Título

ESTUDO DA ZONA AFETA PELO CALOR DE AÇO API 5L X100 COM SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL E FÍSICA

HEAT AFFECTED ZONE STUDY OF API 5L X100 STEEL THROUGH COMPUTATIONAL AND THERMAL WELDING SIMULATION

Autoria

Oliveira, Victor Hugo Pereira Moraes e; Filho, João da Cruz Payão; Girão, Izabela Ferreira; Ramos, Ismael Ribeiro

DOI

10.5151/1516-392X-30608

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Resumo

A indústria petrolífera demanda tubos com resistência mecânica e tenacidade à fratura cada vez maiores. Estas propriedades, determinadas pela microestrutura, são modificadas completamente na soldagem. Este trabalho avaliou a formação de constituinte MA na ZAC de grãos grosseiros, reaquecidas ou não intercriticamente, de junta de topo circunferencial para tubos de aço API 5L X100 desenvolvido para águas profundas. Simularam-se com elementos finitos e em sistema Gleeble ciclos térmicos de soldagem com diferentes aportes de calor para processo FCAW. Foram feitas análises com microscopia ótica e eletrônica de varredura, além de medidas de microdureza. A morfologia do constituinte MA, cuja fração foi maior nas simulações com o maior e o menor aporte de calor e mínima para o aporte de 2,0 kJ/mm, foi muito alterada pela temperatura máxima simulada. A simulação da soldagem mostrou ser bastante complexa, e vários fatores críticos que afetam a tenacidade das juntas soldadas foram analisados por meio de simulação computacional.

 

The oil&gas industry requires pipes with increasing mechanical strength and fracture toughness. These properties, determined by the microstructure, are completely modified during the welding. This work evaluated the MA constituent formation in the coarse grain HAZ, reheated or not intercritically, of girth welded joints of API 5L X100 steel pipes, which are developed for deep water applications. Thermal cycles for different FCAW heat inputs were simulated with finite elements method and in Gleeble machine. Optical and SEM microscopy were realized, and microhardness testing was performed too. The MA constituent morphology, which fraction was higher in welds made with the highest and lowest heat input and minimal for 2.0 kJ/mm, was greatly modified by the simulated peak temperature. The welding simulation showed to be quite complex, and several critical factors that affect the toughness of welded joints were analyzed through computational simulation.

Palavras-chave

Aço API 5L X100, Zona Afetada pelo Calor, Simulação de Soldagem, Constituinte MA

API 5L X100 steel, Heat Affected Zone, Weld Simulation, MA Constituent