Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da tÃcnica de soldagem de aÃos AISI 8630M e ASTM A182 F22 aplicados em componentes estruturais subaquÃticos do setor PetrÃleo e GÃs Natural considerando os parÃmetros operacionais, suas caracterÃsticas metalÃrgicas e suas propriedades mecÃnicas. Foram fabricadas juntas dos aÃos AISI 8630M ou ASTM A182 F22 previamente amanteigados com a liga de nÃquel Inconel 625  ou com uma liga de aÃo baixo carbono comumente utilizada na soldagem do aÃo AISI 8630M. Foram utilizadas diferentes tÃcnicas de amanteigamento com e sem o uso de tratamentos tÃrmicos de alÃvio de tensÃes (TTAT). Para algumas das juntas amanteigadas sem TTAT foram depositadas camadas de amanteigamento de acordo com os parÃmetros sugeridos pelos testes de Higuchi e Higuchi modificado previamente realizados. Foram realizados ensaios de dureza, microdureza e de fratura para caracterizaÃÃo mecÃnica das interfaces de amanteigamento e, alÃm disso, foi realizada uma intensa caracterizaÃÃo microestrutural da mesma utilizando microscopia Ãtica, microscopia eletrÃnica de varredura e anÃlises de EDS e de EBSD. O teste de Higuchi mostrou-se uma boa opÃÃo para escolha dos parÃmetros de amanteigamento dos aÃos AISI 8630M e ASTM A182 F22. As juntas amanteigadas com condiÃÃes indicadas pelo teste de Higuchi apresentaram um intenso refino de grÃo na ZAC dos aÃos baixa liga, enquanto as juntas amanteigadas com condiÃÃes reprovadas apresentaram granulaÃÃo grosseira. A interface dissimilar apresentou composiÃÃo quÃmica intermediÃria entre os aÃos utilizados e a liga de nÃquel, sendo essa interface chamada de zona de alta diluiÃÃo (ZAD). As ZAD apresentaram pontos de microdureza elevada e, mesmo nas amostras submetidas a TTAT, nÃo foi possÃvel revenir essas regiÃes. A zona afetada pelo calor (ZAC) das amostras amanteigadas com parÃmetros indicados pelo teste de Higuchi e sem TTAT apresentou valores de dureza similares aos das amostras soldadas com parÃmetros reprovados no teste de Higuchi e com TTAT. Os ensaios de fratura indicaram que, de uma forma geral, o TTAT nÃo trouxe Ãs ZAC benefÃcios significativos relacionados à tenacidade dessas regiÃes e, alÃm disso, os mesmos podem comprometer a tenacidade da interface dissimilar. A anÃlise do caminho preferencial à propagaÃÃo das trincas indicou que o uso de TTAT tende a fragilizar a interface dissimilar, acredita-se que esse efeito està associado a difusÃo de carbono e possÃvel precipitaÃÃo de carbonetos durante esse tratamento. Acredita-se que essa possÃvel precipitaÃÃo pode ser ainda mais crÃtica quando à considerada uma fonte constante de hidrogÃnio para a junta (como em uma proteÃÃo catÃdica), essa hipÃtese traz à tona um questionamento a respeito da necessidade do uso de TTAT na fabricaÃÃo desse tipo de junta. / The aim of this study was to evaluate the effect of welding technique in the AISI 8630M and ASTM A182 F22 steels applied in offshore structural components for Oil and Natural Gas sectors. Joints of AISI 8630M or ASTM A182 F22 were fabricated and previously buttered with nickel alloy Inconel 625  or an alloy of low carbon steel commonly used in welding of AISI 8630M. Different techniques of buttering were performed with and without post welding heat treatment (PWHT). For some of the joints buttered without PWHT, buttering layers were deposited in accordance with the welding parameters suggested by Higuchi and modified Higuchi tests previously performed. Mechanical tests (hardness, microhardness and fracture) were accomplished for buttering interfaces and an intense microstructural characterization (optical microscopy, scanning electron microscopy, EDS and EBSD) was realized. Higuchi test has been showed as a good option to select parameters for AISI 8630M and ASTM A182 F22 buttering. The joints that were buttered using the conditions indicated by Higuchi test showed an intense grain refinement in the HAZ of low alloy steels, while the ones that was buttered with the conditions disapproved showed a coarse granulation. The dissimilar interface showed off intermediate chemical composition between the steel and nickel alloy, and this interface was called high dilution zone (HDZ). The HDZ revealed points of high hardness and, even in samples subjected to PWHT was not possible to anneal these regions. The heat affected zone (HAZ) of the samples buttered using the parameters indicated by Higuchi (without PWHT) showed hardness values similar to those of the samples welded with parameters that failed in the Higuchi test and with PWHT. In general, fracture tests showed that the PWHT not bring significant toughnessâs benefits to the HAZ, furthermore, may impair the toughness of dissimilar interface. The analysis of the preferred path for cracks propagation showed that the use of PWHT tends to weak the dissimilar interface, possibly this effect is related to carbon diffusion and possible carbide precipitation during this treatment. It is believed that this precipitation can be even more critical when considering a constant supply of hydrogen to the board (as in a cathodic protection), this reinforces the use of buttering techniques without subsequent heat treatment in the manufacture of this type of joints.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:7516 |
| Date | 16 December 2013 |
| Creators | George Luiz Gomes de Oliveira |
| Contributors | HÃlio Cordeiro de Miranda, Marcelo Ferreira Motta, Jesualdo Pereira Farias, Carlos Alberto Mendes da Mota, Augusto Josà de Almeida Buschinelli |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia e CiÃncia de Materiais, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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