DESENVOLVIMENTO DA SOLDAGEM DOS AÇOS API PARA TUBULAÇÕES

DESENVOLVIMENTO DA SOLDAGEM DOS AÇOS API PARA TUBULAÇÕES

ELY OHLWEILER, Poliana¹; Alves Corrêa, Pedro2

1CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES, Av. Avelino Talini, 171 - Universitário, Lajeado - RS, 95900-000

ABSTRACT

        This work studying the development of steel API in order to increase the mechanical strength and toughness to improve the weldability.

RESUMO

        Este trabalho estuda o desenvolvimento dos aços API, visando aumentar a resistência mecânica e tenacidade, para melhorar a soldabilidade. 

Palavras-chave: aços ARBL; soldabilidade; processos de soldagem, soldagem de dutos.

1 INTRODUÇÃO

Os aços API são utilizados em tubos para o transporte de petróleo e derivados. A soldagem desses tubos é dividida em dois tipos: processo de fabricação e processo de montagem. O processo mais utilizado é o de soldagem com eletrodo revestido, porém ele possui baixa produtividade. Com isso, busca-se reduzir essa limitação.

A possibilidade que surgiu consiste na soldagem do passe de raiz com o processo MAG-TC e o enchimento e acabamento com o processo arame tubular.

O surgimento de tensões residuais após a soldagem influencia nas propriedades mecânicas das juntas soldadas e seu controle permite evitar falhas da estrutura soldada.

A produção nacional deste aço é recente e sua soldagem circunferencial por processos automáticos esta em fase de implantação. Esses processos têm grande produtividade devido à alta deposição de material, boa penetração, boa qualidade do metal de solda e demanda de menos trabalhadores comparado com o eletrodo revestido.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Tubos API 5L

        Os tubos API 5L são em aço carbono, para a condução de gás, água ou óleo. A classificação é pelo limite de escoamento, quando precedida pela letra X o aço utilizado é de alta resistência.

2.2 Aços ARBL

        Com pequenas adições de elementos de liga, o limite de escoamento fica acima de 40ksi (276Mpa) para laminado, tendo boa relação resistência mecânica e tenacidade. Possuem baixo teor de carbono, melhorando a soldabilidade.

2.3 Aço API 5L X80

        Em 1986 iniciou os estudos para desenvolver o aço API 5L X80 no Brasil. As chapas foram produzidas por laminação a partir de duas ligas: NbVCrNi e NbMoTi. Atualmente, a fabricação está em fase de implantação.

        Na laminação, primeira etapa, há uma grande redução de espessura. O titânio presente impede o crescimento de grão austenítico, possibilitando a transformação da austenita em finos grãos ferríticos.

        O aço X80 possui microestrutura bainítica (65%), ferrita primária e um pouco de microconstituinte. A microestrutura bainítica é desejável pela alta resistência mecânica e tenacidade, obtida pela adição de elementos de liga.

[pic 1]

2.4 Processo de Fabricação do Tubo

        Os tubos podem ser com ou sem costura. O tubo sem costura é obtido pela laminação oblíqua ou extrusão, formando um produto tubular. O tubo com costura (soldado) é obtido pela conformação de chapas planas em formato cilíndrico.

2.5 Processos de Soldagem para Tubos API

        Os processos de soldagem podem ser divididos em dois grupos: Processos de Fabricação de Tubos; Processos de Montagem. Os de fabricação por Arco Submerso, MAG, AT, TIG. Os processos de montagem por MAG, TIG, Eletrodo Revestido (ER), Arame Tubular (AT), Plasma, Oxiacetileno e soldagem por resistência com costura. Os processos podem ser por meio manual, mecanizado, semi-automático e automatizado.

        O processo mais utilizado na fabricação de tubos é o Arco Submerso, pois possui alta velocidade de soldagem, alta eficiência energética, uniformidade no cordão de solda, ausência de respingos e fácil automatização. O TIG e o Plasma possuem excelente qualidade, porém tem baixa produtividade, dificultando a utilização em grande escala.