Estudio de la metalurgia y resistencia a la corrosión de revestimientos de Incoloy 825 sobre acero API X-65 soldados por fusión con arco eléctrico

Abstract

In this project was made gas metal arc welds (GMAW) of Incoloy 825/API X-65 clad steel pipe sections. In the root pass was used an ERNiCrMo-3 filler wire (Inconel 625) and to fill the corresponding to API X-65 steel an ER70S-6 filler wire. A buttering nickel base was deposited between the two alloys. The research was focused on controlling martensitic transformation using different heat input in some experiments and to determine the susceptibility to corrosion of the welded joints and base metal. A microstructural characterization of the different zones of the welded joint was carried out by optical microscopy and scanning electron microscopy, as well as microhardness tests. By potentiodynamic polarization curves were evaluated the degradation of the welded joints and base metal in synthetic seawater and electrolyte based on thiosulfate + sodium chloride to simulate sour gas conditions. By means of the double loop electrochemical potentiodynamic reactivation was determined the sensitization degree in the Incoloy 825 clad and the welded joint. The results indicate that if is used a high heat input, in subsequent multi-pass to the root will dilute alloy elements that promote transformation martensitic, on the other hand, it is possible to control the transformation using low heat input with favorable results of 2.43% in volume of martensite. Segregation of Nb and Mo was presented in the interdendritic regions of the root pass that promote the formation of Laves phases. In corrosion tests, the welded joint of API X-65 steel exhibited a behavior almost similar to the base metal in the 2 electrolytes, being the electrolyte with thiosulfate the most aggressive.

En este proyecto se realizaron soldaduras con protección de gas y electrodo metálico consumible por sus siglas en ingles (GMAW) de secciones de tubería de acero API X-65 revestidas de Incoloy 825. En la pasada de raíz se utilizó un electrodo ERNiCrMo-3 (Inconel 625) y para rellenar lo correspondiente al acero API X-65 un electrodo ER70S-6. Un enmantequillado base níquel se depositó entre las dos aleaciones. La investigación fue enfocada en controlar la transformación martensítica utilizando diferente calor de aporte en algunos experimentos y determinar la susceptibilidad a la corrosión de las soldaduras y metal base. Se realizó una caracterización microestructural de las diferentes zonas de soldadura por microscopia óptica y electrónica de barrido, así como ensayos de microdureza. Con la ayuda de curvas de polarización potenciodinámica se evaluó la degradación de las soldaduras (API X-65 e Incoloy 825) y metal base en agua de mar sintética y electrolito a base de tiosulfato + cloruro de sodio para simular las condiciones de gases amargos. Por medio de curvas de polarización potenciodinámica de doble ciclo se determinó el grado de sensibilización en el revestimiento de Incoloy 825 y la unión. Los resultados indican que si se utiliza un alto calor de aporte, en las pasadas subsecuentes al cordón de raíz se presenta dilución de elementos que promueven a la transformación martensítica, en contra parte es posible controlar la transformación utilizando bajo calor de aporte con resultados favorables del 2.43 % en volumen de martensita. Por otra parte se presentó segregación de Nb y Mo en las regiones interdendríticas del primer cordón que promueven la formación de fases de Laves. En las pruebas de corrosión, la soldadura del acero API X-65 presentó un comportamiento casi similar al metal base en los 2 electrolitos, siendo el electrolito con tiosulfato el más agresivo.