MASTERAT: CALITATE ȘI CERTIFICARE ÎN CONSTRUCȚIILE SUDATE [607821]

1
UNIVERSITATEA OVIDIUS CONSTANȚA
FACULTATEA: INGINERIE MECANICĂ, INDUSTRIALĂ ȘI MARITIMĂ
MASTERAT: CALITATE ȘI CERTIFICARE ÎN CONSTRUCȚIILE SUDATE

LUCRARE DE
DISERTAȚIE

STUDIUL PRIVIND SUDAREA
CONDUCTELOR PRIN CARE TRECE

MASTERAND: [anonimizat]. GAVRILA BOGDAN
IONUT

CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC
Conf. Dr. ing. EROL CARJALI

CONSTANȚA, 2017

2

CUPRINS
1. INTRODUCERE ………………… ……………………………………………………………………………… …………………….
1.1. DESCRIEREA PROIECTULUI ………………………………………………………………………………………… ………..
1.2. LISTĂ DE ABREVIERI ……………………………………………………………………………………………………………..

2. CONDUCTE INDUSTRIALE METALICE ………………………………………………………… …………………………..
2.1. GENERALITATI……………………………………………………………… ……………………………………………………..
2.1.1. Factori care influențează rezistența mecanică a conductelor …………………………………..
2.2. CLASIFICAREA CONDUCTELOR…………………………………… ……………………………………………… ………..
2.3. MATERIALE DE EXECUTIE A CONDUCTELOR ………………………………… ………………………………… …..
2.3.1. Oteluri carbon utilizate la executia conductelor …………………………..…………………………
2.3.2. Criterii de alegere a oțelurilor pentru conduc te…………….………………………………………. .
2.3.3. Oțelurile “clasice” utilizate la realizarea țevilor pentru conducte …………………………..
2.3.4. Oțelurile “moderne” utilizate la realizarea țevilor pentru conducte ………………………..
2.4. PRINCIPII DE BAZA PENTRU PROIECTARE ……………………………………………………………………………..
2.4.1. Incarcari…………………………………………………………………………………………………………………..
2.4.2. Grosime……………………………………………………………………………………………………………………
2.4.3. Tolerante ………………………………………………………………………………………………………………….
2.4.4. Coeficient al imbinarii ………………………………………………………………………………………………
2.5. CERINTE PENTRU FABRICARE SI INSTALAR E………………………………………………………………………….

3. SUDAREA CONDUCTELOR DIN OTEL CARBON……………………………………………………………………….
3.1. IMBINARILE PRIN SUDARE …………………………………………………………………………………………… ……
3.1.1. Structura imbinarilor sudate…………………………………………………………………………………..
3.2. PREINCALZIREA SI TRATAMENTUL TERMIC AL CONDUCTELOR DIN OTEL CARBON……………….
3.3. PROCEDEE TEHNOLOGICE PENTRU SUDARE CONDUCTELOR………………………………………………..
3.4. SPECIFICATIA SI CALIFICAREA TEHNOLOGIILOR DE SUDARE …………………………………………………
3.5. PROBLEME TEHNOLOGICE LA SUDAREA OTELURILOR PENTRU CONDUCTE ………………………..

4. COROZIUNE A MATERIALELOR METALICE SI FISURAREA SUDURILOR CONDUCTELOR……………..
4.1. COROZIUNEA MATERIALELOR METALICE ……………………………………………………………………………..
4.1.1. Coroziunea generata de hidrogenul sulfurat (H₂S) ………………………………………………….
4.1.2. Importanta controlului coroziunii …………………………………………………………………………….
4.1.3. Protectia conductelor contra coroziunii ……………………………………… …………………………..
4.2. FISURAREA SUDURILOR ………………………………………………………………………………………………………..
4.2.1. Fisurarea si ruperea sub tensiune in mediu acid cu H2S …………………………………………..

5. MASURI SPECIALE DE LIMITARE A FISURARII SUDUR ILOR CONDUCTELOR DE OTEL CARBON (H₂S,H )…
5.1. CAI DE REDUCERE A FISU RARII IN MEDII ACIDE CU H₂S …………………………………………………………

6. CONCLUZII ……………………………………………………………………………………………………………………………….

3
1. INTRODUCERE
1.1. DESCRIEREA PROIECTULUI

1.2. LISTĂ DE ABREVIERI

2. CONDUCTE INDUSTRIALE METALICE
Conductele industrial metalice sunt supuse cerintelor sta ndardului European SR EN 13480 –
1:2012, in vederea asigurarii functionarii lor in conditii de siguranta. Acestea se clasifica in
categorii de conducte in functie de fluidul continut, presiunea maxima admisa (PS), de diametrul
nominal (DN) precum si de propr ietatile fizice ale fluidului.

2.1. GENERALITATI
Conducta este un ansamblu de elemente, mon tate pe un traseu determinat, se parand un
spatiu inchis, care serveste la transportul si distributia materialelor aflate in stare fluida sau
fluidizata. De obicei fluidu l transportat umple in intregime sectiunea transversala a conductei,

4
„udand” complet perimetrul interior al acesteia. Cazul particular al conductelor cu perimetrul
interior „udat” partial il constituie canalele.

Figura 1.1. Structura c onducte metalice

Elementul principal il constituie tubulatura, pe care sunt intercalate, in functie de scopul
urmarit, diferite alte elemente care iau parte la functionarea optima a conductei. Asemenea
elemente, ca: piese fasonate, compensatoare de dilatare, dispozitive de rezemare, armaturi de
conducta, aparate de masura, control si automatizare, sunt asamblate la elementele tubulare –
tevi, tuburi – sau intre ele, prin diferite sisteme: sudate, cu mufe, filetate, lipite, cu flanse etc.,
numite imbinari.

Functionarea condu ctelor, adica transportul fluidului intre doua puncte oarecare de p e traseul
acestuia, se datoreaza unei diferente de potential energetic, care, de cele mai multe ori, se
manifesta in forma unei diferente de presiune a fluidului intre cele doua puncte cons iderate.
Sensul deplasarii fluidului este spre punctul cu potenti al mai mic (presiune mai mica).

Marimea caracteristica a conductei si a elementelor sale este diametrul nominal, exprimat
printr -un numar conventional, corespunzand in general diametrului se ctiunilor de trecere.

Diametrele n ominale sunt standardizate in STAS 2099 -51 si sunt indicate in tabelul 1 .1.

5

Tabelul 1.1. Diametre nominale standardizate

Presiunile nominale, presiunile de lucru si presiunile de incercare ale elementelor de conducta
cu regim termic de lucru pana la 500°C sunt normalizate in ST AS 22 50-51 si indicate in tabelul 1.2.

Pn Pinc Pn Pinc Pn Pinc Pn Pinc
0,10 0,20 1,6 2,4 10,0 15,0 40,0 56,0
0,25 0,40 2,5 3,8 16,0 24,0 64,0 80,0
0,60 0,90 4,0 6,0 25,0 35,0 100,0 125,0
1,00 1,50 6,4 9,6 32,4 45,0 160,0 –
Tabelul 1.2. Presiuni nominale (Pn) si de incercare (Pinc) standardizate [MPa]

2.1.1. Factori care influențează rezistența mecanică a conductelor
 Calitatea oțelurilor din care sunt fabricate țevile care alcătuiesc tubulatura conductelor;
 Agresivitatea fluidului vehiculat;
 Agresivitatea solului în care se amplasează conductele;
 Concepția constructivă a conductelor;
 Tehnologiile de fabricare a țevilor;
 Tehnologiile de realizare a conductelor prin sudarea cap la cap a țevilor și a celorlalte
componente care intră în alcătuirea tubulaturii;
 Regimul de lucru la transportul gazelor prin conduc te:
– calitatea fluidului vehiculat,
– presiunea de operare a conductei,
– regimul de curgere a fluidului în conductă,
– temperatura de lucru etc.,
– suprasolicitarea mecanică accidentală a conductelor (alunecările de teren, seismele,
acțiunea apelor freatice etc. ). Diametrul nominal Diametrul nominal Diametrul nominal Diametrul nominal
[mm] [inch] [mm] [inch] [mm] [Inch] [mm] [inch]
6 1/8 ‘’ 50 2 ‘’ 300 12 ‘’ 1000 40 ‘’
8 1/4 ’’ 65 2 ½ ‘’ 350 14 ‘’ 1200 48 ‘’
10 3/8 ‘’ 80 3 ‘’ 400 16 ‘’ 1400 56 ‘’
15 1/2 ‘’ 100 4 ‘’ 500 20 ‘’ 1600 64 ‘’
20 3/4 ‘’ 125 5 ‘’ 600 24 ‘’ 1800 72 ‘’
25 1 ‘’ 150 6 ‘’ 700 28 ‘’ 2000 80 ‘’
32 1 ¼’’ 200 8 ‘’ 800 32 ‘’ 2200 88 ‘’
40 1 ½’’ 250 10 ‘’ 900 36 ‘’ 2400 96 ‘’

6
Diversitatea conditiilor de functionare a elementelor conductelor au dus la o gama de forme
constructive ale lor, practic inepuizabila, cat si la o diversitate foarte mare de materiale folosite.

2.2. CLASIFICAREA CONDUC TELOR
Clasificarea conductelor poate fi facuta dupa foarte multe criterii , dintre care cele mai
importante sunt:
– dupa natura materialului de baza al tubulaturii: metalice si nemetalice;
– dupa proprietatile fizice si chimice ale fluidului transportat: starea de agregare (lichide,
gaze, mat eriale pulverizante in stare fluidizata), agresivitate chimica, toxicitate, inflamabilitate,
pericol de explozie etc.;
– dupa mediul in care se monteaza: deasupra solului (in atmosfera normala, in mediu cu
pericol de incendiu sau explozie, in incaperi, sub cerul liber), in subsol (ingropate, in santuri,in
canale) si sub apa;
– dupa destinatia conductelor: industriale (tehnologice, tehnico -sanitare, ventilatie, ale
sistemului de control si automatizare, ale sistemelor de ungere etc.) si civile (alimentare cu apa,
gazeificare, canalizare, termoficare etc.).
Proiectarea, tipul de fabricatie, amploarea si succesiunea controlului si inspectiilor
conductelor trebuie stabilite in functie de fluidul continut si de conditiile de operare conform
clasificarii cond uctelor tehnologice – SR EN 13480 – 1 tabelului 2.4.
Clasificarea sistemelor de conducte in clase de conducta
1.2 Conducte din clasa de conducta 0
Conductele din clasa de conducta 0 trebuie proiectate,fabricate,examinate si controlate conform regulilor
tehnice aplicabile intr -unul din statele member ale UE sau AELS sau in conformitate cu acest standard.
1.3 Conducte cu presiunea de operare ≤ 0,5 bar
Conductele prevazute pentru o presiune de operare ≤ 0,5 bar trebuie proiectate,fabricate,examinate si
controlate conform regulilor de buna practica aplicabile intr -unul din statele membre UE sau AELS sau in
confo rmitate cu acest standard.
Cazuri special e
In anumite cazuri speciale pot fi acceptate abateri de la cerinte specificate, cu conditia de sa se de
demonstreze ca poate fi obtinut un nivel de securitate echivalent.
Producatorul este responsabil pentru i dentificarea clasei de conducta aferenta
sistemului de conducte.
Daca este necesar sau convenabil, de exemplu pentru motive ce tin de constructie sau de
intretinere, un sistem de conducte poate fi impartit in mai multe sectiuni.

7

Fluid Grupa de f luide Criteriu Clasa de conducta
Gaze (a) 1 PS>0,5 bar si DN>350 sau
PS>0,5 bar si DN>100 si
PS*DN>3500 III
PS>0,5bar and 100<DN≤350 si
PS*DN>3500 sau
25<DN≤100 si PS *DN>1000 sau
25<DN≤350 si 1000< PS *DN>3500 II (b)
PS>0,5bar si 25<DN≤100 si
PS*DN≤ 1000 I (b)
PS>0,5bar si DN≤25 0(a se vedea 1.2)
2 PS>0,5 bar si DN>250 si
PS*DN>5000 III
PS>0,5 bar si DN>250 si
3500< PS *DN≤5000 sau
100<DN<250 si PS *DN>3500 II (c)
PS>0,5 bar si DN>32 si
1000< PS *DN≤3500 sau
32<DN≤100 si PS *DN>1000 I
PS>0,5 bar si DN≤32
sau PS>0,5 bar si PS *DN≤1000 0(a se vedea 1.2)
toate PS≤0,5 bar (a se vedea 1.3)
Lichide (d) 1 PS>500 bar si DN>25 III
10 bar <PS≤500 bar si DN>25 si
PS*DN>2000 II
0,5 bar <PS≤10 bar si
PS*DN>2000 I
PS>0,5 bar si DN≤25 sau
PS>0 ,5 bar si PS *DN≤2000 0(a se vedea 1.2)
2 PS>500 bar si DN>200 II
10<PS≤500 bar si DN>200 si
PS*DN≤5000 I
0,5 bar <PS≤10 bar sau
PS>0,5 bar si DN≤200 sau
PS>0,5 bar si PS *DN≤5000 0(a se vedea 1.2)
toate PS≤0,5 bar (a se vedea 1.3)
a)Gaze: gaze,ga ze lichefiate,gaze dizolvate sub presiune,vapori precum si lichide a caror presiune de vapori,la temperatura maxima admisibil a,depaseste cu
mai mult de 0,5 bari presiunea atmosferica normal de 1,013 bar(1 013 m bar).
b)Conductele pentru gaze instabile,car e se afla in clasa II pe baza tabelului de mai sus, trebuie sa fie clasificate in clasa III.(Un gaz instabil este un gaz sau o
cantitate de vapori care se poate transforma imediat si spontan,ceea ce conduce la o modificare a presiunii atunci cand aceas ta transformare are loc intr -un
spatiu inchis,sub singurul efect al unei mici variatii a unuia dintre parametrii de operare.)
c)Toate conductele continand gaze la temperature mai mari de 350 ◦C care se afla in clasa II pe baza tabelului de mai sus tre buie c lasificate in clasa III.
d)Lichide:lichide a caror presiune de vapori,la temperature maxima admisibila,nu depaseste cu mai mult de 0,5 bari presiunea atmosferica normal de 1,013
bar(1 013 mbar) .
Tabelul 1.3. Clasificarea sistemelor de conducte in clase de conducta

8
2.3. MATERIALE DE EXECUTIE A CONDUCTELOR

Materialele utilizate la componentele supuse la presi une ale conductelor tehnologice treb uie
alese astfel i ncat sa fie compatibile cu etapele prevazute ale procesului de fabricare si sa fie
core spunzatoare pentru fluidul interior si pentru conditiite de mediu i nconj urator .

Figura 1.1. Componente ale conductelor din otel carbon

La alegere a materialelor trebuie avute i n vedere atat conditiile normale de function are
cat si cele tranzi torii care apar in ti mpul fabricarii, transportului, incercarilor, punerii in funct iune
si al opririlor tehnologice.

2.3.1. Oteluri carbon utilizate la executia conductelor
Conducte le din otel carbon sunt cele care se folosesc cel mai a desea in aplicati i industriale. Au
avantajul disponibilitătii largi, al rezistentei ridicate si al nenumăratelor sisteme de conectare si
accesorizare.
Sunt disponibile multe tipuri de conducte di n otel carbon a cestea varia nd in functie de
metalurgia si fabricarea conducte i în sine. Conductele din otel carbon sunt utilizate pentru sisteme

9
de instalatii ale fluidelor si gaz elor, la suprafata solului cât si subteran. Este, de asemenea, utilizat
pe scară largă pentru sistemele de abur.
Figura 1.3. Diagrama fier – carbon

Clase structurale de oțeluri

 Oțeluri perlitice. Sunt oțeluri carbon și oțeluri slab sau mediu aliate
 Oțeluri feritice. Sunt oțeluri cu conținut scăzut de carbon, aliate cu elemente alfagene (Cr,
Si, W, V etc.), structura fiind formată din ferită aliată și eventual carburi ale elementelor de
aliere (oțeluri feromagnetice).
 Oțeluri martensitice sau autocălibile . Sunt oțeluri înalt aliate la care viteza critică de călire
este mică astfel că la răcirea în aer se obține martensită.
 Oțeluri austenice. Sunt oțelu ri înalt aliate cu Ni, Cr, Mn, astfel că se asigură formarea unei
structuri austenitice stabile la temperatură ambiantă (oțeluri paramagnetice).
 Oțeluri ledeburitice. Sunt oțeluri cu conținut ridicat de carbon (peste 0,6%) și elemente
care formează carburi stabile (Cr, W, V, Mo etc.), astfel că la solidificare suferă și
transformarea eutectică.

10
Grupa Sub-grupa Tip otel
1 Oteluri care au o limita de curgere minima specificata ReH≤460 N/mm² (b) si cu umatoarea compozitie chimica in %
:
C ≤ 0,25
Si ≤ 0,60
Mn ≤ 1,70
Mo ≤ 0,70
S ≤ 0,045
P ≤ 0,045
Cu ≤ 0,40
Ni ≤ 0,5
Cr ≤ 0,3 (0,4 pentru piese turnate)
Nb ≤ 0,05
V ≤ 0,12
Ti ≤ 0.05
1.1 Oteluri care au o limita de curgere minima specificata ReH ≤ 275 N/mm²
1.2 Oteluri care au o limita de cu rgere minima specificata 275 N/mm² < ReH ≤ 360 N/mm²
1.3 Oteluri cu granulatie fina normalizate care au o limita de curgere minima specificata ReH > 360 N/mm²
1.4 Oteluri care au o rezistenta marita la coroziunea atmosferica si a caror compozitie chimi ca poate depasi valorile
indicate la 1 pentru elemente separate
2 Oteluri cu granulatie fina tratate termomecanic si oteluri turnate care au o limta de curgere minima specificata ReH
> 360 N/mm²
2.1 Oteluri cu granulatie fina tratate termomecanic si ot eluri turnate care au o limta de curgere minima specificata 360
N/mm² < ReH ≤ 460 N/mm²
2.2 Oteluri cu granulatie fina tratate termomecanic si oteluri turnate care au o limta de curgere minima specificata ReH
> 460 N/mm²
3 Oteluri calite si revenite si oteluri durificate prin precipitare,exceptand otelurile inoxidabile ca re au o limita de
curgere minima specificata ReH > 360 N/mm²
3.1 Oteluri calite si revenite care au o limta de curgere minima specificata 360 N/mm² < ReH ≤ 690 N/mm²
3.2 Oteluri calite si revenite care au o limta de curgere minima specificata ReH > 690 N/mm²
3.3 Oteluri durificate prin precipitare exceptand otelurile inoxidabile
4 Oteluri aliate cu Cr -Mo-(Ni) cu un continut scazut de vanadium cu Mo ≤ 0,7 % si V ≤ 0,1 %
4.1 Oteluri cu Cr ≤ 0,3 % si Ni ≤ 0,7 %
4.2 Oteluri cu Cr ≤ 0,7 % si Ni ≤ 1,5 %
5 Oteluri fara Cr -Mo,fara vanadium si cu C ≤ 0,35 %
5.1 Oteluri cu 0,75 % ≤ Cr ≤ 1,5 % si Mo ≤ 0,7 %
5.2 Oteluri cu 1,5 % < Cr ≤ 3,5 % si 0,7% < Mo ≤ 1,2 %
5.3 Oteluri cu 3,5 % < Cr ≤ 7,0 % si 0,4% < Mo ≤ 0,7 %
5.4 Oteluri cu 7,0 % < Cr ≤ 10,0 % si 0,7% < Mo ≤ 1,2 %
6 Oteluri cu Cr -Mo-(Ni) cu continut ridicat de vanadium
6.1 Oteluri cu 0,3 % ≤ Cr ≤ 0,75 % , Mo ≤ 0,7 % si V ≤ 0,35 %
6.2 Oteluri cu 0,75 % < Cr ≤ 3,5 % , 0,7 % < Mo ≤ 1,2 % si V ≤ 0,35 %
6.3 Oteluri cu 3,5 % < Cr ≤ 7,0 % ,M o ≤ 0,7 % si 0,45 % ≤ V ≤ 0,55 %
6.4 Oteluri cu 7,0 % < Cr ≤ 12,5 % , 0,7 % < Mo ≤ 1,2 % si V ≤ 0,35 %
7 Oteluri inoxidabile feritice, martensitice sau durificate prin precipitare cu C ≤ 0,35 % si 10,5 % ≤ Cr ≤ 30 %
7.1 Oteluri inoxidabile feritice
7.2 Oteluri inoxidabile martensitice
7.3 Oteluri inoxidabile durificate prin precipitare
8 Oteluri austenitice
8.1 Oteluri inoxidabile austenitice cu Cr ≤ 19 %
8.2 Oteluri inoxidabile austenitice cu Cr > 19 %
8.3 Oteluri inoxidabile austeniti ce cu mangan cu 4 % < Mn ≤ 12 %
9 Oteluri aliate cu nichel cu Ni ≤ 10,0 %
9.1 Oteluri aliate cu nichel cu Ni ≤ 3,0 %
9.2 Oteluri aliate cu nichel cu 3,0 % < Ni ≤ 8,0 %
9.3 Oteluri aliate cu nichel cu 8,0 % < Ni ≤ 10,0 %
10 Oteluri inoxidabile a ustenito -feritice (duplex)
10.1 Oteluri inoxidabile austenito -feritice cu Cr ≤ 24 %
10.2 Oteluri inoxidabile austenito -feritice cu Cr > 24 %
11 Oteluri acoperite de grupa 1 exceptand pe cele cu 0,25 % < C ≤ 0,5 %
11.1 Oteluri asa cum sunt indica te la 11 cu 0,25 % ≤ C ≤ 0,35 %
11.2 Oteluri asa cum sunt indicate la 11 cu 0,35 % ≤ C ≤ 0,5 %
a) Acest tabel este reprodus din CR ISO 15608: 2000.
b) In conformitate cu specificatiile din standardele de produse de otel, ReH poate fi inlocuit cu R p0, 2 sau cu R p0,5.
c) Este admisa o valoare superioara daca Cr + Mo + Ni + Cu + V ≤ 0,75 %
d) “Fara vanadium” inseamna ca acesta nu a fost adaugat in material in mod deliberat.
e) Este admisa o valoare superioara daca Cr + Mo + Ni + Cu + V ≤ 1 %
Tabelul 1.4 . Sistem de grupare a materialelor metalice pentru sistemele de conducte tehnologice sudate

11
2.3.2. Criterii de alegere a oțelurilor pentru conducte
 Caracteristicile fluidului transportat;
 Condițiile de lucru;
 Reglementările de proiectare etc.;
 Influența compoziț iei chimice a oțelurilor asupra rezistenței la coroziune a țevilor:
– creșterea conținutului de carbon al oțelurilor determină creșterea vitezei de coroziune,
– microalirea cu cuprul reduce viteza de coroziune ca urmare a realizării unui efect de
pasivare.

2.3.3. Oțelurile “clasice” utilizate la realizarea țevilor pentru conducte
 Structura ferito – perlitică tipică oțelurilor nealiate sau slab aliate hipoeutectoide;
 Creșterea caracteristicilor de rezistență mecanică se realizează în principal prin creșterea
concentrației carbonului, care are ca efect mărirea conținutului de perlită din structură;
 Semifabricatele de tip platbandă destinate fabricării țevilor sudate longitudinal sau
elicoidal se realizează prin procedee de laminare obișnuite (laminare normalizantă);
 Granulația fină a acestora este asigurată prin microaliere cu Ti, V, Nb etc. și conducerea
corectă a operațiilor de laminare

2.3.4. Oțelurile “moderne” utilizate la realizarea țevilor pentru conducte
 Respectă prescripțiile generale recomandate;
 Sunt realizate c u performanțe sporite privind conținuturile de impurități;
 Prezintă niveluri scăzute ale concentrațiilor de carbon și rețete de microaliere complexe;
 Au o structură cu ferită aciculară (bainită cu conținut scăzut de carbon);
 Caracteristicile de rezistență mecanică se realizează în principal prin obținerea unei
granulații foarte fine și asigurarea unor efecte de durificare prin precipitarea unor compuși
intermetalici (nitruri sau carbonitruri de dimensiuni submicroscopice ale elementelor cu
care sunt microal iate);
 Performanțele de rezistență mecanică și tenacitate asigurate au determinat includerea
acestor oțeluri în categoria oțelurilor slab aliate (microaliate) cu rezistență mecanică
ridicată HSLA (High Strength Low Alloy).

2.4. PRINCIPII DE BAZA PENTRU PROIEC TARE A CONDUCTELOR
Domeniul de aplicare al fiecarui principiu de calcul conform SR EN 13480 – 3 este limitat
de la caz la caz de caracteristicile geometrice care trebuie luate in calcul pentru fiecare
componenta, incarcare, mod de defe ctare si caracteristica a materialului.
2.4.1. Incarcari
Toate sistemele de conducte sunt supuse in timpul unui ciclu de viata la un numar de
incarcari. Aceste pot fi una sau o combinatie dupa cum urmeaza :
– presiune interioara sau/si exteri oara;

12
– temperatura;
– greutate a conductei si a continutului acesteia;
– incarcari climatice;
– efecte dinamice ale fluidului;
– miscari ale solului si ale fundatiilor ;
– vibratii;
– seisme.
Conditiile normale de functionare trebuie considerate conditiile intalnite in cazul
functionarii continue la putere constanta si in con ditii de functionare temporara corespunzatoare
procesului normal de functionare. Situatiile de incarcare totala, partiala si de oprire trebuie
examinate impreuna cu conditi ile de pornire comutare si oprire asociate.
Pentru calculul privitor la conditiile normale de functionare, fiecare din urmatoarele trebuie sa
fie examinate:
– presiunea interioara si/sau presiunea exterioara, inclusiv presiunea hidrostatica, acolo
unde es te cazul;
– greutatea conductei, inclusiv structurile interne si echipamentele aferente ;
– greutatea izolatiei;
– greutatea fluidului;
– dilatarea termica;
– conditiile de rezemare;
– reactiunile suport urilor cu caracteristica variabi la si cu caracteristica const anta;
– deplasari le si rotatiile din punctele de ancorare, rezemare si de conectare cu alte
echipamente;
– pretensionarea la rece;
– deplasarile fundatiilor.

2.4.2 Grosime
Grosimea minima trebuie determinata tiand seama de procesul de fabrica tie al
conductelor si al fit ingurilor.
Coroziunea poate fi inter na sau externa sau poate aparea in ambele cazuri in acelasi
timp (termenul de coroziune include eroziunea).
Valoarea admisibila a coroziun i cₒ (care poate fi zero daca nu sunt previzibile fenomene
de cor oziune) trebuie sa fie determ inata de producator tinand s eama de natura,
temperatura , viteza de curgere, etc a produsului care va fi in contact cu peretele.
2.4.3. Tolerante
Dime nsiunile nominale trebuie folosite in calcule, iar tolerantele privind grosimea trebuie sa
fie respectate.

13
2.4.4. Coeficient al imbinarii
Coeficientul imbinarii z trebuie sa fie folosit in calculul grosimii de perete a componentelor
care comporta una sau mai multe suduri cap la cap, altele decat cele pe circumferinta si nu trebuie
sa depaseasca valorile urmatoare:
– pentru echipamente supuse la examinari distructive si nedistructive care confirma ca
intreaga serie de imbinari nu prezinta imperfectiuni se mnificative: 1;
– pentru echipamente care fac obiectul unor examinari nedistructive , prin sondaj 0.85;
– pentru echipamente care fac obiectul unor inspectii vizuale si nu a unor examinari
nedistructive : 0,7

2.5. CERINTE PENTRU FABRICARE SI INSTALARE
Materi alele si componentele metalice s unt pregătite pentru asamblare ș i montaj prin unul sau
mai multe p rocesele de fabricație .
Conform SR EN 13480 – 4, inainte de a se efectua orice lucrare, trebuie efectuata o verificare
pentru a s e asigura ca tronsoanele de conducta si componentele furniz ate sunt in conformitate c u
documentele corespunzatoare (specificatii, desene, certificate etc).
Tronsoanele de conducta si componentele trebuie protejate pe durata manipularilor,
transportului si depozitarii.
Atunci cand se face imbinarea tronsoanelor de conducta sau a componentelor, acestea nu
trebuie supuse la eforturi, nici deformate in alt mod decat cel cerut prin proiectare. Trebuie
respectate instructiunile de montaj precizate de proiectant, daca acestea exista.
Toate suport urile provizorii sau consolidari temporare utilizate ca fiind necesare pe durata
transportului, montajului si incercarilor, trebuie indepartate inainte de punerea in functiune.
Trebuie luate masuri corespunzatoare pentru a se evita contaminarea otelur ilor inoxidabile si
materialelor neferoase care provoaca coroziunea acestora. Daca are loc o contaminare aceasta
trebuie indepartata in mod corespunzator imediat ce este posibil, chiar daca materialul va fi
supus unui tratament final de protecti e anticorosiva.
Conductele tehnologice destinate fluidelor care pot produce condens trebuie montate cu
pante corespunzatoare si separatoare de lichid.

3. SUDAREA CONDUCTELOR DIN OTEL CARBON
Tehnologia de sudare reprezinta o succesiune specifica de acti uni care trebuie sa fie urmata in
cazul executarii unei suduri, incluzand referirea la materiale, pregatire, preincalzire (daca este
necesar), metoda de examinare a sudurii si tratamentul termic dupa sudare (daca este relevant),
precum si echipamentul nece sar ce trebuie utilizat (SR EN 288 -1).

14

Figura 2.1. Sudarea conductelor din otel carbon (WIG/TIG)

3.1. IMBINARILE PRIN SUDARE
Diferitele elemente ale conductelor sunt asamblate intre ele prin imbinari realizate prin
procedee variate. Independent de procedeu l folosit, imbinarile trebuie sa satisfaca: conditiile de
etanseitate, rezistenta, rigiditate, stabilitate chimica si durabilitate impuse de destinatia si
amplasarea lor, in starea de regim a conductei.
Alegerea tipului de imbinare se face in functie de ma terialul elementelor care se imbina,
conditiile de functionare ale acestora, siguranta in exploatare pe care trebuie sa o prezinte, pretul
de cost al imbinarii, conditiile impuse de lucrarile de montare etc.
In cazul conductelor de abur si apa fierbinte su b presiune, proiectarea, executarea, asamblarea si
exploatarea imbinarilor de toate categoriile trebuie sa se faca cu respectarea instructiunilor tehnice C 15 -58
ale I.S.C.I.R.

15
Imbinarile folosite pot fi impartite in: nedemontabile – care necesita pentru d emontare
distrugerea elementelor de asamblare (sudate, lipite, nituite etc.) si demontabile – care nu
necesita la demontare distrugerea elementelor de asamblare (cu filet, cu flanse etc.).
Imbinarile conductelor se pot realiza prin sase procese diferite:
– Imbinarile cu flanse
– Imbinarile filetate
– Imbinarile cu presetupa
– Imbinarile cu mufa
– Imbinarile prin lipire
– Imbinarile prin sudare
Imbinarile prin sudare au o larga raspandire in constructia conductelor de oteluri, metale
neferoase, PCV si alte materiale. Ele sunt de cateva ori mai ieftine decat cele cu flanse, avand o
buna rezistenta, rigiditate si durabilitate.
Folosirea imbinarilor sudate nu se recomanda in urmatoare cazuri: cand produsul transportat
corodeaza metalul de adaos sau zona materialului de ba za incalzita la sudare, cand se cere o
demontare frecventa a portiunii de conducta, sau cand conducta se afla intr -o sectie al carui
caracter al productiei (cu pericol de incendiu sau explozie) exclud lucrul cu flacara deschisa.
La asamblarile conductelor este folosita atat sudarea cap la cap a elementelor cat si cea de
colt, obtinute printr -o gama variata de procedee, care trebuie sa asigure conditiile unei bune
imbinari.
Alegerea procedeului de sudare se face in functie de materialul de baza al elementelo r care se
imbina, de caracterul productiei si de locul in care urmeaza sa se faca sudarea.
Forma sectiunii transversale a cordonului de sudura depinde de: natura materialului, grosimea
elementelor, accesibilitatea pe ambele parti ale sudurii si de procedeu l de sudare ales. Cele mai
des intalnite forme ale sudurii sunt aratate in STAS 4578 -54.
Aplicarea unui inel la radacina sudurii asigura o centrare buna a tevilor si patrunderea
metalului topit, in schimb asezarea lui este mai greoaie, necesita un consum m ai mare de metal si
o micsorare a sectiunii conductei.
Imbinarea conductelor prin sudare consta in trasarea elementelor ce urmeaza a fi sudate,
taierea si prelucrarea marginilor, curatirea capetelor care se asambleaza, sudarea propriu -zisa,
curatirea acest eia de zgura si oxizi si, in alte cazuri, tratarea termica a zonei sudate.
Trasarea elementelor consta in transpunerea in marime naturala a formei si dimensiunilor
elementelor ce urmeaza a fi prelucrate. De la caz la caz se inseamna marginile, axele, contu rurile
de orificii etc. Trasarea se face dupa desenele de executie ale elementelor, prin constructii
geometrice executate cu instrumente de masura sau cu sabloane executate, in functie de
caracterul productiei, din tabla subtire, lemn, carton etc.

16
In cazul sudurilor cu inel la radacina, suprafta interioara a tevilor se curata pana la luciul
metalic pe o portiune de 20 -30 mm.
Asamblarea elementelor in vederea sudarii este o operatie de raspundere, constand din
centrarea pieselor care se imbina intre ele, cu respectarea distantei prescrise pe desene si fixarea
in aceasta pozitie a elementelor.
Sudarea propriu -zisa a conductelor se face dupa verificarea asezarii corecte a elementelor. Ea
se face cu tevile asezate in dispozitiv, total sau numai partial.
Sudarea manuala se executa cu gaze sau cu arc electric.
Sudarea manuala cu gaze se executa la peretii conductei care au grosimea pana la 3 mm si de
obicei la diametre mici. Ea prezinta avantajul obtinerii unei reziliente mai bune a materialului din
cusatura, iar e xecutarea lucrarilor peste cap se face mai usor; de asemenea lucrarile se pot
executa si in locuri mai greu accesibile.
Indiferent de grosimea materialului si forma sudurii, primul strat (la radacina) se executa cu
vergeea de 2 mm, urmatoarele putand fi ex ecutate folosind vergele mai groase. Pentru umplerea
completa a spatiului, asupra vergelei se executa o usoara presiune.
Sudura trebuie sa fie unifomra, fara fisuri, nori sau arsuri pe margine. Santul trebuie sa fie
umplut fara goluri intre straturi.
Nu se admite polizarea suduriii, decat in cazuri exceptionale.
3.1.1. Structura imbinarilor sudate
Imbinarile sudate se realizeaza folosind procedee de sudare prin topire sau prin presare. In
materialul supus operatiei de sudare se creeaza campuri termice care modific a structura in zona
cusaturii si zona de influenta termica, precum si proprietatile acestor oteluri in aceste zone.
Cel mai utilizat procedeu este cel prin sudare. In cazul sudarii prin topire cu arc electric in
urma sudarii se disting urmatoarele zone: c usatura (CS); zona de trecere (ZT) si zona de influenta
termica (ZIT); metalul de baza MB.
Cusatura (CS) – Se formeaza prin solidificarea baii de sudura.Datorita voluului mic al baii,
racirea se produce rapid obtinandu -se cristale columnare orientate in dir ectia de solidificare .
Zona de trecere (ZT) – este partea imbinarii care face trecerea intre cusatura si metalul de
baza.Este putin extinsa si apare ca o fasie ingusta, care este vizibila numai la microscop .
La otelurile carbon si cele slab aliate zona nu se observa, dar apare foarte bine conturata in
cazul fontelor.
Zona de influenta termica (ZIT) – este zona din metalul de baza (MB) care a suferit
transformari structurale ca urmare a actiunii temperaturii atinse din timpul sudarii. In functie de

17
compozit ia chimica a otelului, de temperatura de incalzire si viteza de racire in ZIT apar
transformari.
La un otel cu continutulde C < 0,25 apar urmatoarele subzone :
1. Subzona de supraincalzire – apare o structura grosolana de tip Widmannstatten (subzona
este fragila);
2. Subzona de normalizare – apare o granulatie fina cu proprietati mecanice bune;
3. Subzona transformarilor incomplete din MB – se obtine o perlita fina, iar ferita nu a suferit
modificari;
4. Subzona de recristalizare – in cazul cand materialul a suferit o deformare plastica ulterioara,
grauntii se refac , iar in rest, structura nu sufera modificari.

Figura 2.2. Structura imbinarilor sudate

3.2. PREINCALZIREA SI TRATAMENTUL TERMIC AL CONDUCTELOR DIN OTEL CARBON
În scopul asig urării unor proprietăți îmbunătățite cordonului de sudura, în special a evitării
constituenților fragili, reducerea tensiunilor interne , precum și a defectelor ce pot apărea în urma
procesului de sudare, fisuri, pori etc.), de o deosebită impor tanță este temperatura la care se afla
componentele înaintea pro cesului de sudare. Dacă acestea sunt sudate fără aport termic

18
suplimentar, atunci temp eratura inițiala a desfășurării procesului este temperatura mediului
ambiant. Dacă înaintea operației de s udare componentele se încălzesc, atunci temperatura inițial ă
de la care începe operația de sudare poarta denumirea de temperatura de preîncălzire.
Atât temperatura mediului ambiant cât și temperatu ra de preîncălzire influențează
caracteristicile îmbinării sudate și co nstrucției sudate.
Conform SR EN 13480 – 4, temperatura de preincalzire (temperatura de lucru)
specificata in WPS trebuie resp ecta, la realizarea sudurii in puncte si pe parcursul intregii
operatiuni de sudare. Respectarea temperat urii de preincalzire trebuie monitorizata cu mijloace
corespunzatoare de masura sau cu creioane indicatoare.
Specificatia procedurii de sudare trebuie sa includa temperatura de preincalzire, si, atunci
cand este relevant temperatura intre treceri necesara pentru sudare. Temperatura de
preincalzire trebuie stabilita prin luarea in consideratie a compozitiei chimice si grosimii
materialului sudat, procesul de sudare utilizat si parametrii arcului.
Tratamentele termice sunt o succesiune de etape ce constau în încălzirea, menținerea și
răcirea unor aliaje metalice în scopul obținerii unor anumite struc turi care să asigure un ansamblu
dorit de caracteristici fizico -chimice fără a modifica starea de agregare a materialului. W
a) Curatarea
Suprafețele interioare și exterioare care sunt supuse procesului de taiere termica sau sudare
trebuie să fie curate și lipsite de vopsea, ulei, rugina, zgura si alte materiale care ar putea fi
dăunătoare sudurii sau bazei de metal atunci când se aplică căldură.
Finalizarea pregătirii este acceptabilă numai dacă suprafața este în mod rezonabil neteda și
dreapta și zgura de la taierea cu oxigen sau arcului este curățata de pe suprafetele taiate termic.
Decolorarea rămasă pe o suprafața tăiata termică nu este consi derată oxidare dăunătoare.
b) Preincalzirea
Preîncălzirea este utilizată, împreună cu tratamentul termic, in scopul de a minimaliza efectele
dăunătoare ale temperaturii înalte s i inerențelor severe ale gradienților termici datorate
sudării.Necesitatea preînc ălzirii și a temperaturii utilizate se specifică în proiectarea tehnică și se
demonstreaza prin calificarea procedurii. De asemenea, cerintele si recomandările de aici se aplică
tuturor tipurilor de sudare, inclusiv sudurile de fixare, reparațiile sudate ș i sudarile de etanșare a
îmbinărilor filetate.
Temperaturile minime necesare si recomandate pentru preincalzirea materialelor de baza P
sunt descrise in Tabelul … . Dacă temperatura ambiantă este sub 0 ° C(32 "F), recomandarile din
tabel devin cerințe. G rosimea prevăzută în tabel este cea a componentei mai groase măsurată la
îmbinare. Pentru materiale nelistate cerințe de preîncălzire trebuie specificat în WPS.

19
Material
de baza Analiza
materialului
sudat Grupa
materialului
de baza Grosimea
nominala a
peretelui Forta
elastic min.
specificata,
material de
baza Temperatura minima
mm In.
Necesara

Recomandata

MPa ksi °C °F °C °F

Verificarea temperaturii
Temperatura de preîncălzire se v erifică prin utilizarea indicatoarelor de temperatură, a pirometrelor
termoelectrice sau a altor mijloace adecvate pentru a se asigura că temperatura specificată în WPS este
obținută înaintea inceperii sudarii și menținuta în timpul acestui proces.
Termocuplele pot fi atașate temporar direct la componentele ce contin presiune folosind metoda de
descărcare a condensatoarelor de sudură fără procedură de sudare si calificări de performanță. După ce
termocuplelor sunt indepărtate, zonele vor fi examinate vizua l pentru ca eventualele defecte sa fie
reparate.
Zona de preîncălzire trebuie să se extindă cel puțin 25 mm (1 in.) dincolo de fiecare margine a sudurii.
Când materialele cu cerințe diferite de preîncălzire sunt sudate împreună,se recomandă utilizare
tempe raturii mai ridicate afisata in tabelul P
În cazul în care sudarea este întreruptă,viteza de răcire trebuie controlată sau se utilizează alte
mijloace pentru a preveni efecte dăunătoare în tubulatura. Preîncălzirea specificată în WPS va fi aplicată
înainte de reluarea procesului de sudare.
c) Tratamentul termic
Tratamentul termic este folosit pentru a preveni efectele daunatoare ale temperaturii ridicate și ale
temperaturii severe existente in gradientele inerente sudurii și pentru a elibera stresul rezidual c reat prin
îndoire și formare.
Tratamentul termic trebuie să fie în conformitate cu grupele de materiale și intervalele de grosime din
tabelul T, cu excepția prevederilor pentru tratamentul termic alternativ sau alte situatii in care nu se pot
aplica aceste cerinte.

20
Materi
al de
baza Analiza
materialul
ui sudat Grupa
materialul
ui de
baza Grosime
a
nominal
a a
peretelu
i
mm
I
n.

Forta
elastic
min.
specificat
a,
material
de baza Intervalul
de
temperatu
re al
metalului Durata Cifra
de
duritat
e
Brinell
Pere te
nominal Min,timp
,h
Min/m
m Hr/i
n.

Tratamentul termic care urmează a fi folosit după procesul de sudarea va fi specificat în WPS
și va fi utilizat in calificarea procedurii de sudare.
Proiectantul tehnic ar trebui sa specifice examinarea si/sau alt control al calității producției
(nu mai puțin decât cerințele prezentului cod) pentru a se asigura că sudurile finale sunt de o
calitate adecvată.
Când componentele sunt imbinate prin sudare, grosimea care trebuie utilizată în aplicarea
dispozițiilor privind tratamentul termic din tabelul T este cea a componentei mai groase măsurată
la articulație, cu excepția următoarelor:
În cazul conexiunilor de ramificație, metalul (altul decât metalul de sudură) adăugat ca
armătură, indiferent dacă este parte integrantă a unei ramificații sau atașată ca par te de
consolidare sau sprijin, nu se iau în considerare în determinarea cerințel or privind tratamentul
termic.
Încălzire și răcire
Metoda de încălzire trebuie să asigure temperatura necesara si uniforma pentru metal
precum și controlul acesteia si poate i nclude un cuptor închis, încălzire locală cu flacără, rezistența
electrică, inducția electrică sau reacție chimică exotermică.
Metoda de racire trebuie sa ofere viteza de racire necesara sau dorita si poate incude răcirea
într-un furnal, în aer, prin apli carea de căldură la nivel local ori izolare sau prin alte mijloace
adecvate.
Verificarea temperaturii
Temperatura tratamentului termic se verifică prin intermediul unor termometre/pirometre
termoelectrice sau alte metode adecvate pentru a se asigura că cer ințele WPS sunt îndeplinite.

21
Dispozițiile descrise sunt practici de bază care sunt potrivite pentru cele mai multe operații de
sudare, îndoire și formare, dar nu sunt neapărat adecvate pentru toate condițiile de serviciu.
Teste de duritate
Teste de duritat e a produsului rezultat din sudura și a tubulaturii rezultate din îndoire și
incalzire, sunt destinate verificarii nivelului de satisfacere al tratamentul termic.Limita de duritate
se aplică sudurii și zonei incalzite (HAZ) testată cât mai aproape posibil de marginea sudurii.(A)
În conditiile în care limita de duritate este specificată în tabelul T, cel puțin 10% din suduri,
îndoiri prin incalzire și componentele formate prin incazire din fiecare lot tratat termic intr -un
furnal si 100% din cele tratate te rmic local, se testează.
Atunci când metalele diferite sunt unite prin sudare, limitele de duritate specificate pentru
materialele de bază și cele de sudură din tabelul T, trebuie îndeplinite pentru fiecare material.
Cerințe specifice
În cazul unei garanti i justificate prin experiența sau cunoașterea condițiilor de funcționare,
metode alternative de tratament termic sau excepții de la prevederile privind tratamentul termic
de bază pot fi adoptate astfel:
Tratamentul termic alternativ
Normalizarea sau normal izarea și temperarea sau recoacerea pot fi aplicate în locul
tratamentului termic necesar după sudare, îndoire sau formare, cu condiția ca proprietățile
metalice ale oricarei suduri si ale oricaror metale de baza afectate, să îndeplinească specificatiie
cerințelor după un astfel de tratament, iar înlocuirea sa fie aprobată de designer.
Excepții la cerințele de bază
In unele cazuri practicile de bază pot necesita modificări pentru a se potrivi condițiilor de
funcționare. Astfel, designerul poate specifica ma i multe cerințe stricte in ceea ce priveste designul
tehnic, inclusiv tratament termic și limitările de duritate pentru o grosime mai mica sau pot
specifica un tratament termic Și cerințele de duritate mai puțin stricte, inclusiv niciuna.

3.3. PROCEDEE TEHNOLOG ICE PENTRU SUDARE CONDUCTELOR
Criteriile de prescriptive a procedeelor de sudare trebuie sa conduca la realizarea unor
imbinari sudate ce asigura atat calitatea corespunzatoare a acestora, cat si la obtinerea
productivitatilor optime (tabelul…).
Principale le criteria de stabilire a procedeelor de sudare au fost urmatoarele:
 Calitatea materialelor ;
 Calitatea i mbinarilor ;
 Dimensiunile conductelor ;

22
 Economicitatea procedeelor ;
 Caracterizarea procedeelor folosite .
Procedeul de sudare oxiacetilenica (A) este indi cat a fi folosi t pentru sudarea otelurilor carb on
si aliat cu 0,5% molibden si 1% Cr +0,5% Mo, Dn ≤50mm, iar grosimea peretelui max. 4mm, imbinari
ce pot fi executate dintr -o singura trecere.

Figura 2.3. Procedeul de sudare oxiacetilenica

Datorita energiil or liniare mari pe carele prezinta procedeul, nu este recomandat la conducte
din otel carbon ale caro r imbinari trebuie sa fie garantate la incercari prin soc, la temperaturi mai
scazute de -10 °C.
Procedeul de sudare electric manual (EM) cu electrozi inve liti este indicat a fi folosit la sudarea
conductelor indiferent de calitatea otelului, cu exceptia Dn ≤50mm unde aplicarea lui prezinta
dificultati pentru sudor. Suprafata interioara a acestor imbinari poate prezenta zgura provenita din
invelis, sau stropi de metal.
Prescriptii de aplicare conform tabelului 2.1.

23
Nr.
crt. Grupe de oteluri Dimensiuni
Dn x S Pres crierea procedeelor de sudare
Tipuri Marci uzuale Radacina Straturi de umplere
R.S.R. R.F.G A WIG
1 Otel carbon OLT 35 W.1.0308. ST35.4 ≤50 x 12 Da Da – Da Da – – –
OLT 35K W.1.0309. ST35.8 >50 x 12
≤250 x 12 – Da Da – Da Da Da –
OLT 45 W.1.0408 ST.45.4 – Da Da – Da da Da Da
OLT 45K W.0409 ST45.8 >250 x 12 – Da – – Da – – –
2 Oteluri tenace la frig – W1.0356 TT ST 35 ≤50 x 4 – Da Da – Da – – –
W1.0437 TT ST 41 >50 x 4
<250 x 12 – Da Da – Da – – Da
W1.0456 TT ST 45 >250 x 12 Da Da – Da – Da – –
3 Oteluri
slab
aliate si
aliate cu
Mo,
CrMo si
CrMoV M 0,5 16 Mo3 W.1.5415 – 15
Mo44 ≤50 x 6 – Da Da – Da Da Da –
>50 x 4
≤250 x 12 – Da Da – Da Da Da Da
>250 x 12 Da Da – Da – – – –
Cr/Mo = 1/0,5 14CrMo4 W.1.7335 – 13CrMo
44 ≤50 x 4 – Da – Da Da Da Da – Cr/Mo =
2,25/1 10CMo10 W.1.7335 – 13CrMo
9.10
Cr/Mo = 5/0,5 10CMo50 W.1.7362 –
12CrMo19.5 >50 x 4
≤250 x 12 – Da – Da Da Da Da Da
Cr/Mo = 7/0,5 – W.1.7368 – X
12CrMo7
Cr/Mo = 9/1 T15MoC9
0 W.1.7386 – X
12CrMo9.1 >250 x 12 – Da – Da – – – – Cr/Mo/V =
0,5/0,6/0,3 – W.1.7715 –
14MoV63
4
Oteluri inoxidabile Ferit
omar
tensi
tice Cr = 13
– W.1.4000 – X7Cr.13 <50 x4 – Da – – Da – Da –
Cr/Al/
=13/0,20 W.1.4002 –
X7CrAC13 >50 x4
≤250 x12 _ Da – – Da – Da Da
Cr = 17 W.1.4057 – X22CrNi
17 >250 x 12 –
Aust
eniti
ce Cr/Ni = 18/8 7NC 180 W.1.4301 – X5CrNi
18.9
<200 x 4 – Da Da Da – – Da –
– W.1.4306 –
X2CrNi18.9
W.1.4541 –
X10CrNiTi 18.9
Cr/Ni/M o =
18/8/2 – W.1.4401 –
X5CrNiMo 18.10
>200 x4 – Da Da – Da – Da Da W.1.4404 –
X2CrNiMo 18.10
W.1.4435 –
X2CrNiMo 18.12
term
orezi
stent
e Cr/Ni = 25/20 – W.1.4841 –
X15CrNiSi 25.20
Cr/Ni = 16/35 – W.1.4864 =
X12N iCrSi 36.16

Tabelul 2.1. Procedee tehnologice prescrise la sudarea conductelor sub presiune

24
Procedeul de sudare in mediul de gaze protectoare cu electrod nefuzibil (WIG) are avantajul
obtinerii primului strat de radacina cu o buna penetrat ie, curat, avand suprainaltare la interior de
valoare 1 ± 10mm.

Figura 2.4. Procedeul de sudare WIG/TIG
Datorita calitatii imbina rilor obtinute, procedeul are c aracter de larga aplicare pentru executia
primului strat la toate conductele din otel carbon aliat – tabel ul 2.1. Procedeul de sudare MAG,
WIG, prezinta avantajele unei calitati satisfacatoare si a unei bune productivitati.
Introducerea lor se realizeaza pe baza perfectionarii tehnologiilor de executie si a omologarii
procedeelor. Folos irea lor este indicata numai la executia straturilor de umplere in conformi tate cu
prescriptiile tabelului 2.1.

25

Figura 2.5. Procedeul de sudare MIG/MAG
Procedeul de sudare electric automat (EA) sub strat de flux se utilizeaza la sudarea imbinarilor
conductelor cu Dn > 250 si S=12mm, datorita produc tivitatilor si calitatilor ce le obtin. Folosirea lor
este prescrisa acolo unde executia se realizeaza in ateliere de prefabricate si configuratia
conductei permite manipularea proprie procedeului.

26
Figura 2.6. Sistem automat de sudare
Se prescrie ca obligatoriu apli carea procedeului WIG la executia primului strat pentru toate
conductele de aspiratie la utilajele tehnologice:
– Turboagregatelor;
– Turbosuflantelor;
– Compresoarelor;
– Acolo unde proiectul prescrie procedeul din motive de curatenie interioara a suprafetelor.

3.4. SPECIFICATIA SI CALIFICAREA TEHNOLOGIILOR DE SUDARE
In vederea asigurarii repetabilitatii, variabilele necesare unei aplicatii specifice sunt cuprinse
intr-un document numit specificatia tehnologiei procedurii de sudare (WPS). Specificatia
simplifica ta a procedurii de sudare adecvata pentru utilizare directa in atelierul de sudare este
instructiunea de lucru. Pentru fiecare imbinare sudata trebuie sa existe o specificatie a tehnologiei
de sudare.
Specificatia procedurii de sudare (WPS) trebuie sa ofer e detalii asupra modului in care se
efectueaza o operatie de sudare, continand toate informatiile relevante despre lucrarea
respectiva.
Pana la calificarea ei, specificatia procedurii de sudare este preliminara, calificarea
procedurilor de sudare f iind reglementata prin SR EN 288. Standardul defineste
urmatoarelemetode de calificare a procedurilor de sudare:
– prin verificarea procedurii de sudare pe probe sudate (EN 288 -3, 4);
– prin utilizarea materialelor de sudare certificate (EN 288 -5);
– prin referire la experienta anterioara (EN 288 -6);
– prin referire la o procedura de sudare standard (EN 288 -7);
– printr -o incercare de sudare inainte de inceperea fabricatiei (EN 288 -8);
Pentru calificarea, producatorul trebuie sa elaboreze o s pecificatie preliminara a procedurii de
sudare (PWPS). Aceasta trebuie sa fie aplicabila in productia curenta utilizand experienta din
productia anterioara si fondul general de cunostinte din domeniul tehnologiei de sudare. In
continuare, aceasta specifica tie se califica prin una din metodele de mai sus. Toate tehnologiile de
sudare se califica inanite de aplicarea lor in productia curenta.
Un producator poate califica o procedura de sudare prin referire la experienta dobandita in
sudare cu conditia sa poat a dovedi, printr -o documentatie autentica, obiectiva si adecvata ca a
sudat in mod corespunzator tipul de imbinare si materialele in discutie.

27
Unele materiale nu se modifica in mod semnificativ daca aportul de caldura este mentinut in
limitele specificate . Pentru astfel de materiale o procedura este considerata calificata daca
materialelepentru sudare sunt certificate si daca toate variabilele esentiale se situeaza in domeniul
pentru care este valabila calificarea.
In cazul iin care calificarea este obtinu ta prin incercari ale tehnologiei de sudare sau printr –
oincercare de sudare inainte de inceperea fabricatiei, toate activitatile referitoare la sudar inclusiv
pregatirea si asamblarea, examinarea si incercarea probelor, trebuie sa fie supravegheate de catr e
examinatori sau organismul de incercari.
O specificatie a procedurii de sudare este calificata daca toate domeniile propuse pentru
ariabilele esentiale se afla intre limitele admise de o tehnologie de sudare standardizata. O
procedura de sudara st andardizata trebuie sa fie elaborata si calificata de catre un examinator sau
organism de incercare independent si poate fi pusa la dispozitia oricarui producator.
Calificarea printr -o incercare de sudare inante de inceperea fabricatiei poate fi utili zata atunci
cand forma si dimensiunile probelor nu sunt suficient de reprezentative pentru imbinarea care
trebuie sudata. In asemenea cazuri se realizeaza mai multe probe speciale pentru a simula
imbinarea din productie in toate aspectele esentiale. Incerc area se efectueaza in conditiile efective
care se aplica in productie.
Standardul EN 288 -1 cuprinde indicatii pentru alegerea si aplicarea uneia din metodele de
calificare prezentate.
Domeniul de valabilitate al unei calificari pentru o variabila esentiala este indicat in standardul
mentionat. Aceasta extindere are in vedere evitarea multiplicarii inutile si costisitoare incercarilor
pentru calificare.
In ceea ce priveste materialul de baza, calificarea este valabila pentru grupa de material
respective, eve ntual prin extindere pentru alte grupe de material mai usor sudabile. In tabelul 5.1.
se indica grupele de materiale de baza (oteluri) conform SR EN 288.
Calificarea efectuata pe unul din otelurile dintr -o grupa acopera otelurile mai slab aliate din
aceeas i grupa sau cu o limita de curgere mai scazuta din aceeasi grupa. Grupa 2 acopera si grupa 1.
Confirmarea rezultatelor fiecarei probe efectuate la calificarea tehnologiei sunt cuprinse in
procesul verbal de calificare a procedurii (WPAR).

3.5. PROBLEME TEHNOLO GICE LA SUDAREA OTELURILOR PENTRU CONDUCTE
Evaluarea a unui material pentru sudare se bazează pe analiza a materialului. Mai mult,
comportarea privind duritate a materialului este evaluata prin incercarea la rezilienta a
epruvetelor crestate.
Cel mai important element pentru evaluarea analizei unui material privind comportarea la
sudare este carbonul.

28
Continutul de carbon pana la 0,22 % nu este critic pentru comportarea la sudare a unui
material nealiat. In acest caz, se vorbeste despre o comportare buna la sudare. Aceasta inseamna
ca materialul cu o grosime de pana la 20 mm poate fi sudat fara preincalzire.
Un continut mai mare de carbon conduce la carburizarea otelului in timpul sudarii impreuna
cu tendinta la fisurare prin fisuri induse prin durificare si hidrogen.
Deci, aceste oteluri trebuie sa fie preincalzite inainte de sudare, pentru a evita racirea si
durificarea extinsa prin o parte prea mare de martensita, ducând astfel la fragilizare și fisuri.
Otelurile cu un continut de carbon mai mare decat aproximativ 0,5 % nu sunt potrivite pentru
sudarea prin topire.
Oțeluri “clasice”
Sudabilitatea satisfăcătoare, dacă concentrația carbonului nu este mărită excesiv și dacă se
aleg convenabil procedeul și regimul de sudare.
Concentrația carbonulu i la aceste oțeluri nu depășește 0,30…0,31 %, pentru obținerea
gradelor superioare de rezistență recurgându -se la folosirea unor rețete de elaborare cu
concentrații ale manganului superioare celor tipice oțelurilor carbon (nealiate).
Principala problemă tehnologică – în zona influențată termic, ZIT, a îmbinărilor sudate –
materialul poate căpăta durități mai mari decât cele corespunzătoare materialului de bază, MB, și
materialului de adaos, MA, utilizat la realizarea cusăturilor sudate, CUS.
Criteriul principal de validare a tehnologiilor de sudare îl constituie asigurarea în îmbinările
sudate a unor structuri cu tenacitate ridicată, care să împiedice declansarea fenomenelor de
fragilizare și/sau fisurare la rece.
4. COROZIUNEA MATERIALELOR METALICE SI FI SURAREA SUDURILOR CONDUCTELOR
Conductele sunt supuse procesului de coroziune atat din partea fluidului pe care -l transporta,
cat si din partea mediului inconjurator in care este amplasata conducta.
Fisura constituie cel mai important defect ce apare în cus ăturile sudate atât datorită
dificultății depistării cât și a efec telor ei – ruperi catastrofale.
Expunerea pieselor din otel mediilor acide cu hidrogen sulfurat conduce atat la promovarea
fenomenelor de coroziune electrochimica, cat si la aparitia hidroge nului in stare atomica la
suprafata piesei.
Mediile care din punct de vedere al concentratiei de H 2S si al presiunii totale care se gasesc in
cazul sistemelor multifazice si in cazul sistemelor monofazice gazoase sunt agresive, conducand la
degradari dato rita hidrogenului.

29
4.1. COROZIUNEA MATERIALELOR METALICE
Notiunea de coroziune include toate procesele chimice si electrochimice care au drept
rezultat degradarea spontana si continua a suprafetelor metalelor si aliajelor. Majoritatea
metale lor se gasesc în na tura sub forma de combinatii dintre care de cele mai multe ori sub forma
de oxizi. Acest fapt dovedeste ca pentru aceste metale, starea metalica este instabila din punct de
vedere termodinamic, în prezenta agentilor chimici si electrochimici, ele având ten dinta de a se
coroda, refacând conditiile din care au provenit.

Figura 3.1. Produși de coroziune formați pe suprafața unei conducte

4.1.1. Coroziunea generata de hidrogenul sulfurat (H ₂S)
Mecanismul acestui tip de coroziune este complex. Hidrogenul sulfurat est e un acid slab care
atunci când este dizolvat în apa are rol de catalizator la absorbtia atomilor de hidrogen în otel.
In mediile cu hidrogen sulfurat, cele mai întâlnite tipuri de coroziune sunt:
 coroziunea uniforma ;
 coroziunea în puncte ;
 coroziunea la o boseala ;
 coroziunea provocata de tensiuni .
Locurile unde întâlnim aceasta coroziune sunt:

30
 puturile de productie ;
 conductele de refulare ;
 la foraj – la prajinile de pompare .
Prevenirea
– în productie – prevenirea se face cu inhibitori ;
– la conducte – pentru pr evenire se folosesc inhibitori si eliminatori de hidrogen sulfurat .
Exemple:
Coroziunea în prezența hidrogenului sulfurat (H2S) intervine când concentrația H2S în gazele
naturale transportate este mai mare de 0,5mol/l.
Puturile acide sunt corozive daca au p H ≤ 6,5 si concentratia hidrogenului sulfurat mai mare
de 250 uam .
4.1.2. Importanta controlului coroziunii
Controlul coroziunii este foarte important pentru ca, nesupravegheata, poate deveni foarte
costisitoare. Prin actiunea ei, aceasta poate duce la oprirea i nstalatiilor iar costurile de întretinere
si reparatii vor creste. Uneori insa costurile preintampinarii totale, respectiv eliminarii coroziunii
pot fi foarte mari. De aceea, în urma unei analize atât economice cât si a lucrarilor ce trebuiesc
efectuate, s e poate realiza un echilibru între impactul coroziunii si cheltuielile pentru prevenirea
acesteia.
Coroziunea poate avea efecte grave asupra functionarii instalatiilor si echipamentelor, de
aceea, în multe cazuri se folosesc sisteme redundante care sa asig ure continua functionare a
echipamentelor si instalatiilor. Mai mult decât atât, sistemele corodate sunt mai susceptibile
stricaciunilor datorate de vânt, valuri sau cutremure. Aproape toate tipurile de coroziune pot fi
anticipate, observate, controlate.
Coroziunea poate provoca defecte ascunse în afara celor cunoscute, cum ar fi: distrugerea
structurilor si pierderile de materiale. Produsele de coroziune pot sa contamineze alimentarile cu
apa sau combustibil cauzând atât probleme tehnice cât si probleme lega te de sanatatea
oamenilor. In general, echipamentele sunt proiectate ca sa reziste în conditii medii, iar atunci când
se folosesc într -un mediu coroziv este nevoie de protectie suplimentara.
Contaminarea mediului datorita scurgerilor de combustibil si de ma teriale periculoase
reprezinta o problema impor tanta în legatura cu mediul. De obicei, cheltuielile facute pentru
eliminarea acestor materiale sunt mult mai mari decât cele asociate controlului coroziunii.
Coroziunea poate avea un impact mare asupra functi onarii întreprinderilor deoarece poate
cauza cresteri de emisii poluante. In unele cazuri, chiar produsii de coroziune sunt foarte periculosi
si de aceea coroziunea trebuie controlata pentru a preveni poluarea mediului. De asemenea,
controlul coroziunii p oate reduce cheltuielile cu manopera pentru inlaturarea efectelor coroziunii.

31

4.1.3. Protectia conductelor contra coroziunii
Conductele metalice aflate permanent în contact cu atmosfera sau cu solul suferă o serie de
degradări prin diferite forme de coroziune ce fac să se reducă mult durata previzibilă de exploatare
apreciată la cca. 40 ani. Pentru a se ajunge la o asemenea durată de exploatare în deplină
siguranță se recurge la aplicarea unui sistem duplex de protecție contra coroziunii, sistem ce
constă în izola rea exterioară față de mediul electrolitic (protecția pasivă) și deplasarea
potențialului conductei în domeniul de imunitate (protecție catodică).
4.2. FISURAREA SUDURILOR
Fisura se definește ca o discontinuitate a materialului cu lungime mare în raport cu
deschiderea și cu rază de curbură mică la capete.
Orice fisură se definește ca o distrugere locală a continuității metalului, deci local trebuie să fi
fost învinse forțele de coeziune.

Figura 3.2. 1. Crater în metalul depus; 2. Fisură transversală în metalul depus; 3. F isură transversală în ZIT; 4. Fisură
longitudinală în metalul depus; 5. Fisură în metalul de bază; 6. Fisură sub cordon în metalul de bază; 7. Fisură în linia de
topire; 8. Fisură la rădăcină în metalul top it; 9. Fisură în metalul depus.
In general, pentr u producerea fisurii, trebuie să existe o solicitare mecanică de întindere, care
poate proveni din:
 tensiuni din sarcini exterioare;

32
 tensiuni proprii;
 cumulul lor.
Orice zonă fisurată nu arată însă existența unor deformări plastice importante, deci f isurarea
se produce când există și un al doilea factor și anume materialul din zonă nu suportă deformare
plastică.
Cei doi factori (solicitare de întindere, nedeformabili tate plastică) sunt prezenți în toate
genurile de fisuri, în funcție de modul particul ar de fisurare apărând și alți factori specifici: H2,
existența acumulărilor locale de impurități, incluziuni dispuse în șir uri, precipitate disperse, etc.
CRITERIU DENUMIRE CARACTERISTICI
Momentul aparitiei Concomitente cu sudarea Se produc in timpul sud arii si a racirii imbinarii
Mod de propagare la scara
microscopica intirziate Se produc dupa un timp indelungat ( ore, zile ) ulterior
racirii imbinarii
Mod de propagare la scara
microscopica De crater Apar in craterul terminal al unui rind de sudura. In
raport cu directia de sudare pot fi: longitudinale,
transversale sau stelate
Grupate Grupe de fisuri individuale care nu comunica intre ele
Stelate Grupe de fisuri, pronuntat divergente, cu origine
comuna
Ramificate Fisura ramificata in cursul propagarii
Amplasare In cusatura
In zona de legatura
In ZIT
In materialul de baza
Directie generala in raport cu
directia de sudare Longitudinal
Transversal
Oblica
Mecanism de producere teoretic
Fisurare………………… Prin filme lichid e Se produc prin filme aflate in stare lichida in timpul
sudarii
La cristalizare primara Filmul lichid persista in momentul solidificarii cusaturii
La incalzire perisolidus Filmul lichid se produce prin incalzirea ZITsau a
rindurilor depuse anterior, l a o temperature apropiata
dar sub temperature solida nominala
Prin fragilizre in prezenta H2 Se produce intr -o structura fragilizata ( calire ) si
puternic tensionata, in prezenta H2
La reincalzire subcritica
( detensinare ) Se produce la incalzire sub Ac1, in stratul
intergranular, ca urmare a impurificarii acestuia si a
consolidarii corpilor grauntilor, prin concentrarea
microdeformatiilor pe limitele de graunt.
Prin destramare lamelara Se produc ca umare a lipsei de plasticitate a
materialului pe d irectia grosimii
Coroziune tensofisuranta Se produc ca urmare a unei agresiuni chimice in
prezenta unor tensiuni mecanice
Marime Microfisura Depistabila numai la marime de peste 6X (lupa
microscop optic, max. 1500X)
Macrofisura Depistabila cu ochiul l iber normal ( distant de
observare 250 mm sau la o marime sub 6X)
Submicroscopice Depistabile la mariri peste 1500X
Mod de propagare la scara
microscopica Intercristalina Se propaga in lungul liitelor de graunti
Transcristalina Se propaga prin corpul grauntilor
mixta Cu propagare atit intercristalina cit si transcristalina
Mecanism de producer e practice
Fisuri…. La cald Se produce printr -o faza cu temperature de topire
mai mica in stare lichida, cind nu poate prelua
tensiunile de contractie
Prin topire In ZIT se topeste numai faza usor fuzibila de exemplu:
la limitele dintre graunti
La solidificare Se produce in cursul solidificarii cusaturii, prin lichid
La rece Se produce in stare solida a materialului, prin

33
depasirea capacitatii de deforma re ( material in stare
fragile )
De contractie Se produce prin impiedicarea contractiei. Constituentii
cu deformabilitate mica sau rezistenta mecanica mica
o favorizeaza.
De fragilizre Se produce cind materialul in timpul racirii parcurge
un domeniu d e tenacitate minima
Destramare lamelara Se produce prin ruperea unor zone de segregare
dispuse parallel, continind incluziuni nemetalice
alungite, in cazul solicitarilor mecanice pe directia
grosimii
De durificare Se produce in urma modificarilor struc turale ca
urmare a modificarilor de volum care dau nastere la
tensiuni mecanice
De imbatrinire Se produce ca urmare a unor procese de imbatrinire
pe seama azotului
De concentratori (crestaturi
geometrice ) Se produc in zonele cu concentrari mari de ten siuni
mecanice
De precipitare Se produc prin precipitarea unor faze fragile in timpul
sudarii sau a unor incalziri ulterioare
Asistata de hidrogen Se produce prin marirea tensiunilor proprii, ca urmare
a precipitarii din reteaua cristalina a hidrogenul ui si
care ca urmare a transformarilor structural nu poate
difuza din material
complexe Datorate actiunii conjugate a mai multor cause. Cauza
principal da denumirea fisurii.
Tabelul 3.1. Clasificarea fisurilor
Fisurile pot sa se produca la cald, adica intr -o perioada cand mat erialul este incalzit sau
parcurge intervalul de solidificare. Fisurile la cald au contur neregulat, dezvoltandu -se intercristalin
si sunt oxidate atunci cand se observa sub microscop.
Se observa ca fisurarea este mai intensa la concentratii ma i mari de carbon si de sulf. Pe de
alta parte, descresteea continutului in sulf nu se poate realiza decat cu procese tehnologice
costisitoare, ajungand pana la 0,001%, dar asemenea proportii aduc si ele otelul intr -o stare de
fisurabilitate excesiva, contr ar presupunerilor teoretice.
O alta cauza a fisurilor sunt gazele, care atunci cand nu sunt eliminate din baile de sudura, raman
in metalul solidificat si creeaza amorse de rupere, daca depasesc rezistentele admisibile.
Hidrogenul, spre exemplu , la sudarea cu arc electric poate atinge concentratii de 28
cm3/100 g metal, fiind preluat din invelisul ceramic al electrozilor, din atmosfera inconjuratoare
sau din alte substante care acopera metalul de baza care il genereaza ca: uleiul, vopseaua, rugi na
etc. De asemenea, la sudarea sub flux hidrogenul poate fi absorbit din invelisul oxidant sau umed
al sarmei precum si din flux.
Datorita acestor situatii este necesar ca metalul de baza si cel de adaos sa fie curate iar
electrozii inveliti s i fluxurile sa fie uscate inainte de sudare pentru eliminarea umiditatii.
Fisurile la cald sunt localizate mai ales in zona influentata termic. O influenta asupra
gradului de fisurare o au si factorii de natura tehnologica sau constructiva. Fac torii tehnologici
produc fisurarea daca regimurile de lucru sunt necorespunzatoare ca, spre exemplu cresteea
excesiva a temperaturilor de lucru, care duc la supraincalzirea metalului de baza si prin viteza de
racire mare la structuri modificate, fragile si , de aici, tensiuni mari; participarea in exces a

34
metalului de baza la formarea cusaturii atunci cand acesta are tendinta de a se fragiliza; sudarea
intr-un singur strat a cordoanelor inalte cu sectiune mica, ceea ce face a ultimul metal care
solidifica, f ie in mijlocul sectiunii unde pot apare fisuri etc.
Factorii de natura constructiva, de asemenea, pot da nastere la fisuri cand nu asigura o
contractie libera cordonului in perioada de solidificare.
Fisurile care se produc la rece s unt neoxidate, aratand ca o linie dreapta, fara ramificatii,
intracristaline.
Tensiunile remanente contribuie si ele la defectul de fisurare la rece. Aceste tensiuni pot fi
directe, care sunt determinate de material adica au in vedere dimensiun ile acestuia, sau rezulta
din impiedicarea deplasarii pieselor in cursul operatiei de sudare datorita prinderii rigide cu alte
piese. De exemplu, modul de asamblare al tablelor poate influenta asupra aparitiei fisurilor cum
este cazul imbinarilor in unghi a unor table groase, care fiind sudate fara rost de prelucrare au
tendinta de fisurare.
Se recomanda ca asamblarea sa lase inainte de sudare un spatiu pentru a da libertate de
actiune contractiilor ce se produc.
4.2.1. Fisurarea si ruperea sub tensiun e in mediu acid cu H2S
Fisurarea sub tensiune in mediu acid cu H2S, simbolizata SSC (Sulfide Stress Cracking)
reprezinta fenomenul de rupere fragila a pieselor din materiale metalice expuse in stare
tensionata cu eforturi unitare ce depasesc o anumit a valoare, la actiunea unui mediu acid cu H2S.
Ruperea se produce in mod imprevizibil, putand sa apara la scurt timp de la punerea in functiune
a utilajului, fara sa se manifeste si alte fenomene de coroziune. Pentru a se produce fenomenul
SSC este neces ara indeplinirea a 4 conditii:
 existenta hidrogenului difuzibil;
 stare de tensiuni de tractiune in piesa, datorata fie solicitarilor exterioare, fie tensiunilor
proprii (remanente);
 structura susceptibila la fisurare, uzual la otelurile carbon cu o duritat e peste 22 HRC;
 timp de desfasurare a proceselor de fisurare si rupere.
Rezulta ca fenomenul este specific otelurilor cu rezistenta ridicata.
Actiunea hidrogenului asupra otelurilor expuse mediilor acide cu hidrogen sulfurat (H2S) se
manifesta sub do ua aspecte:
 fisurarea sub tensiune in mediu acid cu H2S, simbolizata SSC (Sulfide Stress Cracking)
definind fenomenul de rupere fragila a otelurilor cu limita de curgere ridicata, chiar daca
acestea sunt rezistente la fenomenele obisnuite de coroziune;
 ruperea in trepte pe grosimea materialului, simbolizata HIC (Hydrogen Induced Cracking)
sau formarea unor umflaturi ('blisters') la suprafata pieselor din otel cu limita de curgere
coborata, provocate de acumularea hidrogenului la presiuni ridicate in defecte le interne.

35
Efectele hidrogenului in otel si factorii de influenta sunt sintetizati in tebelul 3.2.
Mecanism Factorii de influenta
mediu, starea suprafetei, material
in retea starea suprafetei, material
oteluri moi
structura, rezistenta, compozitie chi mica,
temperatura
Propagarea fisurii marimea fisurii initiale, tenacitatea materialului,
solicitarea

Tabel 3.2 . Efectele hidrogenului in otel si factorii de influenta
In ambele situatii are loc absorbtia hidrogenului degajat in urma unor reactii de coroz iune.
Indiferent de aspectul sub care se manifesta actiunea hidrogenului, are loc concomitent si un
proces de fragilizare a metalului.
Sub actiunea simultana a tensiunilor de tractiune si a mediilor active, la conductele de
colectare si transport (sub presiune), se produc ruperi bruste a caror cauza o reprezinta fisurarea
corosiva sub tensiune. La oteluri, acest tip de ruperi se manifesta in principal in prezenta solutiilor
de saruri si acizi, de exemplu in apa de mare, in cloruri, in solutii obtinute p rin dizolvarea CO2 si
H2S s.a., intensitatea fenomenului depinzand de natura aliajului, de agresivitatea mediului si de
nivelul tensiunilor.
Ruperea prin fisurare sub tensiune in mediu acid cu H2S este consecinta efectului fragilizant al
hidrogenului , avand caracter de rupere secventiala intarziata, conform mecanismului descris la
paragraful anterior. Variatia duratei pana la rupere pentru un anumit material si o anumita
concentratie de hidrogen in functie de nivelul tensiunilor, are alura specifica otelurilor, evidentiind
doua caracteristici importante ale procesului:
 ruperea are loc la o valoare a tensiunii inferioara rezistentei la rupere a materialului;
 se evidentiaza o tensiune minima sub care ruperea nu se mai produce, definind limita de
rezist enta.
Fisurarea sub tensiune in medii acide cu H2S este influentata de urmatorii factori: concentratia
in hidrogen, pH -ul, temperatura, limita de curgere a materialului, gradul de triaxialitate al
tensiunilor, concentratorii de tensiuni, structura ma terialului, tratamentele termice aplicate si
compozitia chimica a materialului.
5. MASURI SPECIALE DE LIMITARE A FISURARII SUDURILOR CONDUCTELOR DE OTEL CARBON ( H2S,H )
Fisurile sunt considerate ca un defect periculos si nu sunt admise. Singura norma car e admite
fisurile este cea pentru elemente de constructii metalice, unde se admit la clasa a V -a, fisuri

36
transversale cordonului de sudura si paralele cu directia de solicitare pe cel mult 20% din grosimea
cordonului. Remedierea in acest caz presupune o te hnologie care urmareste indepartarea
completa a defectului, fara producerea unor tensiuni suplimentare, resudarea cu grija si apoi
controlul final.
5.1. Cai de reducere a fisurarii sub tensiune in medii acide cu H 2S
Generalizand o bogata baza de date experiment ale si din exploatare, norma tehnica NACE MR 01 -75
(rev. 1980), recomanda conditiile de mediu care, prin severitatea lor, impun alegerea unor
materiale speciale si constituie totodata un ghid in alegerea materialelor pentru exploatare in
medii acide cu hid rogen sulfurat.
Prin 'mediu acid cu hidrogen sulfurat' se intelege un mediu care contine apa si hidrogen
sulfurat si are pH -ul mai mic de 7. Din punct de vedere al fazelor, mediul acid cu hidrogen sulfurat
poate fi:
 gaz acid – amestec de gaze naturale, vapori de apa, H 2S si CO 2 ;
 titei acid – amestec de titei si apa in care s -a dizolvat H 2S si CO 2;
 sistem complex – format din gaze acide si titei acid.
In cazul in care mediul de lucru este gaz acid sau un sistem complex, verificarile privi nd
necesitatea incadrarii unui echipament in prescriptiile normei NACE Standard MR 01 -77 (rev.
1980) se pot efectua operativ folosind diagrama din figura 2.1.

Figura 3.3. Diagrama presiune – H2S in faza gazoasa

37
Se disting doua situatii in exploatare a echipamentelor expu se difuzie i hidrogenului.
Primul caz il reprezinta difuzia hidrogenului in cursul elaborarii aliajului sau unor procese
tehnologice. In acest scop se aplica tratarea in vid a otelurilor precum si dehidrogenarea pieselor
prin incalzire.
Al doilea caz il reprezinta echipamentele la care este imposibil de evitat contactul permanent
cu mediul activ, fiind specific conductelor de gaz. Solutia principala de evitare a ruperilor consta in
utilizarea unui otel insensibil la SSC, ut ilizandu -se in paralel si solutii constructive si de tratare a
mediului. Pentru asigurarea rezistentei la SSC se recomanda ca otelurile sa fie deformate la cald
sau tratate termic, stabilindu -se o limita superioara pentru rezitenta la rupere. Principalele oteluri
carbon si slab aliate recomandate pentru exploatare in medii acide cu H2S sunt prezentate in
tabelul 3.3.
Domeniu l de
Utilizare Temperatura de exploatare
Toate temperaturile 650C 800C
Garnituri Oteluri slab aliate: 43MoMn16;
40VMoMnCr07; 33MoCr11; 35MoMn14;
35VMoMn14; corespunzator gradelor de
rezistenta E, X 95, G 105 si S135
Obs. Se utiliz eaza in conditiile controlului
H2S in mediul de lucru *) Aliaj de aluminiu
2014 -T6 (pH max.=10,5).
–
–
Burlane pentru
tubaj si tevi Oteluri nealiate:OLT 35; Olt 45; OLT 65
Oteluri aliate: 35Mn14; 44Mn11;
33MoCr11; 43MoMn16, corespunzator
gradelor de r ezistenta J 55, K 55, C75 si
L80, avand
Oteluri inoxidabile:feritice, martensitice,
austenitice. grad N 80 calit si
revenit (35Mn14 sau
43MoMn16); alte
oteluri calite si
revenite cu
grad N 80, P 105; P
110 precum si alte
oteluri calite si
revenite cu

Conducte Oteluri nealiate: OLT 35; OLT 45; OLT 65
corespunzatoare gradelor de rezistenta A
si B.
Oteluri aliate corespunzatoare gradelor B,
X 42X 65 (cu duritate max. 22 HRC). – –
Tabelul 3.3 Oteluri utilizate la fabricarea materialului tubular de foraj -extractie indicate pentru
exploatarea in medii acide cu H 2S
Controlul H 2S in mediul de lucru se realizeaza prin: mentinerea pH > 10 pentru neutralizarea
H2S in conducta de gaz; eliminarea H 2S prin tratare chimica a gazului metan.
Duritatea otelurilor nealiate si slab aliate este in mod curent limitata la valoarea 22 HRC, cu
exceptia otelurilor calite si revenite din clasa Cr -Mo (tip 34MoCr11, 42MoCr 11), la care duritatea
maxima admisa este de 23 HRC. In conditii optime de elaborare – prelucrare, otelurile Cr -Mo s -au
comportat corespunzator pana la duritati de 27 HRC.
Solutiile constructive cuprind dimensionarea pie selor astfel incat tensiunea de exploatare sa fie
inferioara rezistentei la SSC si evitarea concentratorilor de tensiuni. Pentru garantarea sigurantei

38
in exploatare in medii acide cu H 2S se recomanda si unele masuri suplimentare, prezentate in
tabelul 3.4.

Gradele de rezistenta: 80 (R t0,5 = 560 N/mm2)
90 (R t0,5 = 630 N/mm2)
95 (R t0,5 = 665 N/mm2)
Duritatea limita: ( HRC ) 22
24
25
Compozitia chimica, ( % ): Impuritati Elemente de aliere Alte elemente
S max. 0,010
P max. 0,020 Mo 0,3 – 0,9
Cr 0,65 – 1,35
Ni max. 0,15 C max. 0,32
Mn max. 1,0
Ni max. 0,9
Si 0,15 – 0,35
Tratamentul termic: Temperatura minima de revenire: 650 0C
Tenacitatea: Energia de rupere la temperatura ambianta: min. 81 J
Energia de rupere la temperatura de -40 0C: min. 27 J
Presiunea interioara de proba: min. 90% din presiunea de spargere
Rezistenta la SSC: 90% din valoarea minima a limitei de curgere
Tabelul 3.4. Masuri suplimentare pentru garantarea sigurantei in exploatare in medii acide cu H 2S

Ca exemplificare, in figura 5.1 se prezinta corelarea conditiilor de exploatare cu clasele de
oteluri recoman date. Conditiile de exploatare sunt exprimate prin nivelul tensiunii de tractiune, ca
fractiune din valoarea limitei de curgere R p0,2 si concentratia in H 2S.
Se observa ca otelurile carbon uzuale solicitate cu tensiuni de tractiune de pana la 0,5R p0,2 se
pot utiliza pana la concentratii de H 2S mai mici de 0,5%, dar solicitarea admisibila se reduce la
0,3R p0,2 atunci cand concentratia in H 2S atinge 10%, domeniul A. La solicitari mai mari si
concentratii mai mari in H 2S se impune utilizarea otelurilor c are sunt garantate pentru exploatare
in medii acide cu H 2S, domeniile B si C.
Otelurile corespunzatoare domeniului B sunt cele uzual comandate de normele
A.P.I., pentru care s -a confirmat experimental rezistenta in medii cu H2S. Otelurile
corespunzatoar e domeniului C sunt elaborate in conditii speciale, avand continutul de sulf redus,
sunt aliate cu molibden, iar caracteristicile fizico -mecanice sunt riguros specificate si controlate.
Pentru combinatiile de solicitari corespunzatoare domeniului D nu se recomanda utilizarea
otelurilor.

39

Figura 3.4. Clase oteluri recomandate Figura 3.5. Tipuri de imbinari filetate
In completare, in figura5.2 se prezinta co relarea principalelor tipuri de imbinari filetate ale
materialului tubular cu con.
Printre masurile tehnologice care se pot lua in vederea evitarii fisurarii la rece sunt:
preincalzirea si tratamentele termice dupa sudare.
Preincalzirea micsoreaza gradientul temperaturii la racire si deci, viteza de racire, ceea ce
influenteaza evitarea aparitiei unor structuri fragile. De asemenea, se reduc tensiunile si se
usureaza conditiile de eliminare a hidrogenului.
Tratamentele termice dupa sudare se pot efectua pentru imbunatatirea caracteristiilor
mecanice a le imbinarii sudate si pentru detensionare.