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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.97.2023.tde-25072023-094941
Document
Author
Full name
Raisa Rodrigues
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Lorena, 2023
Supervisor
Committee
Nunes, Carlos Angelo (President)
Gomes, José Antônio da Cunha Ponciano
Ramos, Alfeu Saraiva
Title in Portuguese
Caracterização microestrutural e eletroquímica de revestimento obtido pela deposição (TIG) de Inconel 625 sobre o aço ASTM A182 F22
Keywords in Portuguese
ASTM A182 F22
Corrosão
Inconel 625®
Soldagem
TIG
Abstract in Portuguese
A liga Inconel 625® é utilizada como revestimento em equipamentos destinados a indústria petrolífera, pois para essa aplicação são necessários materiais que apresentem boa resistência mecânica e à corrosão. Os aços destinados a esse fim possuem boa resistência mecânica, mas não são eficientes quanto a resistência à corrosão em meios marinhos e sob contato direto com o petróleo, sendo então a liga de Inconel 625® adequada para sua utilização através da deposição sobre esses aços. Acredita-se que a segregação de impurezas durante solidificação de metais de solda possa afetar a resistência à corrosão, havendo um grande controle da diluição de elementos do substrato durante o processo de soldagem para garantir as propriedades desejadas para este revestimento. Essa dissertação tem como intuito estudar como o depósito da liga Inconel 625® se comporta em relação à corrosão quando é depositado sobre o aço ASTM A182 F22 pelo processo de soldagem Tungsten Inert Gas (TIG). Para o estudo foi utilizado o aço ASTM A182 F22 revestido com Inconel 625®, na forma de dois discos de aproximadamente 250 mm de diâmetro, com um e dois passes de solda, fornecidos pela empresa OneSubsea, a SLB Company. Posteriormente, as amostras foram cortadas e submetidas a tratamento térmico, semelhante ao realizado na indústria, para alívio de tensão. A primeira etapa do trabalho consiste em entender as diferenças microestruturais devido aos diferentes processos de fabricação, correlacionando-as com as caracterizações que serão realizadas na segunda etapa do trabalho, a avaliação da resistência à corrosão por ensaios eletroquímicos. As amostras foram analisadas usando técnicas de caracterização microestrutural (microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e EDS) e medidas eletroquímicas em NaCl 3,5 % (ensaio potencioestático, ensaio de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica). Com os resultados obtidos, pode-se inferir, ao comparar as curvas de circuito aberto, polarização e impedância com a porcentagem em peso dos elementos, obtidos via EDS, que não há uma relação direta entre a quantidade de ferro presente na superfície do depósito e o comportamento de resistência à corrosão das amostras estudadas. Os valores da densidade de corrente de passivação obtidos permitem concluir que a diferença entre o comportamento em corrosão das amostras pode estar correlacionada à formação de óxidos. Sendo assim, será necessário um estudo mais detalhado da microestrutura e características eletroquímicas do depósito para que se possa levantar mais hipóteses e conclusões sobre a relação entre o perfil de difusão e microestrutura do revestimento com as etapas de produção do mesmo.
Title in English
Microstructural and electrochemical characterization of the coating obtained by depositing (TIG) Inconel 625 on ASTM A182 F22 steel
Keywords in English
ASTM A182 F22
Corrosion
Inconel 625®
TIG
Welding
Abstract in English
The Inconel 625® alloy is used as a coating on equipment intended for the oil industry, as materials with good mechanical and corrosion resistance are required for this application. Steels intended for this purpose have good mechanical strength, but are not efficient in terms of corrosion resistance in marine environments and in direct contact with oil, so the Inconel 625® alloy is suitable for use through deposition on these steels. It is believed that the segregation of impurities during solidification of weld metals can affect corrosion resistance, with great control of the dilution of substrate elements during the welding process to ensure the desired properties for this coating. This dissertation aims to study how the Inconel 625® alloy deposit behaves in relation to corrosion when it is deposited on ASTM A182 F22 steel by the Tungsten Inert Gas (TIG) welding process. For the study, ASTM A182 F22 steel coated with Inconel 625® was used, in the form of two disks of approximately 250 mm in diameter, with one and two weld passes, supplied by OneSubsea, SLB Company. Subsequently, the samples were cut and subjected to heat treatment, similar to that performed in the industry, for stress relief. The first stage of the work consists of understanding the microstructural differences due to the different manufacturing processes, correlating them with the characterizations that will be carried out in the second stage of the work, which will be the evaluation of corrosion resistance on different surfaces of the sample. Samples were analyzed using microstructural characterization techniques (optical microscopy, scanning electron microscopy and EDS) and electrochemical measurements in 3.5 wt% NaCl. (potentiostatic assay, potentiodynamic polarization assay and electrochemical impedance spectroscopy). With the results obtained, it can be inferred, when comparing the open circuit, polarization and impedance curves with the percentage by weight of the elements, obtained via EDS, that there is no direct relationship between the amount of iron present on the surface of the deposit and the corrosion resistance behavior of the studied samples. The values of passivation current density obtained allow us to conclude that the difference between the corrosion behavior of the samples may be correlated to the formation of oxides. Therefore, a more detailed study of the microstructure and electrochemical characteristics of the deposit will be necessary so that more hypotheses and conclusions can be drawn about the relationship between the diffusion profile and microstructure of the coating with the stages of its production.
 
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EMD23003_C.pdf (9.02 Mbytes)
Publishing Date
2023-07-25
 
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