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Tipo do documento: Dissertação
Título: Caracterização de junta soldada por processo TIG autógeno em aço UNS S32707 simulando um trocador de calor para aquecimento de petróleo
Título(s) alternativo(s): Characterization of joint welded by TIG autogenous steel process UNS S32707 simulating a heat exchanger for oil heating
Autor: Santos, Waleska Gonçalves dos 
Primeiro orientador: Diniz, Marilia Garcia
Primeiro membro da banca: Peripolli, Suzana Bottega
Segundo membro da banca: Figueiredo, Marco Antonio Gaya de
Terceiro membro da banca: Pimenta, André Rocha
Quarto membro da banca: Perez, Gerônimo
Resumo: O aço inoxidável hiperduplex UNS S32707 é utilizado pela indústria por suas excepcionais propriedades mecânicas e resistência a corrosão, segundo o fabricante. Esse material apresenta uma microestrutura relativamente balanceada entre as fases ferrítica e austenítica, utilizando as melhores características de cada uma delas. Por ser um processo que envolve calor e fusão localizada, a soldagem do material pode causar um desequilíbrio entre essas fases, que leva a uma piora na resistência a corrosão do material, e podem fazer surgir fases indesejadas como a sigma (σ) e a chi (γ), que fazem com que o material tenha uma queda de tenacidade e fragilização, ambos os casos fazendo com que percam seu bom desempenho. Este trabalho objetivou avaliar a presença dessas fases deletérias em juntas soldadas por processo TIG autógeno com arco pulsado em aço hiperduplex UNS S32707 com a presença de nitrogênio em duas diferentes composições no gás de proteção (2,5% de Nitrogênio padrão usual para soldagem e 5,5% de Nitrogênio teor não usual). Foram utilizadas técnicas de microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise semiquantitativa por espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e técnicas de difração por elétrons retroespalhados (EBSD). Finalmente, as diferentes condições soldadas foram submetidas a dois tipos distintos de testes de corrosão, ambos baseados na norma ASTM G48-99: uma utilizando solução de cloreto férrico e outro com petróleo cru, simulando condições de trabalho para as juntas soldadas em trocadores de calor em refinaria de petróleo, ambos a elevadas temperaturas. Nenhuma presença de fases sigma ou chi foi encontrada, tão pouco a presença de nitretos de cromo devido à presença de maiores teores de nitrogênio no gás de proteção. O teste de corrosão realizado conforme norma ASTM G48-99 método A com solução de cloreto férrico (na maior temperatura considerada na norma, de 55°C), apresentou resultados de taxa indicativa de corrosão de 0,00015 e 0,0003 g/cm2 onde um exame visual foi realizado e as amostras mostraram-se com bom aspecto não se considerando um processo de corrosão visível, e em comparação com outros testes outrora realizados, não mostrou um resultado consistente. O teste de corrosão / simulação operacional utilizando-se petróleo cru não causou qualquer alteração nas amostras, nem de aparência, nem de peso. Muito embora o teste com petróleo cru, simulando as condições reais de um trocador de calor, não tenha sido corroborado pelo teste conforme a norma ASTM G48-99 método A com solução de cloreto férrico, as amostras mostraram-se com aspecto bem preservado após o mesmo, isto é, mantiveram seus aspectos de tamanho, brilho e peso, podendo-se assim considerar que não houve processo de corrosão visível.
Abstract: The stainless steel hyperduplex UNS S32707 is used by the industry for its exceptional mechanical properties and resistance to corrosion, according to the manufacturer. This material presents a relatively balanced microstructure between the ferritic and austenitic phases, using the best characteristics of each one. Because it is a process involving localized heat and fusion, the welding of the material can cause an imbalance between these phases, which leads to a deterioration in the corrosion resistance of the material and may cause undesired phases such as sigma (σ) and chi (γ), which causes the material to have a decrease of toughness and embrittlement, both cases causing them to lose their good performance. This work objected to evaluate the presence of these deleterious phases in welded joints by autogenous TIG process with pulsed arc in UNS S32707 hyperduplex steel with the presence of nitrogen in two different compositions in the shielding gas (2.5% of standard Nitrogen for welding and 5.5% Nitrogen - unusual content).Optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), semiquantitative analysis by dispersive energy spectroscopy (EDS) and backscattered electron diffraction (EBSD) techniques were used. Finally, the different welded conditions were subjected to two different types of corrosion tests, both based on the ASTM G48-99 standard: one using ferric chloride solution and the other with crude oil, simulating working conditions for welded joints in heat exchangers in an oil refinery, both at high temperatures. No presence of sigma or chi phases was found, nor even the presence of chromium nitrides due to the presence of higher nitrogen contents in the shielding gas. The corrosion test performed according to ASTM G48-99 - method A with ferric chloride solution (at the highest temperature considered in the standard of 55°C), presented results of indicative corrosion rate of 0.00015 and 0.0003 g/cm2 where a visual examination was performed and the samples showed good appearance considering a visible corrosion process, and in comparison with other tests previously performed, did not show a consistent result. The corrosion / operational simulation test using crude oil did not cause any changes in the samples, neither appearance nor weight. Although the test with crude oil, simulating the actual conditions of a heat exchanger, was not corroborated by the test according to ASTM G48-99 - method A with ferric chloride solution, the samples showed a well-preserved appearance after the same, that is, they maintained their aspect of size, brightness and weight, being able to consider that there was no process of visible corrosion.
Palavras-chave: Mechanical Engineering
Joints (engineering)
Hyper duplex steel
TIG welding
Nitrogen
Crude oil: ASTM G48-99
Engenharia mecânica
Juntas (Engenharia)
Aço hiperduplex
soldagem TIG
Nitrogênio
petróleo cru
ASTM G48-99
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Citação: SANTOS, Waleska Gonçalves dos. Caracterização de junta soldada por processo TIG autógeno em aço UNS S32707 simulando um trocador de calor para aquecimento de petróleo. 2018. 96 f. Dissertação (Mestrado em Fenômenos de transporte; Mecânica dos sólidos) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11745
Data de defesa: 4-Mai-2018
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Mecânica

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