Análise comparativa entre processos modernos de deposição por soldagem da liga Inconel 625 quanto a sua resistência à corrosão para aplicações na indústria de óleo e gás
Ano de defesa: | 2022 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Instituição de defesa: |
Universidade de Passo Fundo
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Projeto e Processos de Fabricação
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Departamento: |
Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAR
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
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Resumo: | The oil and gas industry faces challenges related to corrosion problems from an environment with high salinity and impurities present in the crude oil. Metal claddings are commonly applied to prevent excessive wear generated by corrosion of exposed components, with the cladding by welding being is one of the most applied methods. Within these weld cladding processes, there are some that have not been fully explored regarding the corrosion resistance resulting from their claddings, among these processes are the PTA, TopTIG and MIG AC. The objective of this work is to evaluate the corrosion resistance of the Inconel 625 coatings deposited by the aforementioned welding processes. Through the deposition of Inconel 625, by the aforementioned processes, on ASTM A36 sheets, samples were separated into two main groups, samples for corrosion tests and samples for microstructure analysis. In the corrosion samples, the cyclic potentiodynamic polarization test was used, with a morphological analysis of the corrosion generated in the tests through the scanning electron microscope. The microstructural analysis samples were analyzed by optical microscope, for a geometric dilution analysis, and by scanning electron microscope, using backscattered electrons, secondary electrons and energy dispersive spectroscopy techniques to study the microstructure and calculate chemical dilution. Cyclic polarization results indicate that the claddings deposited by TopTIG are the most resistant to corrosion, with pitting potentials considerably above the claddings generated by the other processes. It was also possible to observe a different repassivation behavior of the TopTIG coating from the others. The surface analysis after cyclic polarization tests showed that the TopTIG claddings, despite being more resistant to corrosion, suffered from localized corrosion, while the PTA and MIG AC claddings suffered from a more generalized corrosion. In the microstructural analysis of the claddings in the as-delivered condition, we were able to observe a more destroyed microstructure for the PTA and MIG AC processes, with a greater presence of precipitated phases. The microstructure of the TopTIG cladding has a uniform appearance, containing less precipitated phases. Despite the best results of the TopTIG claddings, it was also possible to observe that it achieved chemical and geometric dilution rates far above the other processes. With the study of the Inconel 625 claddings deposited by the PTA, TopTIG and MIG AC processes, we were able to obtain some conclusions such as that due to the large heat input directed to the base material in the TopTIG process, we obtained high dilution rates, but at the same time a low presence of precipitated phases, mainly due to Inconel 625 not having absorbed as much heat. This phenomenon happens in the opposite manner for the PTA and MIG AC processes, which even with higher. |
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Within these weld cladding processes, there are some that have not been fully explored regarding the corrosion resistance resulting from their claddings, among these processes are the PTA, TopTIG and MIG AC. The objective of this work is to evaluate the corrosion resistance of the Inconel 625 coatings deposited by the aforementioned welding processes. Through the deposition of Inconel 625, by the aforementioned processes, on ASTM A36 sheets, samples were separated into two main groups, samples for corrosion tests and samples for microstructure analysis. In the corrosion samples, the cyclic potentiodynamic polarization test was used, with a morphological analysis of the corrosion generated in the tests through the scanning electron microscope. The microstructural analysis samples were analyzed by optical microscope, for a geometric dilution analysis, and by scanning electron microscope, using backscattered electrons, secondary electrons and energy dispersive spectroscopy techniques to study the microstructure and calculate chemical dilution. Cyclic polarization results indicate that the claddings deposited by TopTIG are the most resistant to corrosion, with pitting potentials considerably above the claddings generated by the other processes. It was also possible to observe a different repassivation behavior of the TopTIG coating from the others. The surface analysis after cyclic polarization tests showed that the TopTIG claddings, despite being more resistant to corrosion, suffered from localized corrosion, while the PTA and MIG AC claddings suffered from a more generalized corrosion. In the microstructural analysis of the claddings in the as-delivered condition, we were able to observe a more destroyed microstructure for the PTA and MIG AC processes, with a greater presence of precipitated phases. The microstructure of the TopTIG cladding has a uniform appearance, containing less precipitated phases. Despite the best results of the TopTIG claddings, it was also possible to observe that it achieved chemical and geometric dilution rates far above the other processes. With the study of the Inconel 625 claddings deposited by the PTA, TopTIG and MIG AC processes, we were able to obtain some conclusions such as that due to the large heat input directed to the base material in the TopTIG process, we obtained high dilution rates, but at the same time a low presence of precipitated phases, mainly due to Inconel 625 not having absorbed as much heat. This phenomenon happens in the opposite manner for the PTA and MIG AC processes, which even with higher.A indústria de óleo e gás enfrenta desafios relacionados a problemas com corrosão oriundos do ambiente com alta presença de salinidade e das impurezas presentes no petróleo bruto. Revestimentos metálicos são comumente aplicados para evitar o desgaste excessivo gerado por corrosão dos componentes expostos, sendo a deposição por soldagem um dos métodos mais aplicados. Dentro desses processos de deposição por soldagem, existem alguns que não foram totalmente explorados quanto a resistência à corrosão resultante dos seus revestimentos, entre esses processos estão o PTA, TopTIG e MIG AC. O trabalho tem como objetivo avaliar a resistência à corrosão de revestimentos de Inconel 625 depositados pelos processos de soldagem citados. Através da deposição do Inconel, pelos processos citados, em chapas de ASTM A36, amostras foram separadas em dois grupos principais, as amostras para ensaios de corrosão e amostras para análises de microestrutura. Nas amostras de corrosão foi empregado o ensaio de polarização potenciodinâmica cíclica, com uma análise morfológica da corrosão gerada nos ensaios através do microscópio eletrônico de varredura. As amostras de análise microestrutural foram submetidas a análises por microscópio óptico, para análise de diluição geométrica, e pelo microscópio eletrônico de varredura, utilizando as técnicas de elétrons retroespalhados, elétrons secundários e espectroscopia por energia dispersiva para estudo da microestrutura e cálculo de diluição química. Os resultados de polarização cíclica indicam um os revestimentos depositados por TopTIG como os mais resistentes a corrosão, com potenciais de pitting consideravelmente acima dos revestimentos gerados pelos outros processos. Também foi possível observar um comportamento de repassivação diferente do revestimento por TopTIG para os demais. A análise da superfície pós ensaios de polarização cíclica demonstrou que o revestimento de TopTIG, apesar de ser mais resistente a corrosão, sofreu de corrosão localizada, enquanto os revestimentos de PTA e MIG AC sofreram de uma corrosão interdendritica. Na análise microestrutural do revestimento na condição como entregue conseguimos observar uma microestrutura mais grosseira para os processos PTA e MIG AC, contando com uma maior presença de fases precipitadas. A microestrutura do revestimento por TopTIG tem aparência uniforme, contando com menor quantia de precipitados. Apesar dos melhores resultados do revestimento de TopTIG, foi possível observar que o mesmo conseguiu taxas de diluição química e geométrica muito acima dos outros processos. Com o estudo dos revestimentos de Inconel 625 depositados pelos processos PTA, TopTIG e MIG AC, conseguimos obter algumas conclusões como que devido ao grande aporte térmico direcionado ao material base do processo TopTIG, obtivemos altas taxas de diluição, mas ao mesmo tempo baixa presença de precipitados, devido ao Inconel 625 não ter absorvido tanto calor. Fenômeno que acontece de maneira contraria para os processos PTA e MIG AC, que mesmo com maiores taxas de deposição de material, gerando revestimentos mais altos, não foram capazes de contrabalancear os efeitos negativos do alto calor focado no Inconel 625.Submitted by Jucelei Domingues (jucelei@upf.br) on 2023-05-12T17:17:45Z No. of bitstreams: 1 2022AlexandrePereiraDallOglio.pdf: 7837373 bytes, checksum: 6cdc9ae759e011dafb287f3ab17c0363 (MD5)Made available in DSpace on 2023-05-12T17:17:45Z (GMT). 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