Análise microestrutural de tubos API N80 soldados pelo processo HF/ERW para prospecção de petróleo e gás

Abstract

On the grounds of the great advances achieved over recent years, the process HF/ERW (High-Frequency/Electric Resistance Welding)welded pipe have played an active role in the oil and gas industry for deep water applications, at high and extremely low temperatures, under high pressure and in highly corrosive environments, gradually replacing manufactured pipes by other processes. However, studies have shown that defects in the welded joints are a the leading causes of pipelines failures, which has required the determination of toughness values in this region, in compliance with the strict recommendations of the codes and standards with manufacturers and construction companies, on the oil and gas sector. As part of the validation process required toughness values, this research project focuses on a microstructural analysis in HF / ERW tubes microalloyed, steel grade API 5CT N80, designed to explore oil and gas in deep waters, the subject of strategic relevance to the country because of the recent discoveries in the Santos mega fields: Tupi and Libra (pre-salt). In this scientific work will be presented and discussed the results of mechanical tensile and Charpy, a few CTOD tests curves (showing the trend of toughness values to be obtained), and the microstructures of the base material obtained by optical microscopy, with special emphasis on the formation of non-metallic inclusions in the welded joint

Em razão dos grandes avanços obtidos nos recentes anos, tubos soldados pelo processo HF/ERW (High-Frequency/Electric Resistance Welding) têm desempenhado um papel mais ativo no setor de petróleo e gás para aplicações em águas profundas, em altas e extremamente baixas temperaturas, em condições de alta pressão e em ambientes altamente corrosivos, substituindo gradualmente tubos fabricados por outros processos. Contudo, estudos têm revelado que defeitos nas juntas soldadas são uma das principais causas de falhas em dutos, o que tem requerido a determinação dos valores de tenacidade desta região, em atendimento às rigorosas recomendações dos códigos e normas vigentes junto aos fabricantes e às empresas construtoras do setor de petróleo e gás. Como parte do processo de validação dos valores de tenacidade requeridos, este projeto de pesquisa focaliza uma análise microestrutural em tubos HF/ERW de aço microligado, classe API 5CT N80, destinados à prospecção de petróleo e gás em águas profundas, tema de relevância estratégica para o País em virtude das recentes descobertas de megacampos nas Bacias de Santos, Tupi e Libra (Pré-Sal). Neste trabalho científico serão apresentados e discutidos os resultados dos ensaios mecânicos de tração e Charpy, algumas curvas dos ensaios de CTOD (mostrando a tendência dos valores de tenacidade a serem obtidos) e as microestruturas do material-base obtidas por microscopia óptica, com especial ênfase à formação de inclusões não metálicas na junta soldada