Efeito da deformação a frio e tratamentos térmicos em tubos e juntas soldadas do grau API X70Q.

Abstract

O grau API X70Q é obtido a partir do tratamento térmico de aços ARBL, apresentando boa relação entre resistência mecânica e tenacidade à fratura sendo, portanto, de ampla utilização na construção de malhas dutoviárias para condução de óleo e gás. Além de suas propriedades mecânicas favoráveis, destaca-se sua boa soldabilidade (baixo teor de carbono equivalente) e a possibilidade de redução da espessura de parede dos tubos, gerando uma significativa diminuição nos custos finais do projeto. No processo de montagem de tais malhas dutoviárias destaca-se o processo de soldagem, sendo este responsável pela união dos tubos. Dentre as técnicas existentes, observa-se uma tendência atual na utilização dos processos GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) e GMAW (Gas Metal Arc Welding), com chanfros estreitos. Em adição ao processo de união, as condições geográficas dos locais de instalação dos pipelines levam a uma necessidade de deformar (a frio ou a quente) os tubos e/ou regiões soldadas. Ambos os processos, soldagem e deformação, são de grande importância metalúrgica devido às suas influências diretas nas propriedades mecânicas do material. Portanto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar o impacto que tal processo de deformação a frio (seguido ou não de tratamento térmico) em campo tem sobre a microestrutura e propriedades mecânicas de tubos e juntas soldadas. Realizou-se a soldagem (GTAW - automatizada e GMAW - manual) circunferencial em segmentos de tubos sem costura do grau API X70Q pelos processos GTAW (passes de raiz) e GMAW (passes de preenchimento e acabamento). Posteriormente, simularam-se em amostras duas condições que ocorrem em campo: deformação a frio (em duas angulações distintas) e deformação a frio seguido de tratamentos térmicos. Subsequentemente, foi realizada a avaliação microestrutural e mecânica (tração e dureza) em tais amostras com o intuito de se observar a influência de tais práticas na estrutura e propriedades mecânicas no metal de base e em juntas soldadas, sendo constatado que tais práticas possuem impacto direto no material estudado. Foi possível observar/sugerir que o material apresentou, após tratamento térmico, uma microestrutura composta por ferrita e bainita. De forma geral constata-se que o processo de deformação a frio levou a um aumento na resistência mecânica devido ao encruamento do material. Já a deformação a frio seguida de tratamento térmico levou a um aumento da resistência mecânica devido ao refino de grão, sendo esta maior se comparada à condição anterior (apenas deformado a frio).