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Title: Avaliação da compatibilidade metalúrgica e da resistência à corrosão de revestimentos da liga AWS ER NiCrMo-4 aplicados por soldagem SAW sobre o aço API 5L Gr B.
Other Titles: Evaluation of metallurgical compatibility and corrosion resistance of AWS ER NiCrMo-4 alloy coatings applied by SAW welding on API 5L Gr B. steel
???metadata.dc.creator???: SILVA, Marcos Mesquita da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: MACIEL, Theophilo Moura.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: SANTOS, Marco Antonio dos.
SANTOS, Marco Antonio dos.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SILVA, Antonio Almeida.
???metadata.dc.contributor.referee2???: CASTRO, Walman Benício de.
Keywords: Compatibilidade Metalúrgica;Resistência à Corrosão;Revestimentos da liga AWS ER NiCrMo-4;Soldagem SAW;Aço API 5L Gr B;Soldagem ao Arco Submerso;Tensões Residuais;Metallurgical Compatibility;Corrosion Resistance;Alloy Coatings AWS ER NiCrMo-4;Welding SAW;Steel API 5L Gr B;Submerged Arc Welding;Residual Stresses
Issue Date: 10-Sep-2013
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA, Marcos Mesquita da. Avaliação da compatibilidade metalúrgica e da resistência à corrosão de revestimentos da liga AWS ER NiCrMo-4 aplicados por soldagem SAW sobre o aço API 5L Gr B. 2013. 202f. (Tese de Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2013. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7219
???metadata.dc.description.resumo???: O objetivo deste trabalho foi avaliar revestimentos de superliga de níquel (Hastelloy C-276) depositados com diferentes parâmetros, através do processo de soldagem ao arco submerso (SAW), e aplicados em aço API 5L Gr B usado no setor de petróleo. As soldagens foram realizadas com o metal de adição AWS ER NiCrMo-4 de diâmetro 1,13 mm e um fluxo aglomerado e básico, avaliando duas modalidades de corrente: corrente pulsada e a corrente convencional (constante). Como substrato foi empregado segmentos de um tubo de aço de especificação API 5L Gr B com espessura de 18 mm e diâmetro interno de 290 mm. Inicialmente, foram empregadas técnicas de planejamento de experimento, com aplicação de planejamento fatorial em dois níveis, para as soldagens de cordões isolados, tanto para a corrente pulsada quanto para a corrente convencional. As etapas subsequentes consistiram em obter revestimentos planos com três passes de solda – obtidos com deslocamento retilíneo da tocha de soldagem e substrato estático – e revestimentos internos ao duto também com três passes. No entanto, estes revestimentos internos foram aplicados com o duto girando e a tocha estática. Em seguida, os revestimentos foram caracterizados por microscopia ótica, microscopia eletrônica, microdureza, testes de composição química, testes de tensões residuais e testes de resistência à corrosão. Utilizando corrente pulsada os menores valores de diluição e da relação altura /largura do cordão (R/L) obtidos foram de 3,6 % e 0,67. Utilizando corrente convencional estes resultados foram 9,62% e 0,21. Para os revestimentos os resultados indicaram que todos eles apresentaram zonas parcialmente diluídas (ZPD) com dureza acima de 350HV na interface revestimento/substrato. Além disso, o revestimento aplicado com corrente convencional apresentou maiores quantidades de ZPD em comparação com aqueles obtidos com corrente pulsada. Os revestimentos obtidos com o tubo girando – revestimentos internos – foram os que apresentaram menores quantidades de ZPD em comparação com aqueles obtidos com o substrato estático. Foi constatado também que um aumento na Distância Bico de Contato à Peça (DBCP) proporcionou uma redução na corrente de soldagem que implicou em menores níveis de diluição, menores teores de Fe e menores quantidades de fases intermetálicas ricas em Mo e W. Quanto às tensões residuais, além de todos os revestimentos apresentaram níveis de tensões compressivas, houve uma propensão das tensões se tornarem mais compressivas com a redução da corrente de soldagem. O revestimento que indicou a melhor resistência à corrosão apresentou menores níveis de diluição e de Fe, maiores teores de Ni, Mo e Cr. e menores quantidades de fases intermetálicas ricas em molibdênio e tungstênio.
Abstract: The aim of this study was to evaluate (C-276) nickel superalloy weld overlays applied by Submerged Arc Welding (SAW) process using different welding parameters, onto API 5L Gr B steel used in the Oil and Gas Industry. AWS ER NiCrMo-4 wire with 1.13 mm-diameter and an agglomerated, fluoride basic, non-alloying flux were used as consumable, and segments of API 5L Gr B steel pipe with 18 mm thickness and 290 mm internal diameter was used as substrate. Initially, it was used two-level factorial design techniques to obtain isolated welding beads. The first factorial design was used for pulsed and second factorial design was employed for conventional current (constant). Subsequent steps consisted of obtaining weld overlays with three bead welds on pipe segments - obtained with rectilinear movement of the welding torch and static substrate - and internal weld overlays also with three bead welds. However, these internal weld overlays were applied into the pipe, with pipe rotating and static welding torch. Then, weld overlays were characterized by optical and electron microscopy, microhardness testing, chemical testing, residual stress and corrosion resistance tests. Using pulsed current the lowest values obtained of dilution and height / width ratio were 3.6% and 0.23, respectively. Using the conventional current these results were 9.62% and 0.21, respectively. The results also indicated that all the weld overlays contained Partially Diluted Zones (PDZ) with hardness above 350HV at the interface weld overlay/substrate. Moreover, weld overlays applied with conventional current presented more PDZ compared to those obtained by pulsed current. The weld overlays applied into the pipe (substrate) rotating - internal weld overlays - showed less PDZ compared to those applied on the static substrate. It was also noted that an increase in the Contact Tip to Work Distance (CTWD) provided a reduction in the welding current that resulted in lower levels of dilution, percentage of Fe and secondary phases rich in Mo and W. All the weld overlays showed compressive stresses and there was a tendency of the stresses to become more compressive by reducing the welding current. The weld overlay that showed the best corrosion resistance also presented the lowest levels of dilution, Fe content, less intermetallic phases rich in molybdenum and tungsten, and the highest Ni, Mo and Cr contents.
Keywords: Compatibilidade Metalúrgica
Resistência à Corrosão
Revestimentos da liga AWS ER NiCrMo-4
Soldagem SAW
Aço API 5L Gr B
Soldagem ao Arco Submerso
Tensões Residuais
Metallurgical Compatibility
Corrosion Resistance
Alloy Coatings AWS ER NiCrMo-4
Welding SAW
Steel API 5L Gr B
Submerged Arc Welding
Residual Stresses
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharias
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7219
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