Upload
cleber-da-silva
View
48
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
II SEMINÁRIO PETRÓLEO, GÁS E ENERGIAS RENOVÁVEIS
TÉCNICAS DE SOLDAGEM APLICADAS À TÉCNICAS DE SOLDAGEM APLICADAS À INDÚSTRIA DO PETRÓLEO/GÁS
Halinson Faustino Dias Campos
Sumário
1. Introdução aos Materiais Aplicados no Segmento de Óleo e Gása. Definição de Equipamentos de Processob. Classificação dos Materiais para Equipamentos de Processoc. Fatores Relativos à Seleção de Materiais
2. Soldagem de Aços Resistentes à Fluência
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
2. Soldagem de Aços Resistentes à Fluência
3. Soldagem de Aços Inoxidáveis
4. Soldagem de Ligas de Níquel
5. Automatização de Processos
Introdução aos Materiais Aplicados no Segmento de Óleo e Gásno Segmento de Óleo e Gás
Definição de Equipamentos de Processo
Equipamentos de processos são aqueles usados em industrias de processo, nas quais materiais sólidos ou fluidos sofrem transformações físicas ou químicas, ou as que se dedicam à armazenagem, manuseio, ou distribuição de fluidos.
• Refinarias de petróleo• Industrias química e petroquímica• Industrias alimentares e farmacêuticasIndustrias de
Processo
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
• Centrais termoelétricas• Terminais de distribuição de petróleo• Instalações de processamento de petróleo (on shore ou off shore)
Processo
• Equipamentos de Calderaria• Máquinas• Tubulações
Classificação de Equipamentos de Processo
Fatores Relativos à Seleção de Materiais
Relativos à resistência mecânica do material
Relativos à fabricação do equipamento
Relativos ao serviço
Propriedades mecânicas do material
Temperatura de serviço, ação dos fluidos, Efeito dos resíduos provenientes da corrosão, nível de tensões, natureza dos esforços.
Soldabilidade, usinabilidade e facilidade de conformação do material
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Disponibilidade dos materiais
Custo do material
Experiencia prévia
Tempo de vida previsto
Variações toleradas de forma e/ou dimenções
Segurança
Outros Fatores Coeficiente de atrito, condutividade térmica, método de fixação, dureza e resistencia à abrasão, possibilidade de soldas dissimilares
Classificação dos Materiais para Equipamentos de Processo
Aços-CarbonoAços-Liga
Aços InoxidáveisFerros FundidosFerro MaleávelFerro Forjado
Ferros-Ligados
Metais ferrosos
Aços Baixa Liga � <5%
Aços Inoxidáveis AusteníticosAços Inoxidáveis Ferríticos
Aços Inoxidáveis MartensíticosAços Inoxidáveis Duplex
Aços Média Liga �>5% e <10%Aços Alta Liga � >10%
Aços ao Cr-Mo, resistentes à Fluência
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Metais não-ferrosos
Níquel e Ligas
Cobre e Ligas
Alumínio e LigasChumbo e Ligas
Titânio, Zircônio e Ligas
Materiais não-metálicos
Materiais Plásticos
Concreto ArmadoCimento-amianto
Barro VibradoVidro, Cerâmica
BorrachasGrafitaAsfalto
InconelMonel
IncoloyHastelloy
Soldagem de Aços Resistentes à Fluênciaà Fluência
Fluência
A fluência é a deformação plástica que ocorre num material, sob tensão constante ou quase constante, em função do tempo. A temperatura tem um papel importantíssimo nesse fenômeno.
Ela se dá em função do movimento das discordâncias (defeitos) presentes na microestrutura dos materiais.
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
microestrutura dos materiais.
Existem metais que exibem o fenômeno de fluência mesmo à temperatura ambiente, enquanto outros resistem a essa deformação mesmo a temperatura elevadas.
Aplicações de Aços Resistentes à Fluência
São aplicados em vasos de pressão, torres de craqueamento, caldeiras, tubulações, trocadores de calor e turbinas a gás, além de outros equipamentos de processo onde estejam sujeitos à alta temperatura e pressão.
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Vaso de pressão fabricado em Aço Ferrítico 2,25Cr-1Mo
Torre de Craqueamento fabricada em Aço Ferrítico 12Cr-1Mo
Ligas Resistentes a FluênciaAços CMo e CrMo
Tipo ASME/ASTM DIN EN Temp. (°C)
CMo T/P 1 16Mo3 < 460
1,25Cr-0,5Mo T/P 11; T/P12 13CrMo4-5 13CrMo4-5 < 535
2,25Cr-1Mo T/P 22 10CrMo9-10 10CrMo9-10 < 545
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
2,25Cr-1Mo T/P 22 10CrMo9-10 10CrMo9-10 < 545
5Cr-0,5Mo T/P5 12CrMo5 12CrMo5 < 550
9Cr-1Mo T/P 9 X11CrMo9-1 X11CrMo9-1 < 585
9Cr-1MoVNb T/P 91 X10CrMoVNb9-1 X10CrMoVNb9-1 < 600
Relação Eficiencia x Temperatara x Pressão
Ingo von Hagen and Walter Bendick, CREEP RESISTANT FERRITIC STEELS FOR POWER PLANTS, Mannesmann Forschungsinstitut GmbH, Germany.
Custos, Emissões
Temperatura, Pressão
Eficiência
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Consumíveis Aplicáveis
Correspondende ASME II Part C SFA-A5.5/SFA-5.5M SFA-A5.29/SFA-5.29M SFA-A5.28/SFA-5.28M
SMAW (MMA)FCAW (ARAME
TUBULAR)GTAW (TIG)
0,5Mo P/T1 OK 74.55 / Atom Arc 7018-Mo OK Tubrod 81A1 OK Tigrod 13.091Cr 0,5Mo ou 1.25Cr 0,5Mo P/T11 OK 76.16 / Atom Arc 8018-CM OK Tubrod 81B2 OK Tigrod 13.162.25Cr 1Mo P/T22 OK 76.28 / Atom Arc 9018-CM OK Tubrod 91B3 OK Tigrod 13.175Cr 0,5Mo P/T5 Atom Arc 8018-B6 Dual Shield B6 OK Tigrod 13.32
Metal de Base (AISI/UNS/ASTM)
Aço
s B
aixa
Lig
a ao
CrM
o
Res
iste
nte
s a
Flu
ênci
a
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
5Cr 0,5Mo P/T5 Atom Arc 8018-B6 Dual Shield B6 OK Tigrod 13.329Cr 1Mo P/T9 Atom Arc 8018-B8 Dual Shield B8 OK Tigrod 13.379Cr 1Mo +V(W) P/T91 Atom Arc 9015-B9 Dual Shield B9 OK Tigrod 13.38
Correspondende ASME II Part C SFA-A5.28/SFA-5.28M
GMAW (MIG)
0,5Mo P/T1 OK Autrod 13.091Cr 0,5Mo ou 1.25Cr 0,5Mo P/T11 OK Autrod 13.162.25Cr 1Mo P/T22 OK Autrod 13.175Cr 0,5Mo P/T59Cr 1Mo P/T9 OK Autrod 13.379Cr 1Mo +V(W) P/T91
OK Flux 10.62 + OK Autrod 13.33
OK Flux 10.63 + OK Autrod 13.35
SFA-A5.23/SFA-5.23M
SAW (ARCO SUBMERSO)
OK Flux 10.62 + OK Autrod 12.24
OK Flux 10.62 / OK Flux 10.63+ OK Autrod 13.10 SC OK Flux 10.62 / OK Flux 10.63 + OK Autrod 13.20 SC
Aço
s B
aixa
Lig
a ao
CrM
o
Res
iste
nte
s a
Flu
ênci
a
Metal de Base (AISI/UNS/ASTM)
Aço
s B
aixa
Lig
a ao
CrM
o
Res
iste
nte
s a
Flu
ênci
a
Técnica de Soldagem
Quando diferentes tipos de aços Cr-Mo são soldados, as condições de pré-aquecimento e de tratamento térmico são determinadas pelo aço de maior teor de liga, mas o metal de adição pode ser selecionado com base no metal base menos ligado.
AçoEspessura da Junta
% CrPré-
aquecTemp. de
Interpasse
carbono-molibdênio ≤ 12mm ---Nenhum 250°C
> 12mm --- 100ºC 250°C
cromo-molibdêniotodas < 2% 200ºC 300°C
todas ≥ 2% 250ºC** 350°C
heterogênias todas qualquer 150ºC** 200°C
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
**Para soldagem TIG, as temperaturas indicadas podem ser reduzidas de 50 °C.
heterogênias todas qualquer 150ºC** 200°C
AçoEspessura da Junta
% CrPós-
aquec
carbono-molibdênio≤ 25mm --- Nenhum
> 25mm --- 200ºC
cromo-molibdênio
> 20mm ≤ 2% 300ºC
> 12mm2% < %Cr < 7% 300ºC
heterogênias > 62mm ≥ 7% 300ºC
Fatores Críticos dos Aços CrMo
�Tratamento Térmico (metal de base e metal de solda)� Tratamentos térmicos complexos são realizados para se obter as propriedades
mecânicas requeridas.� Dependendo da liga, tratamentos de normalização, revenimento e recozimento a
várias temperaturas e durações são requeridos. A taxa de resfriamento também deve ser controlada.
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
ser controlada.� Para a junta soldada a mesma lógica deve ser seguida e tratamento térmico pós-
soldagem é requerido.
Atenção
A temperatura máxima de TTPS não deve ser excedida.
Fatores Críticos dos Aços CrMo
� Fragilização ao Revenido (metal de base e metal de solda)� Exposição a temperaturas entre 375 – 575°C por longos períodos de tempo.� Grande perda de ductilidade.� Causado pelos elementos P, Sb, Sn, As, que migram para os contornos de grão e podem
reduzir a ductilidade do material. O teor de Mn e Si também possui forte influência.� A sensitividade a fragilização ao revenimento pode ser mensurada através de
tratamentos térmicos e medida de tenacidade.- Step Cooling
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
- Step Cooling� Parâmetros foram desenvolvidos para estimar a tendência a fragilização ao revenido
- Fator X- Fator J- PE
Fatores Críticos dos Aços CrMo
� Fragilização ao Revenido (metal de base e metal de solda)Equacionou-se o teor de P, Sb, Sn, As de forma a parametrizar a sensitividade de fragilização ao revenido.
Bruscato (Fator X)
100
)ppm(As)ppm(Sn.4)ppm(Sb.5)ppm(P.10)ppm(X
+++=
Watenabe (Fator J) 410(%)].Sn(%)P(%)].[Si(%)Mn[J ++=
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Watenabe (Fator J) 10(%)].Sn(%)P(%)].[Si(%)Mn[J ++=
Sugiyama (PE) ( ) ( )AsSn.4Sb.5P.10.5,34
Si3
CrMoMnCPE ++++++++=
Fator J Fator X Outros
ASTM A387*(1) J < 150 X<15ppm Cu≤0,20%;Ni≤0,30%
API 934*(2) J < 100 X<15ppm Cu≤0,20%;Ni≤0,30%;Mn+Si≤1,1%
Petrobras N1704 Rev. C*(3)
Cr>2%:J<100 (ideal 80ppm) Cr<2%:J<200 (ideal 150ppm)
X<20ppm (ideal 15ppm) P+Sn=0,012% máx.(Ideal 0,01%)
I-ET-5000.00-000-500-PPC-001**(4)
- X<12ppm PE < 3%
Fatores Críticos dos Aços CrMo
�Fragilização ao Revenido (metal de base e metal de solda)�Step Cooling
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Petrobras N1704 Rev C - REQUISITOS ADICIONAIS PARA VASO DE PRESSÃO EM SERVIÇO COM HIDROGÊNIO.*ASTM A387/A387M-99. Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, Chromium-Molybdenum.
Soldagem de Aços InoxidáveisSoldagem de Aços Inoxidáveis
Aços Inoxidáveis
São utilizados quando há necessidade de:• resistência à corrosão• boa tenacidade a baixas temperaturas• resistência a altas temperaturas
É uma liga metálica apresentando como elementos principais o ferro (Fe), o carbono (C), o cromo (Cr) e o níquel (Ni).
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
• resistência a altas temperaturas
Tipos de aços inoxidáveis:• austeníticos (2XX, 3XX)• ferríticos (4XX)• martensíticos (4XX)• duplex (austeno-ferríticos)• PH (Precipitation Hardened)
Composição Química
Principais elementos
%% CC CrCr NiNi MoMo
AusteníticosAusteníticos < 0,25< 0,25 16,0 16,0 -- 26,026,0 8,0 8,0 -- 40,040,0 0 0 -- 5,05,0
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
FerríticosFerríticos < 0,25< 0,25 12,0 12,0 -- 30,030,0 0 0 -- 5,05,0 0 0 -- 2,02,0
DuplexDuplex < 0,15< 0,15 18,0 18,0 -- 30,030,0 4,0 4,0 -- 10,010,0 0 0 -- 2,02,0
MartensíticosMartensíticos 0,1 0,1 -- 0,30,3 11,0 11,0 -- 17,017,0 0 0 -- 3,03,0 0 0 -- 2,02,0
Consumíveis Aplicáveis
Correspondende ASME II Part C SFA-A5.4/SFA-5.4MSFA-A5.22/SFA-5.22M SFA-A5.9/SFA-5.9M SFA-A5.9/SFA-5.9M SFA-A5.9/SFA-5.9M
SMAW (MMA)
FCAW (ARAME TUBULAR)
GTAW (TIG) GMAW (MIG) SAW (ARCO SUBMERSO)
18Cr 8Ni308L OK 61.30 Shield-Bright 308L OK Tigrod 308L OK Autrod 308LSi OK Flux 10.93 + OK Autrod 308L
23Cr 12Ni309L OK 67.61 Shield-Bright 309L OK Tigrod 309L OK Autrod 309LSi OK Flux 10.93 + OK Autrod 309L
18Cr 10Ni 3Mo316L OK 63.30 Shield-Bright 316L OK Tigrod 316L OK Autrod 316 LSi OK Flux 10.93 + OK Autrod 316L
19Cr 9Ni 3Mo317L
OK 64.30BR Shield-Bright 317L OK Tigrod 317L OK Autrod 317 L
18Cr 10Ni + Nb
Res
iste
nte
a C
orr
osã
o
Metal de Base (AISI/UNS/ASTM)
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
18Cr 10Ni + Nb347 OK 61.84 Shield-Bright 347 OK Tigrod 347 OK Autrod 347Si OK Flux 10.93 + OK Autrod 347
20Cr 25Ni 5Mo CuNL 904L OK 69.33 OK Tigrod 385 OK Autrod 385 OK Flux 10.93 + OK Autrod 38522Cr 5Ni 3Mo
2205 OK Tubrod 14.27 OK Tigrog 2209 OK Autrod 220922Cr 5Ni 3Mo
2507 OK 68.53 OK Tubrod 14.28 OK Tigrog 2509 OK Autrod 2509
25Cr 4Ni327 OK 68.55 OK Tubrod 14.28 OK Tigrod 2509 OK Autrod 2509 OK Flux 10.93 + OK Autrod 2509
22Cr 12Ni309 OK 67.73 Shield-Bright 309H OK Tigrod 309 OK Autrod 309 OK Flux 10.93 + OK Autrod 309
25Cr 20Ni310
OK 67.15 / OK 67.16 OK Tigrod 310 OK Autrod 310 OK Autrod 310 + OK Flux 10.93
Res
iste
nte
a C
orr
osã
oR
esit
ente
ao
C
alo
r
Estrutura :• Austenita (CFC)
• Características :• Constitui o grupo mais numeroso e utilizado
Aços Inoxidáveis Austeníticos
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
• Não é temperável (não é endurecível por tratamento térmico)
• Apresentam a temperatura ambiente baixo limite de escoamento, alto limite de resistência e elevada ductilidade
• São os que apresentam melhor soldabilidade e resistência à corrosão
Aços Inoxidáveis Austeníticos
São os aços inoxidáveis de maior emprego, devido à sua elevada resistência à corrosão, mesmo com maior custo que os aços inoxidáveis ferríticos.
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Classificações AISI – série 300:301, 302, 303, 304, 308, 309, 310, 316,
317, 321, 347Sufixo L – baixo teor de carbono Sufixo H – alto teor de carbono
Aplicações :Trocadores de calorVasos de pressãoTubulações para as indústrias:
- química- alimentícia- geração de energia
Cuidados :• Não realizar pré-aquecimentoPrecipitação de carbonetos
Aços Inoxidáveis Austeníticos
Fatores Críticos Durante a Soldagem
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
• Não realizar pré-aquecimento• Soldar em velocidades mais altas• Usar consumíveis com menor teor de P e S e maior relação Mn/S.• Quando possível, selecionar metal de adição que possibilite uma estrutura austeno-ferrítica na solidificação para que não haja formação de trincas a quente.
Precipitação de carbonetosFormação de fase SigmaDistorção
Estrutura:• Ferrita (CCC)
Características:• Apresenta um baixo coeficiente de expansão térmica e
uma boa resistência à corrosão e oxidação, inclusive a
Aços Inoxidáveis Ferríticos
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
uma boa resistência à corrosão e oxidação, inclusive a alta temperatura;
• Menor tendência a distorção;• Baixo custo em função do baixo teor de Ni;• Grau de aços mais ligados apresentam baixa tenacidade
a baixas temperaturas e uma maior tendência a fragilização a elevada temperatura
Aços Inoxidáveis Ferríticos
São os aços inoxidáveis de menor custo que os aços inoxidáveisausteníticos, porém apresenta menor resistência á corrosão.
São muito resistentes a álcalis fracos, sais neutros e alcalinos eresistentes ao ataque por H2S em alta temperatura.
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Aplicações:• Tanques com para fluidos com teor de enxofre >1% á
temperaturas >300ºC.• Torres de craqueamemto
Classificações AISI – série 400:• 405, 406, 430, 442, 443, 446
Aços Inoxidáveis Ferríticos
•Crescimento de grão
•Precipitação de carbonetos e nitretos
•Perda de dutilidade•Perda de tenacidade •Perda de resistência à corrosão
Fatores críticos durante a soldagem
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
•Precipitação de carbonetos e nitretos
•Formação de rede de martensita nos contornos dos grãos
•Perda de resistência à corrosão da região da solda
Cuidados:•Consumíveis de soldagem com composição química semelhante ou próxima ao metal de base. •Consumíveis austeníticos•Aplicação de consumíveis austeníticos não são recomendados em ambientes onde a resistência a corrosão sob tensão em meio clorado ou contendo enxofre é requerido.•Pré-aquecimento (150 – 200 °C) pode ser requerido para prevenir trincas em aços com espessuras maiores que 3mm, de graus em que ocorre a formação de martensita
Estrutura :• Martensita
Características :• Apresentam elevada temperabilidade
Aços Inoxidáveis Martensíticos
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
• Apresentam elevada temperabilidade• Possui resistência à corrosão inferior aos demais
aços inox (sendo satisfatória em meios fracamente corrosivos)
• São adequados para aplicações que requerem elevada resistência mecânica, dureza e resistência a abrasão ou erosão em ambientes secos ou úmidos
Soldabilidade:• Aços com baixo teor de C – Boa soldabilidade;• Aços com teor de C > 0,15% - apresentam maior
temperabilidade ao ar – necessidade de pré-aquecimento/minima temperatura de interpasse /pós
Aços Inoxidáveis Martensíticos
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
aquecimento/minima temperatura de interpasse /pósaquecimento / tratamento térmico pós soldagem(revenimento) ;
• Temperatura de pré-aquecimento 230 – 290 °C;• Tratamento térmico pós soldagem 650 / 760 °C,
seguido de resfriamento lento.
Aplicações:• Ferramentas• Peças de máquinas• Cutelaria
Aços Inoxidáveis Martensíticos
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Classificações AISI – série 400:• 403, 410, 414, 416, 431, 420, 440
Aços Inoxidáveis Martensíticios
Fatores críticos durante a soldagem
formação de trincas de
Cuidados :• Realizar pré-aquecimento entre 230 e 290ºC• Realizar pós-aquecimento entre 650 e 760ºC• Realizar resfriamento lento até a temperatura
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
formação de trincas de têmpera em função do hidrogênio
• Realizar resfriamento lento até a temperatura ambiente• Usar consumíveis com menor teor de hidrogênio.• Priorizar processos que aportem menos hidrogênio• Quando o pré-aquecimento for impossível, metal de adição inoxidável austenítico deve ser usado.
Estrutura :• Austenita + Ferrita
Características:• Elevada resistência à corrosão• Elevada resistência mecânica
Aços Inoxidáveis Duplex
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Seção reta de uma solda em um aço inoxidável duplex. O metal de solda está à esquerda e o metal de base à
direita. A ferrita é azul e a austenita é branca (20x)
• Boa soldabilidadeAplicações :
• Indústria petroquímica(oleodutos e gasodutos)
Classificações AISI:• 329, 2205, 2304, 255
•Aços duplex apresentam boa soldabilidade;
•Pré-aquecimento não é necessário, mas o calor aportado deve estar dentro de certos limites dependendo do grau.
•Um baixo calor aportado ( heat input) resulta em
Soldabilidade dos Aços Inoxidáveis Duplex
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
•Um baixo calor aportado ( heat input) resulta em uma elevada velocidade de resfriamento e em elevado teor de ferrita.
•Um alto calor aportado (heat input) pode resultar na precipitação de fases nocivas, em particular nos superduplex, resultando em menor tenacidade e resistência a corrosão.
Consumível:
•Consumíveis de soldagem são duplex, com ligeira diferençaem termos de composição do metal de base;
•Os consumíveis de soldagem necessitam apresentar
Aços Inoxidáveis Duplex
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
elementos que promovam a formação de austenita,normalmente Ni, de forma a evitar a formação excessiva deferrita.
Fatores críticos durante a soldagem
Teor muito elevado de ferritaCuidados:
• Controle da energia de soldagem e da
Aços Inoxidáveis Duplex
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Precipitação de nitretos de cromo
Precipitação de compostosintermetálicos
• Controle da energia de soldagem e da temperatura de pré-aquecimento.• Usar mistura Ar-N2 como gás de proteção.
Limpeza– a soldagem de aços inoxidáveis requer uma limpeza
especial da junta a ser soldada e do local da soldagem
– não se deve utilizar as mesmas ferramentas
Técnica de Soldagem
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
– não se deve utilizar as mesmas ferramentas empregadas para a limpeza de aços carbono, para evitar contaminação
– não se deve soldar aços inoxidáveis no mesmo local de soldagem de aços carbono
Seleção de Consumíveis
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Diagrama de Schaeffler
Diagrama de DeLong
Soldagem de Ligas de NíquelSoldagem de Ligas de Níquel
Aplicações
Indústria petroquímica, Naval-Offshore, Indústria aeroespacial
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Classificação das Ligas de Níquel
Liga Aplicação Exemplos
Níquel Puro Aplicável em meios com presença de: soda cáustica,
sais, etc.
Nickel 200, Nickel
201, Nickel 205, etc.
Níquel-Cobre Utilizadas para aplicações em tubulações, conexões,
trocadores de calor, etc. Inerte à corrosão atmosférica e
aplicável até em águas salgadas.
Monel 400, Monel
402, Monel 404, etc.
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Níquel-Cromo Utilizadas para altas temperaturas, oxidação e corrosão
Níquel-Cromo-Ferro
Ligas com 20 a 45% de Ni, 13 a 22% de Cr, e o
restante de Ferro. Utilizadas para resistência a corrosão
e oxidação.
Inconel 600, Inconel
800, etc.
Níquel-Molibidênio
Ligas com 16 a 28% de Mo, com adições de Fe e Cr.
Utilizadas para resistência a corrosão.
Hastelloy B.
Níquel-Cromo-Molibidênio
Liga de alta resistência à tração e oxidação em altas
temperaturas. Usada em ambientes de alta corrosão.
Hastelloy C e Inconel
625
As ligas de Níquel possuem:As ligas de Níquel possuem:
1. Resistência à corrosão superior aos aços1. Resistência à corrosão superior aos aços
2. Resistência superior em altas temperaturas2. Resistência superior em altas temperaturas
Propriedades das Ligas de Níquel
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
2. Resistência superior em altas temperaturas2. Resistência superior em altas temperaturas
3. Alta ductilidade do metal de soldado3. Alta ductilidade do metal de soldado
OBS: São muito mais caros que os aços
Soldagem de Ligas de Níquel
Se você consegue soldar aços inoxidáveis, você também consegue soldar ligas de Níquel (fundidas), mas há alguns aspectos que devemos considerar.
Baixa Condutividade Térmica
Pré-aquecimento desnecessário
Soldagem com menor intensidade de corrente
Alto controle de aporte térmico
Limpeza da peça de trabalho antes de qualquer
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Sensibilidade à Contaminação por enxofre e fósforo
Limpeza da peça de trabalho antes de qualquer procedimento de soldagem
Recomendação: Limpeza de 50mm para cada lado a partir do centro do chanfro
Baixa fluidez da liga
Usar chanfros em peças maiores que 2,4 mm de espessura (chanfros em V, U ou J)
Não aumentar a corrente em caso de baixa penetração. Neste caso recomenda-se a diminuição do nariz
Limpar o metal, limpe com acetona, use um bocal grande, use um mínimo de calor para mover a poça e controle o calor em pequenas cordões seguido de resfriamento
Consumíveis Aplicáveis
Correspondende ASME II Part C SFA-A5.5/SFA-5.5MSFA-A5.28/SFA-5.28M SFA-A5.28/SFA-5.28M SFA-A5.23/SFA-5.23M
SMAW (MMA)
GTAW (TIG) GMAW (MIG) SAW (ARCO SUBMERSO)
Alloy 59 N06059 OK 92.59 OK Tigrod 19.81 OK Autrod 19.81 OK Autrod 19.81 + OK Flux 1090 ou 1016Alloy 400 N06600 OK 92.86 OK Tigrod 19.93 OK Autrod 19.93Alloy 800 N06600 OK 92.28 OK Tigrod 19.85 OK Autrod 19.85 OK Autrod 19.85 + OK Flux 1090 ou 1016Alloy 600 N06600 OK 92.28 OK Tigrod 19.85 OK Autrod 19.85* OK Autrod 19.85 + OK Flux 1090 ou 1016
Metal de Base (AISI/UNS/AST
Lig
as d
e N
íqu
el
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Alloy 600 N06600 OK 92.28 OK Tigrod 19.85 OK Autrod 19.85* OK Autrod 19.85 + OK Flux 1090 ou 1016Alloy 625 N06625 OK 92.45 OK Tigrod 19.82 OK Autrod 19.82* OK Autrod 19.82 + OK Flux 1090 ou 1016Alloy 825 N08825 OK 92.28 OK Tigrod 19.85 OK Autrod 19.85 OK Autrod 19.85 + OK Flux 1090 ou 1016
Lig
as d
e N
íqu
el
Soldagem Chapas cladeadas
� Revestimento anticorrosivo com forte ligação metalúrgica na interface bimetálica
� Espessura da chapa de revestimento é sempre maior que 2,0 mm sendo 4,0 mm o valor mais empregado industrialmente
� Normas de projetos consideram que as chapas de revestimento também
Cladeamento - Definição
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
� Normas de projetos consideram que as chapas de revestimento também são responsáveis por condicionar resistência mecânica ao componente
� Geralmente a chapa de metal base é responsável por condicionar resistência ao componente e a chapa de clad é responsável pelo revestimento anti-corrosivo
� Devem-se seguir procedimentos adequados de soldagem para minimizar a diluição evitando a contaminação do metal base e queda na resistência à corrosão
Soldagem Chapas cladeadas
� Em chapas finas (4,5 mm a 9,5 mm) é comum realizar o enchimento apenas com o consumível indicado para a chapa de revestimento
� Em peças com espessura maior que 9,5 mm é comum a preencher parte do chanfro com consumível adequado para o substrato e o restante (região mais próxima da chapa anti-corrosão) com consumível para o material do revestimento (ou mesmo mais ligado)
� Soldagem de chapas finas deve ser feita em ambos os lados. Primeiro
Cladeamento - Definição
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
� Soldagem de chapas finas deve ser feita em ambos os lados. Primeiro passe na região do clad
� Soldagem de chapas grossas deve ser feita em ambos os lados. Porém, pode-se utilizar consumível mais barato na região do substrato
Soldagem Chapas cladeadasCladeamento – Problemas
Possibilidade da ocorrência de defeitos na soldagem
Causa: Diluição tanto no metal base quanto no revestimento
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Efeito da diluição de ferro na chapa de revestimento
Efeito da diluição de níquel no substrato
Diminuição da capacidade de resistência anti-corrosiva
Aumento excessivo de dureza gerando trincas
Revestimento com Fita
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Revestimento com Fita
Processos de revestimento com fita
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
SAW
Arco Submerso
ESW
Eletroescória
Vantagens do processo de revestimento com fita
• Altas da taxas de deposição• Baixa diluição do metal de base devido a uma menor
penetração.• Alta densidade de corrente de trabalho (cerca de
1000–1250 A com fitas de 60 mm de largura,
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
1000–1250 A com fitas de 60 mm de largura, correspondendo a 33–42 A/mm²). Com alguns fluxos especiais pode chegar a 2000 A que corresponde a 70 A/mm².
• Altas da velocidades de soldagem resultando em uma maior área recoberta por unidade de tempo m²/h.
A imagem não pode ser exibida. Talvez o computador não tenha memória suficiente para abrir a imagem ou talvez ela esteja corrompida. Reinicie o computador e abra o arquivo novamente. Se ainda assim aparecer o x vermelho, poderá ser necessário excluir a imagem e inseri-la novamente.
Automatização de Processos
Fontes Inversoras
OrigoTM Arc 286i
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
OrigoTM Arc 286i
AristoTM Mig 5001i Multivoltage
AristoTM Tig 4000i
Sistemas de Controle
• Mais de 230 linhas de sinergismo pré-programadas.
• Equipado com as funções Aristo SuperPulse que dá total controle do aporte térmico e redução de respingos
• Função QSet que permite precisão mesmo fora da posição plana
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
da posição plana• Função Pulsado que permite soldar passes de
raiz com facilidade e precisão.• Até 3 níveis de usuários com permissões
distintas de acesso para cada nível através de bloqueio por senha,
• Fazer integração com robô e controlar parâmetros de solda (estatísticas de produção e qualidade) com o software WeldPoint.
AristoTM Pendant U82 Plus
Automação
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Corte
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
ESP 101
Sabre SXECombirex
Obrigado
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
Halinson Faustino Dias CamposTelefone: 31 [email protected]
Soldagem Chapas cladeadas
� Retirada da região do revestimento para preenchimento do cordão e em
Cladeamento – Técnicas de soldagem
� Penetração dos cordões no substrato deve ser tal que evite atingir a região da chapa clad
� Aumento da região de nariz para evitar diluição de níquel na região do substrato
ESAB S.A. Indústria e Comércio/Maio 2010Segmento Óleo e GásHalinson Faustino Dias Campos
� Retirada da região do revestimento para preenchimento do cordão e em seguida refazer o revestimento com um consumível mais ligado que o próprio metal anti-corrosivo