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Title: Estudio de soldabilidad de aceros usados en accesorios de completación de pozos petroleros bajo la norma ASME-BPVC SECTION IX
Authors: Vaca Tipantuña, David Alejandro
Keywords: SOLDABILIDAD
TRATAMIENTO TÉRMICO
ACERO
Issue Date: 4-Dec-2020
Publisher: Quito, 2020.
Citation: Vaca Tipantuña, D. A. (2020). Estudio de soldabilidad de aceros usados en accesorios de completación de pozos petroleros bajo la norma ASME-BPVC SECTION IX. 130 hojas. Quito : EPN.
Abstract: The present work has aimed to study and evaluate the AISI 4140 steel weldability making use of the welding, shielded metal-arc (SMAW). This steel is employed by the company SERTECPET S.A. in order to manufactures bottom hole completion tools under the API specification 19-AC. The mains properties of this material are the high tensile strength and yield strength values due to the amount of carbon and alloy elements such as Cr and Mo that have a significant effect on cracking susceptibility of the weld metal. The ASME Boiler and Pressure Code was adopted to provide the qualification of the procedures employed in welding AISI 4140 steel joints evaluating their mechanical performance with the application of mechanical and nondestructive tests. An experimental method was used to resolve the welding variables, it has been based on the characteristics and properties of the material, also the heat treatment diagrams and metallurgy of the steel. The best results were obtained with the AISI 4140 (110 ksi) steel when the preheat temperature is applied under the martensite transformation temperature (MS), the filler metal ought to have a lower content of carbon and hydrogen to prevent the massive formation of carbide precipitates in the heat affected zone (HAZ) and it’s recommendable the practice of post weld heat treatment (PWHT) with fast rate cooling if it’s possible.
Description: El presente trabajo tuvo por objetivo el estudio y evaluación de la soldabilidad en el acero AISI 4140 usando el procedimiento de soldadura por arco eléctrico SMAW. Este acero es usado por la empresa SERTECPET S.A. para la construcción de herramientas de completación de fondo bajo la norma API Specification 19 AC. La característica principal de este material es que posee altos valores de resistencia a la tracción y límite de fluencia debido a la cantidad de carbono y elementos aleantes como el Cr y Mo lo que causa que este sea más susceptible al fisuramiento. El código ASME sección IX fue usado para la calificación del procedimiento de todas las juntas soldadas realizando ensayos mecánicos y no destructivos. El método empleado fue investigativo y experimental ya que las variables de soldadura fueron seleccionadas en base a un estudio del material, sus propiedades tanto mecánicas como metalúrgicas y diagramas de tratamientos térmicos. Los mejores resultados obtenidos fueron con el acero AISI 4140 (110 ksi) cuando se le aplica un precalentamiento por debajo de la temperatura de transformación martensítica (MS), usando un material de aporte de bajo de contenido de carbono e hidrógeno para evitar un exceso de precipitados en la zona afectada por el calor (ZAC) y aplicando un tratamiento térmico posterior a la soldadura con enfriamiento rápido.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21300
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