Estudo da influência da soldagem de diferentes corpos de provas de aço inox 316l através do processo de soldagem GTAW orbital autógena
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Monografia de especialização
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Ariel Rodriguez Arias
Annelise Zeemann do Pinho
Annelise Zeemann do Pinho
Resumo
As indústrias petrolíferas são uma das mais importantes do mundo, uma vez que alimenta as principais matrizes energéticas, colabora na produção de bens essenciais em vários setores da economia, além disso, movimenta uma ampla cadeia produtiva e impulsiona o desenvolvimento tecnológico e a geração de empregos. As unidades de produção precisam operar as válvulas submarinas fazendo suas abertura e fechamento que controlam o fluxo da produção, as mesmas são administradas por um sistema de controle hidráulico onde as linhas são tubos de pequeno diâmetro, geralmente usam energia hidráulica, entregue a partir da superfície por um umbilical. A maioria dos desenvolvimentos submarinos também requer injeção de produtos químicos, por ex. para controlar formação de parafina interna, incrustações, hidratos e corrosão. Em aplicações submarinas, o vazamento de fluidos de controle hidráulico e produtos químicos de tratamento muitas vezes é inaceitável tanto do ponto de vista ambiental como operacional. Consequentemente, uma técnica de união de alta confiabilidade é necessária para injeção hidráulica e química em tubulação de pequeno diâmetro e acessórios associados. O presente estudo tem por objetivo realizar o estudo da influência da soldagem de diferentes corpos de prova de aço inox 316L através do processo de soldagem GTAW orbital autógena. O trabalho se deu por meio de um estudo de caso em uma empresa X, utilizando tubos de aço inoxidável austenítico AISI 316L de diferentes fabricantes como corpos de prova de prova, usando parâmetros específicos pré-definidos na especificação de procedimento de soldagem (EPS) de forma a mapear e entender os possíveis causadores da não repetibilidade do programa de soldagem, propondo melhorias no processo, tal como uma sistemática de trabalho. Foi realizado a caracterização metalográfica e ensaios mecânicos com objetivo de identificar qual característica na matéria-prima poderia estar contribuindo na necessidade de alteração da corrente de soldagem, além disso, análise do diagrama de Schaeffler, da composição química dos corpos de provas e dos resultados do heat input também foram essenciais para a elaboração dos resultados alcançados. Os resultados indicaram que, de fato, há diferença na soldabilidade de amostras de corpos de prova de diferentes fabricantes, evidenciando assim a complexidade do processo de soldagem de tubos de pequeno diâmetro e mostrando a importância do controle das matéria-prima utilizadas e da implementação de uma sistemática de trabalho. Desta forma, é imprescindível a separação da matéria-prima por fornecedor durante seu recebimento e manipulação na produção.
Abstract
Oil industries are one of the most important in the world, since they feed the main energy matrixes, collaborate in the production of essential goods in various sectors of the economy, in addition, move a wide production chain, drive technological development, and job creation. Production units need to operate underwater valves by opening and closing them, which control the production flow. They are managed through a hydraulic control system where the lines are small diameter tubes, which receive cathodic protection when submerged and hydraulic fluids are non-corrosive. They usually use hydraulic power, delivered from the surface via an umbilical. Most subsea developments also require injection of chemicals, e.g. for controlling internal wax formation, scaling, hydrates and corrosion. In subsea applications, the leakage of hydraulic control fluids and treatment chemicals will often be unacceptable both from the environmental and the operational points of view. Consequently, a high reliability joining technique is required for the small diameter hydraulic/chemical injection tubing and associated fittings. The present study aims to conduct the study of the influence of welding of different 316L stainless steel specimens through the autogenous orbital GTAW welding process. The work was carried out through a case study in a company X, using AISI 316L austenitic stainless-steel pipe from different manufacturers as test specimens, using specific parameters predefined in the welding procedure specification (WPS) to map and understand the possible causes of non-repeatability of the welding program, proposing improvements in the process, such as a work system. Metallographic characterization and mechanical tests were conducted, to identify which characteristic in the raw material could be contributing to the need to change the welding current, in addition, analysis of the Schaeffler diagram, the chemical composition of the test specimens and the results of heat input were also essential for the elaboration of the results achieved. The results indicated that, in fact, there is a difference in the weldability of samples of specimens from different manufacturers, thus showing the complexity of the welding process for small diameter pipes and showing the importance of controlling the raw materials used and the implementation of a work system. In this way, it is essential to separate the raw material by supplier during its receipt and handling in production.
Assunto
Soldagem, Metais - Soldabilidade, Ligas de aço - Soldagem, Tubos de aço
Palavras-chave
AISI 316L, Soldagem GTAW orbital autógena, EPS, Diferentes fabricantes de tubos de pequenos diâmetros