Title

ANÁLISE DA SOLIDIFICAÇÃO DE METAIS DE SOLDA VISANDO A SOLDAGEM DO AÇO AISI 310S PARA SERVIÇO EM ALTA TEMPERATURA

ANALYSIS OF WELD METAL SOLIDIFICATION AIMING THE APPLICATION OF THE AISI 310S STEEL AT HIGH TEMPERATURE

Authorship

SOUSA, ANA BEATRIZ FERREIRA; NETO, FRANCISCO EDMAR CAVALCANTE; SOUZA, JENIFER SOFIA DE; PAES, MARCELO TORRES PIZA; DALPIAZ, GIOVANI; MARINHO, RICARDO REPPOLD; MOTTA, MARCELO FERREIRA; MIRANDA, HÉLIO CORDEIRO; SILVA, CLEITON CARVALHO

SOUSA, ANA BEATRIZ FERREIRA

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NETO, FRANCISCO EDMAR CAVALCANTE

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SOUZA, JENIFER SOFIA DE

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PAES, MARCELO TORRES PIZA

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DALPIAZ, GIOVANI

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MARINHO, RICARDO REPPOLD

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MOTTA, MARCELO FERREIRA

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MIRANDA, HÉLIO CORDEIRO

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SILVA, CLEITON CARVALHO

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DOI

10.5151/2594-5327-41328

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Abstract

O QUEIMADOR (FLARE) é O EQUIPAMENTO RESPONSáVEL PELA QUEIMA DE GASES RESIDUAIS EM REFINARIAS E PLATAFORMAS DE PETRóLEO. O FLARE OPERA EM ALTA TEMPERATURA E MEIO CARBONETANTE, POR ISSO, GERALMENTE é FABRICADO COM AçOS INOXIDáVEIS AUSTENíTICOS. PORéM, EXISTEM DIVERSOS CASOS DE FALHA DE COMPONENTES DE AçOS INOXIDáVEIS AUSTENíTICOS REPORTADOS NA LITERATURA, EMBORA ESTAS LIGAS SEJAM RECOMENDADAS PARA UTILIZAçãO EM CONDIçõES EXTREMAS. O PRESENTE TRABALHO PROPôS AVALIAR OS CONSUMíVEIS CANDIDATOS AO EMPREGO NA FABRICAçãO E REPARO DE FLARES POR MEIO DA ROTA DE SOLIDIFICAçãO E DA MICROESTRUTURA, A FIM DE COMPREENDER SEUS ASPECTOS METALúRGICOS. FORAM REALIZADAS SIMULAçõES TERMODINâMICAS E CARACTERIZAçãO MICROESTRUTURAL PARA ANALISAR SOLDAS RESULTANTES DA DILUIçãO DOS ELETRODOS REVESTIDOS AWS E310-15, AWS E347-17 E AWS ENICRFE-2 COM O AçO INOXIDáVEL AUSTENíTICO AISI 310S. A SOLDA COM O ELETRODO AWS E310-15 RESULTOU EM UMA MICROESTRUTURA COMPLETAMENTE AUSTENíTICA, POUCO RESISTENTE A TRINCAS DE SOLIDIFICAçãO. ENQUANTO ISSO, A SOLDA COM O ELETRODO AWS E347-17 SOLIDIFICOU NO MODO FERRITA PRIMáRIA/AUSTENITA SECUNDáRIA, E A PRESENçA DE FERRITA-δ é CONHECIDA COMO BENéFICA PARA PREVENIR TRINCAS DE SOLIDIFICAçãO. EM COMPARAçãO AOS OUTROS METAIS DE SOLDA AVALIADOS, AS CARACTERíSTICAS DA SOLDA COM O ELETRODO AWS ENICRFE-2 INDICARAM UMA POSSíVEL PIOR RESISTêNCIA A TRINCAS DE SOLIDIFICAçãO, PRINCIPALMENTE DEVIDO A PRESENçA DE PRECIPITADOS.

THE FLARE IS RESPONSIBLE FOR BURNING HARMFUL GASES IN OIL AND GAS PLATFORMS AND REFINERIES. IT IS MADE OF AUSTENITIC STAINLESS STEEL TO WITHSTAND HIGH TEMPERATURES AND A SPECIFIC ATMOSPHERIC CONDITION. HOWEVER, THERE HAVE BEEN REPORTED CASES OF FAILURE OF THESE COMPONENTS, DESPITE BEING RECOMMENDED FOR EXTREME CONDITIONS. THROUGH THE SOLIDIFICATION ROUTE AND THE MICROSTRUCTURE, THE PRESENT WORK EVALUATED COATED ELECTRODES THAT ARE CANDIDATES FOR USE IN THE MANUFACTURE AND REPAIR OF FLARES, IN ORDER TO UNDERSTAND THEIR METALLURGICAL ASPECTS. THERMODYNAMIC SIMULATIONS AND MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION WERE PERFORMED TO ANALYZE WELD METALS RESULTING FROM THE DILUTION OF AWS E310-15, AWS E347-17 AND AWS ENICRFE-2 ELECTRODES WITH AISI 310S AUSTENITIC STAINLESS STEEL. THE AWS E310-15 ELECTRODE RESULTED IN A WELD WITH A COMPLETELY AUSTENITIC MICROSTRUCTURE, WHICH IS VULNERABLE TO SOLIDIFICATION CRACKING. ON THE OTHER HAND, THE WELD USING THE AWS E347-17 ELECTRODE SOLIDIFIED IN THE PRIMARY FERRITE/SECONDARY AUSTENITE MODE, WITH THE PRESENCE OF δ-FERRITE, KNOWN TO PREVENT SOLIDIFICATION CRACKS. THE WELD USING THE AWS ENICRFE-2 ELECTRODE SHOWED CHARACTERISTICS INDICATING POSSIBLY WORSE RESISTANCE TO SOLIDIFICATION CRACKS DUE TO THE PRECIPITATION OF SECONDARY PHASES.

Keywords

Aços inoxidáveis austeníticos; SMAW; Simulação termodinâmica; Caracterização microestrutural

Austenitic stainless steels; SMAW; Thermodynamic simulation; Microstructural characterisation.