Os aços inoxidáveis superduplex (AISD) são ligas extensamente utilizadas nas atividades de exploração e produção de petróleo naval e offshore em componentes tais como, trocadores de calor, cabos umbilicais, linhas de injeção de água salgada e em diversos equipamentos que requeiram uma elevada resistência à corrosão com altos valores de resistência mecânica. Estas características são devidas à sua fina microestrutura bifásica composta por proporções semelhantes de austenita e ferrita e aos elementos de liga Cr, Ni, Mo, N e W. Entretanto, durante a soldagem, tal como nas fases de fabricação e montagem de tubulações, podem ocorrer a formação de defeitos, sendo necessários procedimentos de reparos das juntas soldadas. Deste modo, o presente trabalho pretendeu caracterizar a microestrutura, propriedades mecânicas, teor de nitrogênio e a temperatura crítica de pites (CPT) em determinadas regiões de uma junta soldada de AISD UNS S32760 efetuada através do processo GTAW com dois reparos sequenciais. Os resultados exibem um decréscimo do valor da CPT na raiz da solda, apesar de não se manifestar variações tão acentuadas nas propriedades mecânicas analisadas.

Superduplex stainless steels (SDSS) are alloys widely used in the exploration and production of oil. They are used in marine and offshore components such as heat exchangers, umbilicals, seawater injection lines and various other equipment that require high corrosion resistance with elevated mechanical strength values. These characteristics are due to its fine two-phase microstructure composed of similar proportions of austenite and ferrite and the alloying elements of Cr, Ni, Mo, N and W. However, during welding, and also in the stages of fabrication and pipe assembly, the presence of defects may occur that requires the need for repair procedures to be carried out on the welded joint. This study aims to characterize the microstructure, mechanical properties, nitrogen content and critical pitting temperature (CPT) of a SDSS pipe, UNS S32760, in certain regions of a welded joint, where the GTAW welding process was performed, with the completion of two sequential repair procedures. The results show that there is a decrease in the value of the critical pitting temperature at the root of the weld, though there aren't substantial variations in the mechanical properties analyzed.

Os aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais que apresentam elevada resistência à corrosão com altos valores de resistência mecânica motivando sua utilização em diversos componentes de processo na indústria offshore. No entanto, existem grandes desafios na soldagem destes materiais em termos de produtividade e qualidade da junta produzida, tendo em vista sua ampla utilização desde componentes de pequenas espessuras, tais como umbilicais, até de grandes espessuras, como tubulações de linhas de injeção de água salgada. No que concerne a tubulações de espessuras pequenas é empregado satisfatoriamente o processo de soldagem Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) conhecido como TIG. No que diz a respeito a tubulações de paredes espessas foi implementado, recentemente, o processo automático de soldagem por arco submerso (SAW) na linha de pré-montagem de tubulações, aumentando consideravelmente a produtividade das juntas produzidas. No entanto, existe uma grande demanda de tempo para a realização de um novo passe de solda, em virtude da máxima temperatura interpasse exigida ser inferior a 150ºC. Portanto, o presente trabalho apresenta os resultados da caracterização e avaliação da resistência à corrosão de uma junta soldada correspondente a uma tubulação de aço inoxidável duplex (AID) UNS S31803 de 21,4 mm de espessura de parede soldada pelos processos de soldagem MIG (GMAW) na raiz e arco submerso (SAW) no enchimento e acabamento, empregando-se temperaturas interpasses entre 150 e 290ºC. Os resultados da caracterização das propriedades mecânicas, composição química e resistência à corrosão em diversas regiões da junta soldada foram comparadas com os obtidos para o metal de base (MB) da tubulação, assim como com os valores mínimos exigidos pelas normas de projeto. Deste modo, o presente trabalho permite avaliar a influência da temperatura interpasse nas propriedades da junta em decorrência de um possível aumento da produtividade durante a soldagem.

Duplex stainless steels (DSS) are materials that present high corrosion resistance with high values of mechanical strength, therefore motivating their use in various components in the offshore industry. However, there are major challenges in the welding of these materials in terms of the productivity and quality of the joint produced, considering its extensive use for components of small thickness, such as umbilicals, to those of large thickness, such as salt water injection pipe lines. In relation to pipes of small thickness, the gas tungsten arc welding process (GTAW) is successfully used. In thick-walled pipes the automatic process of submerged arc welding (SAW) has been recently implemented in lines of pre-assembled piping, and this has considerably increased the productivity of the joints produced. Though, a great deal of time is required to perform a new weld pass, due to the fact that the maximum interpass temperature needs to be lower than 150°C. This work presents the results of characterization and the evaluation of corrosion resistance of a welded joint corresponding to DSS UNS S31803, with a wall thickness of 21.4 mm, welded by the gas metal arc welding process (GMAW), in the root, and submerged arc welding process (SAW), in the filling and cap passes, employing an interpass temperature between 150 and 290ºC. The results of the characterization of the mechanical properties, chemical composition and corrosion resistance in different regions of the welded joint were compared with those obtained for the base metal of the pipe, as well as, with the minimum values required by the project standards. Therefore, this study has made an evaluation of the influence of the interpass temperature in the properties of the joints produced, motivated by a possible increase of productivity in pipe welding.

Os aços inoxidáveis superduplex (AISD) são materiais que aliam altos valores de resistência mecânica com elevados níveis de resistência à corrosão. Por tal motivo, esta família de aços inoxidáveis é muito utilizada em componentes de processo na indústria offshore. No entanto, existem grandes desafios na soldagem destes materiais em termos de produtividade e custos mantendo-se a qualidade da junta produzida. Atualmente, a proteção gasosa da raiz é efetuada até o último passe de acabamento na soldagem durante a pré-montagem e montagem de tubulações de AISD em plataformas offshore. Neste tipo de proteção são usualmente empregados os gases hélio, argônio e nitrogênio, ou misturas destes. O nitrogênio é tipicamente adicionado no gás de proteção em teores de até 3% de modo a promover a estabilização da fase austenítica na superfície da raiz da solda. Devido ao alto custo do gás de proteção utilizado, é necessário determinar o passe ou camada na qual a proteção gasosa na raiz seja efetiva em termos das propriedades mecânicas e da resistência à corrosão, considerando ser esta uma região crítica, que ficará em contato com o fluido operante durante o serviço do componente. Neste sentido, o presente trabalho apresenta os resultados da influência da utilização de gás de purga na raiz de juntas soldadas correspondente a uma tubulação de aço inoxidável superduplex (AISD) UNS S32750 de 9 mm de espessura de parede soldada pelo processo de soldagem TIG (GTAW). Foram avaliados o ciclo térmico, o teor de nitrogênio e a tenacidade ao impacto da raiz da solda em função do aporte térmico para diversas juntas soldadas com diferentes níveis de proteção gasosa na raiz. Deste modo, o presente trabalho tem como objetivo a redução de custos na soldagem de tubulações indicando até qual camada é requerida a proteção gasosa na raiz em função do aporte de calor empregado.

Superduplex stainless steels (SDSS) are materials that have high mechanical strength and corrosion resistance and, for this reason, they are widely used in components for the offshore industry. Despite this, there are great challenges in the welding process of this material in relation to productivity and costs whilst maintaining the high quality of the weld produced. In reality, during the pre-assembly and assembly of SDSS pipelines at offshore platforms, backing gas protection of the root is executed until the last pass of the welding procedure. The most common gases used are helium, argon and nitrogen, or a mixture of these. Up to 3% of nitrogen is typically added to the mix to promote the stabilization of austenitic phase at the welding root surface. Due to the high cost of the protection gas, there is a market need to determine the pass or layer in which the root backing gas protection is effective, in terms of the mechanical properties and the corrosion resistance, because the region will be in constant contact with the fluid during the component service life. This work presents the results of the influence of the utilization of backing gas on the root of welded joints of superduplex stainless steel (SDSS) UNS S32750 piping, with a thickness of 9mm, welded by the gas tungsten arc welding (GTAW) process. The thermal cycle, nitrogen content and the toughness of the welding root were evaluated in function of the heat input for various samples with different levels of backing gas protection on the root. The primary objectives of this work are; the reduction of costs of the welding process of pipes and to show which layer requires backing gas protection on the root in function of the heat input.

Os aços inoxidáveis Duplex (AID) aliam uma excelente resistência à corrosão com elevada resistência mecânica devido à fina microestrutura bifásica composta por quantidades similares de ferrita (δ) e austenita (γ). Portanto, estas ligas são utilizados em tubulações e equipamentos industriais onde se requer elevada relação resistência/peso, especialmente em empreendimentos de construção e montagem off-shore. Entretanto, as condições operacionais, na soldagem de campo, podem promover um significativo desbalanço microestrutural destas fases, resultando em decréscimo das propriedades mencionadas. A inspeção com o ferritoscópio é uma avaliação normalmente utilizada nestas atividades. Durante a avaliação com esta técnica pode ocorrer a rejeição da junta soldada quando o metal de solda se encontra com valores de ferrita fora das faixas estabelecidas pelas especificações de projeto. Assim, torna-se importante a análise destas juntas, com outras técnicas complementares, tal como a utilização das réplicas metalográficas. Este fato motivou a avaliação da proporção de fases em spools de AID de espessuras relativamente finas, soldados no campo, comparando-se as técnicas não destrutivas descritas. Os resultados denotam valores semelhantes, contudo o resultado pode ser influenciado pela forma e condições superficiais da junta soldada.

Duplex stainless steels are high strength and corrosion resistant alloys, whose properties are devoted to the fine microstructure composed by similar amounts of ferrite and austenite and also to the high concentrations of Cr, Mo and N in solid solution. Not for coincidence, duplex steels are extensively used in chemical and petrochemical industries. However, welding operations conditions can promote the unbalance of the ferrite/austenite proportions mainly in the welding metal, with decrease of the properties mentioned. For this reason, non destructive measurements of ferrite content, by ferritoscope, is used after welding pipes. Ferritoscope is a commercial instrument which uses the initial magnetic permeability to analyze the ferrite content in duplex and austenitic stainless steels. The inspection with ferritoscope is a procedure commonly used in building and assembly of spools of duplex and superduplex stainless steels. The objective of this work was to evaluate the amounts of phases in the welding metal for different spools welded in the field by use of ferritoscope and metallographic replica techniques. The results showed that the two techniques measured similar values of ferrite and austenite, but ferritoscope analysis can be influenced by shape and surface conditions of the welded joint.