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.

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O objetivo deste trabalho é viabilizar o uso conjunto, em um mesmo sistema de tubulação, na indústria de óleo e gás, dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e UNS S32760. Atualmente as especificações de projeto limitam o uso de um ou outro para um dado sistema, implicando em menor flexibilidade de fornecimento e maiores custos. Adicionalmente será avaliado o processo de soldagem automatizado com arame tubular com matriz metálica (metal cored) e com proteção gasosa. Este processo de soldagem possui grande produtividade e rendimento. Foram estudadas a resistência à corrosão, a resistência mecânica e possíveis danos causados à microestrutura do metal de solda e das zonas afetadas pelo calor (ZAC) dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e UNS S32760. A junta foi realizada com chanfro em meio \"V\", com geometria de 300 mm por 200 mm por 6,35 mm e com os seguintes parâmetros de soldagem: tensão de 25 V, corrente de 150 A, velocidade de soldagem de 6,35 mm/s, velocidade de alimentação do arame de 135 mm/s e distância de trabalho de 20 mm. As juntas foram caracterizadas por microscopia óptica, eletrônica de varredura, ensaio de tração, ensaio de dobramento, ensaio Charpy V a - 46 °C e ensaio de corrosão segundo a norma ASTM G48. A base para os critérios de aprovação será o disposto normativo da Norsok Standard M-601, Welding and inspection of piping, na sua mais recente edição (2008). Os resultados mostraram que não existem diferenças significativas entre as soldagens similares e dissimilares com relação às propriedades testadas. / The objective of this work is to enable the use in the same piping system, used in the oil and gas industry, of UNS S32750 and UNS S32760 superduplex stainless steels. Currently, the design specifications limit the use of one or the other for a given system, resulting in less flexibility in supply and higher costs. Additionally, it will be evaluated automated welding process with metal cored using a shielding gas. This welding process has high productivity and efficiency. It was studied corrosion resistance, mechanical strength and possible damage to the weld metal microstructure and heat affected zones (HAZ) of stainless steels superduplex UNS S32750 and UNS S32760. The joint was welded using a half \"V\" bevel geometry, with 300 mm by 200 mm by 6.35 mm and the following welding parameters: voltage 25 V, current 150 A, welding speed of 6.35 mm/s, wire feed speed of 135 mm/s and 20 mm working distance. The joints were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, tensile test, bending test, Charpy V test at - 46 °C and corrosion test according to ASTM G48. The basis for the criteria for approval is the normative provisions of Norsok Standard M-601, Welding and inspection of piping in its latest edition (2008). The results showed that there are no significant differences between similar and dissimilar welds with respect to the tested properties.

O objetivo desta Dissertação foi analisar o efeito do tratamento térmico de alívio de tensões pós-soldagem sobre a microestrutura e comportamento mecânico de soldas produzidas com arame tubular rutílico AWS E-81T1 Ni1. Foi soldada uma junta com 60 mm de espessura, na posição vertical e progressão ascendente. Esta junta foi dividida em três partes, sendo uma mantida como soldada e as outras duas tratadas termicamente por 6 horas em diferentes temperaturas, 585 °C e 650 °C. Avaliou-se o efeito do tratamento térmico sobre as propriedades mecânicas por meio de ensaio de dureza, tração e impacto Charpy-V. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. As observações experimentais mostraram uma diminuição da tenacidade ao impacto no material tratado termicamente, com uma tendência para uma queda maior com o aumento da temperatura do tratamento térmico. Este comportamento pode ser atribuído principalmente à precipitação e crescimento de carbonetos. Não foi observada a presença de mecanismos de fratura intergranular. Provavelmente o metal de solda estudado não possuía nível de impurezas suficiente para a ativação deste mecanismo. / The objective of this Dissertation was to analyze the effect of postweld heat treatment on microstructure and mechanical behavior of welds obtained by flux cored wire AWS E-81T1 Ni1. It was welded a joint with 60 mm thickness, on vertical position and ascendant progress. This joint was divided in three parts, one maintained as welded and two others heat treated for 6 hours on different temperatures, 585 °C and 650 °C. The effect of the heat treatment on mechanical properties was evaluated by means of hardness, tensile and impact Charpy-V tests. The characterization of the microstructure was undertaken utilizing optical and scanning electron microscopy. The experimental results revealed a decrease of impact toughness in heat treated material, with a tendency to a low impact toughness for high heat treatment temperature. This behavior may principally be attributed to an increase precipitation and growth of carbides. No intergranular fracture mechanism was observed. Probably the level of impurities in the weld metal studied was not high enough to provoke such phenomena.

In this study, Bah&ccedil / elik Dam, which is located in Kayseri Province, is investigated by means of horizontal movement due to reservoir loading and seepage inside the core and body. Two dimensional plain strain finite element analyses are carried out in order to find total stresses, displacements and pore water pressures. Mohr-coulomb soil model is used to represent elastic behavior of rock-fill material. Since there is no information about material used in dam body, material parameters are determined by sensitivity analyses being in the range of data acquired from literature survey. Calculated displacement and pore water pressures are compared to the data taken from field survey on actual dam body. As a conclusion remark, it is beleived that the horizontal displacement behaviour of two systems, such as real dam and computer modelling, would not match excatly since the materials used in real dam body would behave as plastic whereas that used in computer modelling assumed to be elastic.

Este trabalho foi desenvolvido no programa de Mestrado Interinstitucional - MINTER - entre a UTFPR e o IFAM, com financiamento da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES - através do projeto ACAM 1379/2006 e da Superintendência da Zona Franca de Manaus - SUFRAMA - através do convênio 084/2005. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES- através do projeto ACAM 1379/2006 e da Superintendência da Zona Franca de Manaus - SUFRAMA - através do convênio 084/2005. / Esta pesquisa tem por finalidade analisar a influência de parâmetros do processo de soldagem com arame tubular com proteção gasosa (Gás Shielded Flux Cored Arc Welding - FCAW-G) nas características da solda do aço ASTM A-36. Parâmetros como tensão do arco (V), velocidade de alimentação do arame (Valim) e distância bico de contato-peça (DBCP) foram variados a fim de detectar suas influências sobre a largura, a penetração, o reforço do cordão e a dureza do metal de solda. Além disso, foi determinada a influência desses parâmetros na taxa de deposição do material de adição, sendo ensaiadas, as soldas, quanto às resistências à tração e ao impacto (ensaio Charpy criogênico) para determinar a qualidade recomendada por norma. As medições geométricas dos cordões de solda foram realizadas em macrografias obtidas da seção transversal da solda, por meio de microscópio óptico, bem como as análises da microestrutura. As medições de dureza foram realizadas com durômetro na seção transversal dos cordões. A taxa de deposição, em kg/h, foi determinada pela pesagem dos corpos-de-prova antes e depois da deposição da solda. Verificou-se que, de forma geral, a morfologia do cordão (largura, penetração e reforço) foi grandemente influenciada pela velocidade de alimentação do arame, seguida pela tensão de soldagem e pela distância bico de contato-peça. Da mesma maneira, a taxa de deposição foi influenciada diretamente pela velocidade de alimentação, pela tensão e pela DBCP: a primeira, com um acréscimo significativo (24,08%); a tensão de forma não muito intensa (4,17%). Desta maneira é possível afirmar, com base nos valores dos parâmetros utilizados neste trabalho, que a maior taxa de deposição (4,32 Kg/h), a melhor morfologia do cordão de solda e dureza adequada foram obtidas com Valim de 12,5 m/min, tensão de 34 V e DBCP de 16 mm. / This research aims to analyze the influence of the parameters of Gas Shielded Flux Cored Arc Welding (FCAW-G) on the characteristics of welding steel ASTM A-36. Parameters such as arc voltage (V), feed speed of the wire (Valim) and stickout (distance nozzle contact piece - DBCP) were varied to detect their influence on the width, penetration, reinforcement of the cord, and the hardness of metal weld. Furthermore, it was determined the influence of these parameters on deposition rate of filler metal and the welds were tested for resistance to tensile and impact strength (Charpy test) to determine the quality of the recommended standard. The geometric measurements of weld were carried out in macrographs by the obtained from the cross section of the weld, through an optical microscope as well as the analysis of the microstructure. The hardness measurements were carried out with durometer in cross section of the fillets. The deposition rate in kg/h was determined by weighing the specimen before and after the deposition of solder. It was found that in general the morphology of the cord (width, penetration and reinforcement) was greatly influenced directly by the feed speed of the wire, followed by welding voltage, and stickout. Similarly, the deposition rate was directly influenced by the feed speed, voltage and DBCP, the first with a significant increase (24, 08%), and the tension witch a not so intensive effect (4, 17%). Thus it can be said based on the values of the parameters used in this study that the highest rate of deposition (4,32 kg/h), the better morphology of the weld cord and appropriate hardness was obtained with Valim of 12.5 m/min, voltage 34 V and 16 mm DBCP .

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-24Bitstream added on 2014-06-13T18:52:41Z : No. of bitstreams: 1 godoy_wl_me_bauru.pdf: 10498563 bytes, checksum: a471999a6640d177cb8963731e9bafe8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A identificação e a qualificação dos constituintes microestruturais de uma junta soldada são de grande importância pela relação que existe entre a microestrutura do cordão e as propriedades mecânicas, particularmente a tenacidade. Trabalhando com variações nos parâmetros de pulso, corrente de pico e tempo de pico, e também na temperatura de pré-aquecimento, foram quantificados os constituintes ferrita acicular e microfases presentes no metal de solda; sendo ambos considerados controladores da tenacidade. Os resultados deste trabalho demonstraram que aumentou a quantidade de ferrita acicular para os menores níveis dos parâmetros de pulso e da temperatura de pré-aquecimento. Quanto às microfases, ocorreu uma redução na quantidade à medida que se elevaram os níveis dos parâmetros de pulso e da temperatura de pré-aquecimento. Observou-se, também, qual foi a influência da velocidade de resfriamento na microestrutura final do metal de solda. Foi utilizado o processo de soldagem a arco elétrico com proteção gasosa, no modo pulsado e arame tubular. A soldagem foi realizada em chapa de aço estrutural de alta resistência e baixa liga (COS-AR 50), com chanfro em X e ângulo de 30º. Como metal de adição foi utilizado o arame tubular de fluxo metálico E70C-6M, com diâmetro de 1,2 mm. / The identification and qualification of the microstructural constituents present in the welded joint are very important for the relationship between the microstructure of the weld beads with the mechanical properties, particularly toughness. Working with variations of pulse parameters, peak current and peak time, and also preheating temperature, had been quantified the constituents acicular ferrite and microphases present in weld metal; being both considered controllers of toughness. The results of this work demostrated that greater amounts of acicular ferrite had been occurred in the lowest levels of pulse parameters and preheating temperature. As for microphases, it has a reduction of the amount with the increase of pulse parameters and preheating temperature. It was observed, also, the influence of the cooling speed in the final microstructure of the weld metal. The samples were welded by the metal gas arc welding, using pulsed arc and tubular wire. As metal base was used HSLA structural steel plate (COS-AR 50), with X-groove and bevel angle 30º. The addition metal was the tubular metal-cored wire E70C-6M with diameter of 1.2 mm.

O objetivo deste trabalho é viabilizar o uso conjunto, em um mesmo sistema de tubulação, na indústria de óleo e gás, dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e UNS S32760. Atualmente as especificações de projeto limitam o uso de um ou outro para um dado sistema, implicando em menor flexibilidade de fornecimento e maiores custos. Adicionalmente será avaliado o processo de soldagem automatizado com arame tubular com matriz metálica (metal cored) e com proteção gasosa. Este processo de soldagem possui grande produtividade e rendimento. Foram estudadas a resistência à corrosão, a resistência mecânica e possíveis danos causados à microestrutura do metal de solda e das zonas afetadas pelo calor (ZAC) dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e UNS S32760. A junta foi realizada com chanfro em meio \"V\", com geometria de 300 mm por 200 mm por 6,35 mm e com os seguintes parâmetros de soldagem: tensão de 25 V, corrente de 150 A, velocidade de soldagem de 6,35 mm/s, velocidade de alimentação do arame de 135 mm/s e distância de trabalho de 20 mm. As juntas foram caracterizadas por microscopia óptica, eletrônica de varredura, ensaio de tração, ensaio de dobramento, ensaio Charpy V a - 46 °C e ensaio de corrosão segundo a norma ASTM G48. A base para os critérios de aprovação será o disposto normativo da Norsok Standard M-601, Welding and inspection of piping, na sua mais recente edição (2008). Os resultados mostraram que não existem diferenças significativas entre as soldagens similares e dissimilares com relação às propriedades testadas. / The objective of this work is to enable the use in the same piping system, used in the oil and gas industry, of UNS S32750 and UNS S32760 superduplex stainless steels. Currently, the design specifications limit the use of one or the other for a given system, resulting in less flexibility in supply and higher costs. Additionally, it will be evaluated automated welding process with metal cored using a shielding gas. This welding process has high productivity and efficiency. It was studied corrosion resistance, mechanical strength and possible damage to the weld metal microstructure and heat affected zones (HAZ) of stainless steels superduplex UNS S32750 and UNS S32760. The joint was welded using a half \"V\" bevel geometry, with 300 mm by 200 mm by 6.35 mm and the following welding parameters: voltage 25 V, current 150 A, welding speed of 6.35 mm/s, wire feed speed of 135 mm/s and 20 mm working distance. The joints were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, tensile test, bending test, Charpy V test at - 46 °C and corrosion test according to ASTM G48. The basis for the criteria for approval is the normative provisions of Norsok Standard M-601, Welding and inspection of piping in its latest edition (2008). The results showed that there are no significant differences between similar and dissimilar welds with respect to the tested properties.