Resumo O presente trabalho avalia a influência de adições entre 10 e 25% de CO2 como gases de proteção a base de argônio (Ar) nas propriedades mecânicas e resistência à corrosão de juntas soldadas pelo processo FCAW no aço inoxidável duplex (AID) UNS S31803 fazendo uso de arame eletrodo E2209T1-4. Sob estas condições o efeito da participação de 2% de oxigênio (O2) na mistura foi também levado em consideração. Ensaios mecânicos de tração e impacto Charpy, assim como de microdureza nas fases austenita e ferrita foram realizados em diversos locais das juntas assim produzidas. Paralelamente foram efetuados ensaios de corrosão para determinação da temperatura critica de pites (CPT) e perda de massa por unidade de área baseando-se nas especificações das normas ASTM G150 e G48, respectivamente. O estudo foi complementado com análises metalográficas mediante o emprego de diversos reagentes quantificando-se as fases presentes, assim como revelando características microestruturais nas condições supracitadas. Os valores das propriedades mecânicas obtidos nas juntas analisadas foram satisfatórios quando comparadas com valores normativos assim como de trabalhos publicados recentemente. Contudo, constatou-se ainda um aumento da CPT nas juntas soldadas com o emprego de gases com teores crescentes de CO 2. Finalmente observou-se, que dentre as juntas soldadas estudadas, aquelas obtidas utilizando-se a mistura com composição de 73%Ar+25%CO2 +2%O2, apresentou o melhor desempenho, tanto no que tange às propriedades mecânicas, quanto na resistência à corrosão. Os resultados obtidos permitem considerar a utilização de outras misturas gasosas na soldagem destes aços inoxidáveis com o processo FCAW, atém das indicadas normativamente, visando a grande demanda na construção e montagem de diversos componentes desta família de aço inoxidáveis na indústria offshore.

Abstract The present work evaluates the influence of additions between 10 and 25% of CO2 in argon-based shielded gases on the mechanical properties and corrosion resistance of welded joints by the FCAW process in duplex stainless steel (DSS) UNS S31803 using electrode wire E2209T1-4. Under these conditions the effect of the 2% O2 addition in the mixture was also taken into account. Mechanical tensile test, Charpy toughness and microhardness in the austenite and ferrite phases were carried out in several places of the joints thus produced. Besides, corrosion tests were carried out to determine the critical pitting temperature (CPT) and mass loss per unit area based on the specifications of ASTM G150 and G48, respectively. The study was complemented with metallographic analyzes using several reagents, quantifying the present phases, as well as revealing microstructural characteristics in the studied conditions. The mechanical properties values obtained in the analyzed joints were satisfactory when compared with normative values as well in recently published works. However, it was also observed a CPT increase value in the joints welded with the use of gases with higher levels of CO2. Finally, it was observed that, among the welded joints studied, those obtained using the mixture with composition of 73% Ar + 25% CO2 + 2% O2, presented the best performance, both with regard to mechanical properties and the corrosion resistance. The results allow determinates the use of other gaseous mixtures in the welding of DSS with the FCAW process, in addition to the normative one, in view of the great demand in the construction and assembly of several components of this stainless steel family in the offshore industry.

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.

O objetivo deste artigo é o de analisar a viabilidade da utilização do método de Monte Carlo para estimar a produtividade na soldagem de tubulações industriais de aço carbono com base em amostras pequenas. O estudo foi realizado através de uma análise de uma amostra de referência contendo dados de produtividade de 160 juntas soldadas pelo processo Eletrodo Revestido na REDUC (refinaria de Duque de Caxias), utilizando o software ControlTub 5.3. A partir desses dados foram retiradas de forma aleatória, amostras com, respectivamente, 10, 15 e 20 elementos e executadas simulações pelo método de Monte Carlo. Comparando-se os resultados da amostra com 160 elementos e os dados gerados por simulação se observa que bons resultados podem ser obtidos usando o método de Monte Carlo para estimativa da produtividade da soldagem. Por outro lado, na indústria da construção brasileira o valor da média de produtividade é normalmente usado como um indicador de produtividade e é baseado em dados históricos de outros projetos coletados e avaliados somente após a conclusão do projeto, o que é uma limitação. Este artigo apresenta uma ferramenta para avaliação da execução em tempo real, permitindo ajustes nas estimativas e monitoramento de produtividade durante o empreendimento. Da mesma forma, em licitações, orçamentos e estimativas de prazo, a utilização desta técnica permite a adoção de outras estimativas diferentes da produtividade média, que é comumente usada e como alternativa, se sugerem três critérios: produtividade otimista, média e pessimista.

The aim of this article is to analyze the feasibility of using Monte Carlo method to estimate productivity in industrial pipes welding of carbon steel based on small samples. The study was carried out through an analysis of a reference sample containing productivity data of 160 welded joints by SMAW process in REDUC (Duque de Caxias Refinery), using ControlTub 5.3 software. From these data was taken at random samples with, respectively, 10, 15 and 20 elements and were performed simulations by Monte Carlo method. Comparing the results of the sample with 160 elements and the data generated by simulation is observed that good results can be obtained by using Monte Carlo method in estimating productivity of industrial welding. On the other hand in Brazilian construction industry the value of productivity average is normally used as a productivity indicator and is based on historical data from other projects collected and measured only after project completion, which is a limitation. This article presents a tool for evaluation of the implementation in real time, enabling adjustments in estimates and monitoring productivity during the project. Similarly, in biddings, budgets and schedule estimations, the use of this tool could enable the adoption of other estimative different from of the average productivity, which is commonly used and as an alternative are suggested three criteria: optimistic, average and pessimistic productivity.

Atualmente, os aços inoxidáveis superduplex (AISD) estão sendo muito empregados no Brasil em setores industriais tais como petroquímico, energético, naval e plataformas offshore, tendo vasta aplicação em vasos de pressão em processos críticos, trocadores de calor, reatores, tubulações, umbilicais, digestores, bombas e naqueles componentes onde a produtividade contínua é essencial e o custo não é a maior limitação. No entanto, durante processos de fabricação e montagem, assim como na vida em serviço destes componentes de processo pode existir a necessidade eventual de efetuar soldagens de reparo. Deste modo, o presente trabalho, visa avaliar a microestrutura e os valores de resistência à corrosão por pites na zona termicamente afetada (ZTA) e metal de solda do AISD UNS S32750 durante a simulação de um processo de reparo mediante a utilização do processo de soldagem TIG (GTAW). Os resultados obtidos permitem estabelecer diretrizes para a realização de procedimentos de soldagem de reparo em AISD.

Currently superduplex stainless steels (SDSS) are being extensively employed in the petrochemical, power generation, naval and offshore industries. The uses of these materials are: pressure vessels for critical processes, heat exchangers, reactors, pipes, umbilicals, digesters, pumps and other facilities where continuous use is essential and cost is not the main limitation. However, during fabrication and assembly, or as consequence of service, repair welding operations may be necessary. Thus, in this study a simulation of welding repair by GTAW process was performed in a SDSS UNS S32750. The objective of this work was to evaluate the microstructure and the values of critical pitting resistance (CPT) in the weld metal, heat affected zone and base metal. The results obtained allows the determination of welding procedures and recommendations useful to the welding repair of SDSS.