Especificações técnicas Vol.21

Vol.21: O TRUSTARC™ DW-A62LSR (A5.29 E91T1-GM) melhora a resistência à entalhe do metal de solda HSLA após o PWHT.

Vol.20: Recent developments of AWS specifications

Na construção de estruturas tais como tanques esféricos e recipientes sob pressão, as soldaduras são submetidas a tratamento térmico pós-soldagem (PWHT) para reduzir as tensões residuais induzidas por soldadura e para melhorar a tenacidade à fratura e as propriedades de fadiga das soldaduras. À medida que essas estruturas cresceram em tamanho e estão sendo operadas em pressões ainda mais elevadas, em paralelo com o crescimento recente da demanda de energia, os materiais de aço utilizados têm sido cada vez mais reforçados. Para a empresa com essa tendência, TRUSTARC™ DW-A62LSR, um fio fluxado de tipo rutile (FCW) para HT610 ou materiais de aço de classe superior, foi desenvolvido e confirmado para satisfazer os seguintes requisitos:

Como soldado: TS ≧ 621MPa (90ksi), vE ≧ 27J a -6℃
PWHT: TS ≧ 586MPa (85ksi), vE ≧ 27J a -40℃

A Tabela 1 mostra as composições químicas típicas de metal depositado com TRUSTARC™ DW-A62LSR.

Tabela 1: Composições químicas de metal depositado (% em massa)
C Si Mn P S Ni Outras
0.05 1.14 1.29 0.007 0.008 2.59 Mo, Ti, B

As Figuras 1 e 2 mostram a relação entre as condições de PWHT e as propriedades mecânicas do metal depositado.


Figure 1

Figura 1: Relação entre a resistência à tracção e o parâmetro temperado de Larson Miller (LMTP)
LMTP = T (20 + log t).
(T: Temperatura [K]; t: tempo de espera [hora])

Figure 2

Figura 2: Relação entre a energia absorvida e o LMTP


O efeito da entrada de calor (taxa de resfriamento a 540℃ [℃/ seg], calculada pela equação de Rosenthal) na resistência à tração e energia absorvida do metal depositado nas condições soldadas e PWHT foi estudado e os resultados são mostrados nas Figuras 3 e 4 , respectivamente.

Figure 3

Figura 3: Relação entre a resistência à tracção e a taxa de arrefecimento a 540℃ em como soldadas e em condições PWHT (620℃ × 8 horas; LMTP = 18,7 × 103) Linha contínua: como soldada; Linha pontilhada: PWHT

Figure 4

Figura 4: Relação entre a energia absorvida e a taxa de resfriamento a 540℃ em como soldadas e em condições PWHT (620℃ × 8 horas; LMTP = 18,7 × 103) Linha sólida: como soldada; Linha pontilhada: PWHT


Realizou-se um ensaio de soldadura de juntas de topo nas condições mostradas na Tabela 2.

Tabela 2: Condições de soldagem
Arame para soldar DW-A62LSR (1.2mmΦ)
Metal de base Aço de classe TS610MPa (espessura de 60 mm)
Dimensão do sulco

Figure 4

Depois de soldar o lado de face, o sulco do lado reverso foi usinado para uma forma de ângulo de 50° e uma profundidade de 35 mm.
Posição e parâmetros de soldagem (entrada de calor) (1) Plano (1G): 270A-28V (1,2 kJ/mm)
(2) Horizontal (2G): 260A-28V (0,8kJ/mm)
(3) Vertical-acima (3G): 220A-24V (2.4kJ/mm)
PWHT Como soldado & 620℃ × 8 horas (LMTP 18,7 × 10³)
Temperatura de pré-aquecimento e interpassagem 90-110℃ e 140-160℃
Gás de blindagem 80% Ar-20% CO2, 25 litros/min

A Figura 5 mostra as macroestruturas das juntas soldadas em posições 1G, 2G e 3G. Os resultados dos ensaios das propriedades mecânicas nas condições soldadas e PWHT são apresentados na Tabela 3.

Figure 5

Figura 5: Macroestrutura de juntas soldadas (posições 1G, 2G e 3G da esquerda para a direita)



Tabela 3: Propriedades mecânicas da junta soldada (Localização: centro)
Posição Condição PWHT Propriedades de tracção Resistência à entalhe
0.2%PS
[MPa]		 TS
[MPa]		 El
[%] 		Energia absorvida (J)
-60℃ -40℃
1G AW *1 713 748 22 67 81
PWHT *2 627 692 22 41 61
2G AW *1 722 752 22 81 91
PWHT *2 678 721 27 47 62
3G AW *1 640 706 24 61 90
PWHT *2 619 686 28 31 64

*1 AW: as welded　*2 PWHT: 620℃ x 8 hours


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