[pt] Na indústria do petróleo, as tubulações de aço que
conduzem
hidrocarbonetos estão constantemente submetidas à ação do
gás sulfídrico (H2S).Na condição de veículo do átomo de
hidrogênio, este gás pode ensejar sua difusão
no aço, provocando a fragilização do mesmo. O tratamento
térmico pós-soldagem,previsto nos procedimentos de
soldagem
convencionais qualificados pela Petrobras, atua no
sentido
de atenuar os efeitos danosos do hidrogênio, na medida
em que reduz o nível de tensões presentes na junta
soldada,
quando em contato com o H2S. O presente trabalho conduz
um
estudo a respeito do comportamento de juntas de topo de
tubulações em aço-carbono microligado, soldadas conforme o
procedimento conhecido como Dupla-Camada, comparando-o ao
de juntas obtidas pelo procedimento de soldagem dito
Convencional. O procedimento Dupla-Camada não contempla
tratamento térmico pós-soldagem de revenimento,
pois as tensões internas remanescentes na zona de solda
são
aliviadas pelo passe de soldagem subseqüente, agregando,
portanto, redução do custo de manutenção e acréscimo da
disponibilidade de tubos condutores de derivados do
petróleo. Outrossim, este procedimento eleva a vida-útil
da
junta, pela melhoria da sua tenacidade, em função da
redução do tamanho de grão obtida nas zonas
termicamente afetadas (ZTA s). A medição das tensões
residuais provenientes da soldagem (oriundas de
contração,
transformação de fases, gradiente de resfriamento e
difusão
do átomo de hidrogênio inerente ao processo) e da
exposição do material ao H2S (provocadas por difusão do
H),
através do método de difração de raios-X, avaliou a
efetividade do alívio de tensões alcançado em
juntas idênticas soldadas pelos dois procedimentos
citados.
Foi, também, investigada a ocorrência de microtrincas
inter
e/ou transgranulares, bem como foram observadas as
microestruturas resultantes, através de metalografias
óptica e eletrônica de varredura, medidas as microdurezas
das juntas, assim como os tamanhos de grão na zona de
ligação das ZTA s, e comparados os resultados
obtidos segundo os dois procedimentos de soldagem. A
seguir, as amostras foram submetidas a análise em
microscópio eletrônico de transmissão, visando a
observação das discordâncias existentes, mecanismos que
contribuem para o alcance do nível de tensões residuais
reinante, que não puderam ser avaliados pelo
método de medição empregado. Os resultados obtidos
indicaram, em média, um estado de tensões mais relaxado,
com evidência de microestrutura de granulação
ligeiramente mais fina, após a soldagem pelo procedimento
Convencional. Não foram encontradas microtrincas, nem
constatada uma substancial existência de discordâncias, e
constatou-se uma microdureza maior nas regiões de
granulação
refinada nas ZTA s. Torna-se necessária a realização de
mais medições de tensões residuais, que forneçam suporte
estatístico à tomada de decisão na escolha do
procedimento
de soldagem mais adequado. Do ponto-de-vista operacional,
os
resultados obtidos indicam a demanda por um controle mais
apurado na velocidade de avanço da deposição do eletrodo
(metal de adição) por parte do soldador executante do
procedimento de soldagem Dupla-Camada, suficiente à
garantia da elevação do aporte térmico exigida ao
recozimento da microestrutura de granulação grosseira das
ZTA s, visando a garantia do alcance das propriedades
requeridas à junta soldada. / [en] In petroleum industry, steel pipes that conduct products
are frequently submitted to the H2S action, that produces
steel atomic hydrogen diffusion and embrittlement. The post-
welding heat treatment, predicted in welding procedures
qualified by Petrobras, reduce the dangerous hydrogen
effect when joint is in contact with H2S, by reducing
existing residual internal stresses level. This thesis
studies a top joint performance when welded by two
different techniques:Conventional, with tempering after
welding, and Two-Layer Deposition, without post-welding
heat treatment to internal stresses relief. In the last
case, the residual stresses produced during welding
deposition are reduced by action of second layer, what
reduces maintenance costs and increase the equipments
availability. This welding procedure increase the welded
joint life too, by reducing grain size and increasing
toughness of thermal affected zone. By X-ray diffraction
methode, were measured internal stresses deriving from
welding process and H2S exposition, to detect the efficacy
of stress relief made on identical joints welded
by the two refered procedures. They were also investigated
existing microcracks, observed resultant microstructures by
optical and scanning electron microscopy, measured
microhardnesses and compared grain sizes in joints regions
welded by both procedures. Then, samples were analysed by
transmission electron microscopy to evaluate itself
existing dislocations level, responsible by internal
tension level existing at regions from welded zone that
were inable to be measured by X-ray methode. Results
obtained showed a major stress relief state and a
relatively lowest grain size in joints welded by
Conventional welding process. There was detected neither
microcracks nor an important dislocations level and
the microhardnesses showed higher values on the biggest
grains at the thermal affected zones. It´s necessary to
make more residual stresses measures to give a
statistical support to decision about what is the most
adequate welding procedure. From the operational point-of-
view, these results suggest the necessity of a better
parameters control process by the welder, in the case of
alternative welding procedure proposed, the Two-Layer
Deposition Technique.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:5076 |
| Date | 23 June 2004 |
| Creators | PAULO ROBERTO MANSO VIEIRA |
| Contributors | IVAN GUILLERMO SOLORZANO NARANJO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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