Avaliação da microestrutura e propiedades mecânicas da soldagem circunferencial do aço API 5L X80 por processos de soldagem semi-automáticos com proteção gasosa

Abstract

El presente trabajo evalúa la evolución de la microestructura y las propiedades mecánicas debido a la influencia del aporte de calor ejercido por un procedimiento de soldadura que utilizó secuencialmente dos procesos de soldadura sobre un tubo de acero API 5L X80, fabricado por el proceso UOE, a partir de un acero producido por laminación controlada sin enfriamiento acelerado. La soldadura se realizó sobre un tubo de 20” de diámetro nominal y 3/4” de espesor, fijado en posición horizontal simulando condiciones de campo, utilizando el proceso MAG de corto circuito de corriente controlada con gas de protección CO₂ (100%) para el pase de raíz y el proceso por Alambre Tubular con protección de gas Ar – CO2 (80% – 20%) para los demás pases. Las propiedades mecánicas se evaluaron de acuerdo a los ensayos mecánicos exigidos por la norma API 1104, además de las pruebas de microdureza Vickers y de impacto Charpy V. Los cambios microestructurales en la Zona Afectada por el Calor y Material de Soldadura se evaluaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y óptica de microscopía. Se rechazó la evaluación mecánica según la norma API 1104, donde se aceptaron los resultados de los ensayos de tracción y Nick-Break y el ensayo de flexión lateral, una probeta presentó fisura mayor a la longitud máxima aceptable. Los resultados de microdureza fueron aceptables y el resultado de impacto Charpy V, según la norma DNV-OS-F101, para una temperatura de 0 °C, fue insatisfactorio en la región del metal de soldadura de las pasadas de acabado. La región ZAT presentó mayor energía de impacto en comparación con el material base a una temperatura de 0 °C, aunque con presencia del microconstituyente A-M.

O presente trabalho avalia a evolução da microestrutura e as propriedades mecânicas devido à influência do aporte de calor exercido por um procedimento de soldagem que utilizou sequencialmente dois processos de soldagem sobre um tubo de aço API 5L X80, fabricado pelo processo UOE, de um aço produzido por laminação controlada sem resfriamento acelerado. A soldagem foi realizada em um tubo de 20” de diâmetro nominal e 3/4“ de espessura, fixado na posição horizontal simulando condições de campo, usando o processo MAG de curtocircuito de corrente controlada com gás de proteção CO₂ (100%) para o passe de raiz e o processo por Arame Tubular com proteção gasosa Ar – CO2 (80% – 20%) para os demais passes. As propriedades mecânicas foram avaliadas segundo os ensaios mecânicos exigidos na norma API 1104, além dos ensaios de microdureza Vickers e de impacto Charpy V. As mudanças microestruturais na Zona Afetada Termicamente e Material de Solda foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica. A avaliação mecânica segundo a norma API 1104 foi reprovada, onde os resultados dos ensaios de tração e Nick-Break foram aceitos e o ensaio de dobramento lateral um corpo-de-prova apresentou uma trinca superior ao comprimento máximo aceitável. Os resultados da microdureza foram aceitáveis e o resultado do impacto Charpy V, segundo a norma DNV-OS-F101, para a temperatura de 0 °C foi insatisfatório na região do metal de solda dos passes de acabamento. A região da ZTA apresentou maior energia de impacto quando comparado com o material de base à temperatura de 0 °C, embora com presença do microconstituinte A-M.