T‰CNICAS DE SOLDAGEM APLICADAS € Pblicos/01...  1.25Cr 0,5Mo P/T11 OK 76.16 / Atom...

download T‰CNICAS DE SOLDAGEM APLICADAS € Pblicos/01...  1.25Cr 0,5Mo P/T11 OK 76.16 / Atom Arc 8018-CM

of 56

  • date post

    20-Aug-2018
  • Category

    Documents

  • view

    213
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of T‰CNICAS DE SOLDAGEM APLICADAS € Pblicos/01...  1.25Cr 0,5Mo P/T11 OK 76.16 / Atom...

  • II SEMINRIO PETRLEO, GS E ENERGIAS RENOVVEIS

    TCNICAS DE SOLDAGEM APLICADAS TCNICAS DE SOLDAGEM APLICADAS INDSTRIA DO PETRLEO/GS

    Halinson Faustino Dias Campos

  • Sumrio

    1. Introduo aos Materiais Aplicados no Segmento de leo e Gsa. Definio de Equipamentos de Processob. Classificao dos Materiais para Equipamentos de Processoc. Fatores Relativos Seleo de Materiais

    2. Soldagem de Aos Resistentes Fluncia

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    2. Soldagem de Aos Resistentes Fluncia

    3. Soldagem de Aos Inoxidveis

    4. Soldagem de Ligas de Nquel

    5. Automatizao de Processos

  • Introduo aos Materiais Aplicados no Segmento de leo e Gsno Segmento de leo e Gs

  • Definio de Equipamentos de Processo

    Equipamentos de processos so aqueles usados em industrias de processo, nas quais materiais slidos ou fluidos sofrem transformaes fsicas ou qumicas, ou as que se dedicam armazenagem, manuseio, ou distribuio de fluidos.

    Refinarias de petrleo Industrias qumica e petroqumica Industrias alimentares e farmacuticasIndustrias de

    Processo

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    Centrais termoeltricas Terminais de distribuio de petrleo Instalaes de processamento de petrleo (on shore ou off shore)

    Processo

    Equipamentos de Calderaria Mquinas Tubulaes

    Classificao de Equipamentos de Processo

  • Fatores Relativos Seleo de Materiais

    Relativos resistncia mecnica do material

    Relativos fabricao do equipamento

    Relativos ao servio

    Propriedades mecnicas do material

    Temperatura de servio, ao dos fluidos, Efeito dos resduos provenientes da corroso, nvel de tenses, natureza dos esforos.

    Soldabilidade, usinabilidade e facilidade de conformao do material

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    Disponibilidade dos materiais

    Custo do material

    Experiencia prvia

    Tempo de vida previsto

    Variaes toleradas de forma e/ou dimenes

    Segurana

    Outros Fatores Coeficiente de atrito, condutividade trmica, mtodo de fixao, dureza e resistencia abraso, possibilidade de soldas dissimilares

  • Classificao dos Materiais para Equipamentos de Processo

    Aos-CarbonoAos-Liga

    Aos InoxidveisFerros FundidosFerro MalevelFerro Forjado

    Ferros-Ligados

    Metais ferrosos

    Aos Baixa Liga 5% e 10%

    Aos ao Cr-Mo, resistentes Fluncia

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    Metais no-ferrosos

    Nquel e Ligas

    Cobre e Ligas

    Alumnio e LigasChumbo e Ligas

    Titnio, Zircnio e Ligas

    Materiais no-metlicos

    Materiais Plsticos

    Concreto ArmadoCimento-amianto

    Barro VibradoVidro, Cermica

    BorrachasGrafitaAsfalto

    InconelMonel

    IncoloyHastelloy

  • Soldagem de Aos Resistentes Fluncia Fluncia

  • Fluncia

    A fluncia a deformao plstica que ocorre num material, sob tenso constante ou quase constante, em funo do tempo. A temperatura tem um papel importantssimo nesse fenmeno.

    Ela se d em funo do movimento das discordncias (defeitos) presentes na microestrutura dos materiais.

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    microestrutura dos materiais.

    Existem metais que exibem o fenmeno de fluncia mesmo temperatura ambiente, enquanto outros resistem a essa deformao mesmo a temperatura elevadas.

  • Aplicaes de Aos Resistentes Fluncia

    So aplicados em vasos de presso, torres de craqueamento, caldeiras, tubulaes, trocadores de calor e turbinas a gs, alm de outros equipamentos de processo onde estejam sujeitos alta temperatura e presso.

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    Vaso de presso fabricado em Ao Ferrtico 2,25Cr-1Mo

    Torre de Craqueamento fabricada em Ao Ferrtico 12Cr-1Mo

  • Ligas Resistentes a FlunciaAos 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. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson 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

  • Relao Eficiencia x Temperatara x Presso

    Ingo von Hagen and Walter Bendick, CREEP RESISTANT FERRITIC STEELS FOR POWER PLANTS, Mannesmann Forschungsinstitut GmbH, Germany.

    Custos, Emisses

    Temperatura, Presso

    Eficincia

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

  • Consumveis Aplicveis

    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)

    Ao

    s B

    aixa

    Lig

    a ao

    CrM

    o

    Res

    iste

    nte

    s a

    Flu

    nci

    a

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson 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

    Ao

    s B

    aixa

    Lig

    a ao

    CrM

    o

    Res

    iste

    nte

    s a

    Flu

    nci

    a

    Metal de Base (AISI/UNS/ASTM)

    Ao

    s B

    aixa

    Lig

    a ao

    CrM

    o

    Res

    iste

    nte

    s a

    Flu

    nci

    a

  • Tcnica de Soldagem

    Quando diferentes tipos de aos Cr-Mo so soldados, as condies de pr-aquecimento e de tratamento trmico so determinadas pelo ao de maior teor de liga, mas o metal de adio pode ser selecionado com base no metal base menos ligado.

    AoEspessura da Junta

    % CrPr-

    aquecTemp. de

    Interpasse

    carbono-molibdnio 12mm ---Nenhum 250C

    > 12mm --- 100C 250C

    cromo-molibdniotodas < 2% 200C 300C

    todas 2% 250C** 350C

    heterognias todas qualquer 150C** 200C

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    **Para soldagem TIG, as temperaturas indicadas podem ser reduzidas de 50 C.

    heterognias todas qualquer 150C** 200C

    AoEspessura da Junta

    % CrPs-

    aquec

    carbono-molibdnio 25mm --- Nenhum

    > 25mm --- 200C

    cromo-molibdnio

    > 20mm 2% 300C

    > 12mm2% < %Cr < 7% 300C

    heterognias > 62mm 7% 300C

  • Fatores Crticos dos Aos CrMo

    Tratamento Trmico (metal de base e metal de solda) Tratamentos trmicos complexos so realizados para se obter as propriedades

    mecnicas requeridas. Dependendo da liga, tratamentos de normalizao, revenimento e recozimento a

    vrias temperaturas e duraes so requeridos. A taxa de resfriamento tambm deve ser controlada.

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    ser controlada. Para a junta soldada a mesma lgica deve ser seguida e tratamento trmico ps-

    soldagem requerido.

    Ateno

    A temperatura mxima de TTPS no deve ser excedida.

  • Fatores Crticos dos Aos CrMo

    Fragilizao ao Revenido (metal de base e metal de solda) Exposio a temperaturas entre 375 575C por longos perodos de tempo. Grande perda de ductilidade. Causado pelos elementos P, Sb, Sn, As, que migram para os contornos de gro e podem

    reduzir a ductilidade do material. O teor de Mn e Si tambm possui forte influncia. A sensitividade a fragilizao ao revenimento pode ser mensurada atravs de

    tratamentos trmicos e medida de tenacidade.- Step Cooling

    ESAB S.A. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson Faustino Dias Campos

    - Step Cooling Parmetros foram desenvolvidos para estimar a tendncia a fragilizao ao revenido

    - Fator X- Fator J- PE

  • Fatores Crticos dos Aos CrMo

    Fragilizao 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 fragilizao 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. Indstria e Comrcio/Maio 2010Segmento leo e GsHalinson 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

  • Fatores Crticos dos Aos CrMo

    Fragilizao ao Revenido (metal de base e metal d