500 ºC (?t8-5) of the experimental thermal cycles. By applying the proposed methodology, it was possible to accurately delimit reheated HAZ regions and analyze the effects of subsequent passes in each of the root pass HAZ subregions. The IRCGHAZ in the root pass region was localized, but it did not behave as a brittle zone due to the good weldability of the API 5L X80 steel as proven by the hardness and Charpy-V impact tests.

Em projetos de oleodutos e gasodutos utilizam-se aços de alta resistência e baixa liga (ARBL), como o aço API 5L X80. Na soldagem multipasse destas tubulações, a zona afetada pelo calor (ZAC) do passe de raiz é submetida a um novo ciclo térmico pelos passes de soldagem subsequentes. Isto resulta em alterações nos valores das propriedades físicas. Nos aços ARBL, a ZAC de grãos grosseiros reaquecida intercriticamente (IC-ZACGG) pode se tornar uma zona frágil localizada, isto é, uma zona com maior dureza. Consequentemente, falhas estruturais podem ocorrer, ocasionando paradas não desejadas no transporte de fluidos. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia baseada no modelo de fontes de calor distribuídas de Mhyr e Gröng, para avaliar o fluxo de calor na soldagem considerando as propriedades físicas dependentes da temperatura. Estender a aplicação desta ferramenta em soldagens multipasses para identificar sub-regiões da ZAC de um passe anterior sendo afetada pela ZAC de passes subsequentes. As isotermas simuladas foram validadas através de medições realizadas em macrografias de juntas soldadas. Os ciclos térmicos simulados foram validados através das temperaturas máximas atingidas e pelos tempos de resfriamento de 800 a 500 ºC (?t8-5) dos ciclos térmicos experimentais. Ao aplicar a metodologia proposta, foi possível delimitar com acurácia as regiões reaquecidas da ZAC e analisar os efeitos dos passes subsequentes em cada uma das sub-regiões da ZAC do passe de raiz. A IC-ZACGG na região do passe de raiz foi localizada, mas não se comportou como zona frágil devido à boa soldabilidade do aço API 5L X80 comprovada pelos ensaios de dureza e de tenacidade ao impacto Charpy-V. / In pipelines projects, the high strength low alloy (HSLA) steels are used, such as the API 5L X80 steel. During the multipass welding of these pipes, the heat affected zone (HAZ) of the root pass is subjected to a new thermal cycle by the subsequent welding passes. This results in changes in the values of the physical properties. In the HSLA steels, the intercritical reheated coarse-grained heat-affected zone (IR-CGHAZ) can become a local brittle zone, that is, a region with greater hardness. Consequently, structural failures could happen, causing undesired shutdowns in fluid transportation. The objective of this work is to develop a methodology based on the distributed heat sources model of Mhyr and Gröng, to evaluate the heat flux in the welding considering the temperature-dependent physical properties. Extend the application of this tool in multipass welds to identify HAZ subregions of a previous pass being affected by the HAZ of subsequent passes. The simulated isotherms were validated through measurements made on macrographs of welded joints. The simulated thermal cycles were validated through the maximum temperatures reached and the cooling times from 800 °C to 500 ºC (?t8-5) of the experimental thermal cycles. By applying the proposed methodology, it was possible to accurately delimit reheated HAZ regions and analyze the effects of subsequent passes in each of the root pass HAZ subregions. The IRCGHAZ in the root pass region was localized, but it did not behave as a brittle zone due to the good weldability of the API 5L X80 steel as proven by the hardness and Charpy-V impact tests.