Título

CÁLCULOS DE DIFUSÃO PARA A SIMULAÇÃO DA MIGRAÇÃO DE SOLUTOS EM SOLDAS DISSIMILARES

SIMULATION OF SOLUTE MIGRATION IN DISSIMILAR WELDS BY DIFFUSION CALCULATION

Autoria

Silva, Andre Luiz Vasconcellos da Costa e; Avillez, Roberto Ribeiro de

DOI

10.5151/2594-5327-23252

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Resumo

O uso de uma camada intermediária de ligas de níquel é uma prática difundida na solda de aços dissimilares. Esta técnica também é empregada para previnir tratamentos térmicos em soldas realizadas no campo. Esta técnica é bastante comum na indústria de energia, em particular, nas indústrias nucleares e de petróleo. Embora os princípios das técnicas sejam bem conhecidos, alguns pontos merecem uma atenção especial, particularmente a exposição da solda a ciclos térmicos. Na indústria do petróleo “subsea”, por exemplo, o tratamento térmico posterior da solda ( post weld heat treatment, PWHT) pode aumentar a redistribuição do carbono por difusão e causar o endurecimento de áreas que poderão levar a fratura pela fragilização pelo hidrogênio. Na indústria nuclear, o longo tempo de exposição a temperaturas elevadas poderá causar a difusão do carbono e o processo clássico de fragilização. Neste trabalho a migração de solutos, em especial intersticiais, por difusão, em soldas de aços baixa liga com aços inoxidáveis e ligas de níquel é avaliada com o software DICTRA, considerando os tratamentos térmicos típicos e os tempos e temperaturas de operação estimados. Os resultados são comparados com resultados experimentais, onde disponíveis, e com outras simulações, quando já publicadas. Os cálculos mostram a possibilidade de alteração da composição química durante estes ciclos térmicos pós-soldagem e este efeito é discutido.

 

The use of an intermediate layer of nickel-based alloy is a well established practice in the welding of dissimilar steels. The technique is also used to prevent a post weld heat treatment after a future field weld. The technique is widely used in the energy industry, in special in the nuclear and in the oil industry. While the principles of the technique are well-known, some concerns must be properly addressed, particularly the exposure of the joint to thermal cycles. In the subsea oil industry, for instance, post weld heat treatment (PWHT) may enhance the redistribution of carbon by diffusion and cause hard areas that may lead to failure e.g. by hydrogen embrittlement. In the nuclear industry, the long time exposure to operating temperatures may be the cause for diffusion of carbon and classical embrittlement. This research investigates the redistribution of carbon during both PWHT and application cycle of dissimilar welds using intermediate buttering layers using the DICTRA software. The redistribution effects is discussed.

Palavras-chave

Soldagem; Difusão; Aços; Termodinâmica computacional.

Welding; Diffusion; Steel; Computational thermodynamics.