Estudo comparativo da Soldagem e Soldabilidade do aço X80 pelos Processos ao arco elétrico por gravidade e arame tubular

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS[pic 1][pic 2]

FACULDADE DE ENGENHARIA

ENGENHARIA METALÚRGICA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

                PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

Edital Nº. 02/2012 – PIBIC/UEMG/CNPq

“Estudo comparativo da Soldagem e Soldabilidade do aço X80 pelos Processos ao arco elétrico por gravidade e arame tubular.”

 Estudantes:

Catulo Guido Filho

Sara Jane Gomes Fonseca

 Prof. Orientador:

Angel Rafael Arce Chilque

 João Monlevade, maio de 2012

Sumário:

1. Introdução	............................................................................	03
2. Justificativa	...........................................................................	03
3. Objetivos	................................................................................	04
4. Fundamentação Teórica	............................................................	05
5. Metodologia	............................................................................	07
6. Cronograma de Atividades	..........................................................	08
7. Bibliografia Preliminar	.................................................................	09

1. Introdução

Em vários países o aço API X80 é muito utilizado para dutos, porem, no Brasil sabe-se que a utilização desse aço ainda não esta bem consolidada, restando avaliar seu comportamento em vários aspectos, sendo um desde a soldabilidade.

Sabe-se que o Hidrogênio introduzido na solda, no ambiente e em superfícies sujas podem gerar trincas em um aço. Até pouco tempo atrás essas trincas eram formadas geralmente na ZTA do material, uma vez que o metal de base eram mais temperáveis que o metal de solda. Porém hoje em dia com os metais ARBL as trincas geradas pelo Hidrogênio podem ser encontradas também na solda.  

Apesar de ser claro que o X80 possui uma boa soldabilidade, existem poucos estudos envolvendo testes de soldabilidade nesse aço. Neste trabalho será avaliado a quantidade de Hidrogênio introduzidos na solda para o aço X80 nas soldagens por gravidade e arame tubular em chapas de 19 mm de espessura.  

1. Justificativa

Novos estudos são realizados devido a crescente demanda de aços com boa soldabilidade. Os aços API 5L X80 são materiais com alta resistência e baixa liga, comumente chamados de ARBL, sua utilização tem sido empregada em construção de dutos para petróleo e derivados sob alta pressão, que são os meios mais econômicos para o transporte das fontes de produção a grandes distancias.

Com o aumento da demanda mundial de energia do petróleo e gás, necessita-se que esses tubos suportem maior volume de combustível e pressão elevada, exigindo cada vez mais aços com maior resistência mecânica. Dessa forma aumentando os estudos dos aços com alta resistência e baixa liga (ARBL) tipo API 5L X80, X100, X120.

1. Objetivos da Pesquisa

• Objetivos Gerais

Este trabalho tem como objetivo comparar a soldagem e soldabilidade do aço X80 soldado pelos processos por gravidade e arame tubular em chapas de 19mm.

• Objetivos específicos

• Estudar a estrutura metalúrgica e medidas de microdureza Vickers das juntas soldadas pelos processos de soldagem por gravidade e com Arame Tubular.

• Determinar a quantidade hidrogênio das juntas soldadas por Gravidade e Arame Tubular.

• Comparar os resultados obtidos das juntas soldadas por Gravidade e Arame Tubular.

1. Fundamentação teórica

É notório a grande importância de uma boa soldabilidade em aços já que os pré-requisitos para uma boa execução do processo de soldagem tem sido cada vez mais severos. Aços endurecíveis por precipitação de cobre ou com estrutura bainítica tenaz com teor ultra-baixo de carbono como o X80 são algumas das alternativas de endurecimento que minimizam o teor de carbono do material e com isso melhorando consideravelmente a sua soldabilidade.

Esses aços são produzidos por laminação controlada onde este processo não utiliza tratamento térmico, alem de melhorar a soldabilidade essas ligas tem um custo mais baixo, devido ao baixo teor de elementos de liga, e o mais importante, sem perder a alta resistência. Pode-se obter uma boa soldabilidade em um aço microligado de nióbio e vanádio com baixo teor de carbono quando este é submetido ao processo de laminação controlada e resfriamento acelerado.

De acordo com GORNI (2010) Um dos fatores principais que determinam a soldabilidade dos aços é o grau de imunidade que a zona termicamente afetada - ZTA (ou seja, Heat Affected Zone - H.A.Z.) apresenta contra o trincamento a frio, tanto na forma retardada como no que ocorre abaixo do cordão de solda. De maneira geral, a suscetibilidade da ZTA de um dado aço ao trincamento depende tanto de sua composição química como da maneira como ele foi soldado. Dessa forma para diminuir este problema é necessário reduzir o teor de carbono do material, mas para evitar que com isso o aço perca sua resistência são necessárias alternativas como desenvolvimento de ligas com boa soldabilidade, sem sacrifício da resistência mecânica ou tenacidade, como os aços endurecíveis através da precipitação de cobre e aços com teor extra-baixo de carbono, que são endurecíveis pela formação de microestrutura bainítica.