I. INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 1 II. ȚEVI… [600142]

CUPRINS

I. INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 1

II. ȚEVI PENTRU CONDUCTE UTILIZATE ÎN DOMENIUL PETROLIER ȘI
PETROCHIMIC ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 3
2.1. Cerințe generale ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 3
2.2. Forme constructive. Dimensiuni și condiții tehnice ………………………….. …………. 4
2.3. Caracteristici mecanice. Grade de rezistență ………………………….. …………………. 15
2.4. Oțeluri pentru conducte ………………………….. ………………………….. …………………. 19
2.5. Garantarea siguranței în exploatare ………………………….. ………………………….. …. 20

III. PROCEDEE DE SUDARE A ȚEVILOR PENTRU CONDUCTELE UTILIZATE ÎN
DOMENIUL PETROLIER ȘI PETROCHIMIC ………………………….. …………………………. 21
3.1. Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 21
3.2. Sudarea manuală cu arc electric și electrozi înveliți ………………………….. ……….. 21
3.3. Sudarea automată sub strat de flux ………………………….. ………………………….. ….. 26
3.4. Sudarea manuală prin topire cu flacară oxiacetilenică ………………………….. ……. 33
3.5. Sudarea în mediu de gaz protector ………………………….. ………………………….. ….. 38
3.5.1. Sudarea Wolfram Inert Gas (WIG) ………………………….. ……………………… 38
3.5.2. Sudarea în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil ( MIG/MAG) ……. 40
3.5.3. Sudarea cu jet de plasmă ………………………….. ………………………….. ……….. 44

IV. COMPORTAREA LA ÎNCERCĂRI MECANICE A MATERIALELOR TUBULARE
OBȚINUTE PRIN SUDAREA WIG A CONDUCTELOR CONFECȚIONATE DIN
P265GH ȘI S355J2H ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 47
4.1. Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 47
4.1.1 . Caracteristicile mecanice și compozițiile chimice ale materialelor
P265GH și S355J2H ………………………….. ………………………….. ……………………… 47
4.1.2. Geometria rostului de sudare ………………………….. ………………………….. …. 48
4.1.3. Consumabile ………………………….. ………………………….. ……………………….. 49
4.1.4 . Sudarea propriu -zisă. Regimul de sudare ………………………….. …………….. 50
4.1.5. Epruvete sudate WIG ………………………….. ………………………….. …………… 51

4.2. Verificarea calității îmbinărilor sudate WIG pentru tubingurile confecționate din
P265GH și S355J2H ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 51
4.2.1. Controlul cu radiații penetrante al îmbinărilor sudate WIG …………………. 51
4.2.2. Controlul distructiv al îmbinărilor sudate WIG ………………………….. …….. 53

V. CORELAȚIA NEPARAMETRICĂ. COEFICIENTUL KENDALL ………………………….. 65

VI. NORME TEHNICE PRIVIND SĂNĂTATEA, SECURITATEA ÎN MUNCĂ ȘI
PROTECȚIA MEDIULUI ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 68
6.1. Modalități de asigurare a protecției muncii și a mediului ………………………….. .. 68
6.2. Măsuri generale de protecție a muncii si a mediului ………………………….. ………. 68
6.3. Măsuri generale de protecție necesare la locul operației ………………………….. …. 69
6.4. Măsuri generale de siguranță privind executarea îmbinărilor sudate …………….. 69
6.5. Măsuri generale de siguranță privind efectuarea testelor pe standul de probă … 70

VII.CONCLUZII, CONTRIBUȚII PERSONALE ȘI DIRECȚII DE STUDIU ………………… 71
7.1. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 71
7.2. Contribuții personale ………………………….. ………………………….. …………………….. 72
7.3. Direcții de studiu ………………………….. ………………………….. ………………………….. 72
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………. 73

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.1
CAPITOLUL I
INTRODUCERE

În ciuda tendinței mondiale actuale de trecere de la orientarea monoenergetică
de tip petroenergetic spre orientarea plurienergetică, bazată pe intensificarea utilizării
cărbunilor și a energiei nucleare, petrolul și gazele naturale ocupă un loc fruntaș în
clasamentul materiilor prime și a purtătorilor primari de energie cu utilizare indus trială.
Cu petrolul și gazele naturale în fruntea ierarhiei se lucrează tot mai intens pentru
dezvoltarea transportului prin conducte al acestora.
Un important rol în sectorul transportului prin conducte al petrolului și al gazelor
naturale îl au procedeel e de sudare iar gama diversificată din acest domeniu a permis
stabilirea unor priorități în utilizarea acestora.
Lucrarea de față își propune să analizeze metodele de verificare a calității îmbinărilor
sudate ale țevilor confecționate din P265GH și S355J2H prin procedeul Wolfram Inert Gas
(WIG).
În capitolul doi sunt prezentate cerințele generale referitoare la conductele utilizate în
domeniul petrolier și petrochimic, caracteristicile mecanice și condiții tehnice ale acestora,
formele constructive și dimensiunile , precum și modalitățile de garantare în exploatare
În capitolul trei sunt prezentate principalele procedee de sudare a țevilor pentru
conductele utilizate în domeniul petrolier și petrochimic: sudarea manuală cu arc electric și
electrozi invel iți, sudarea automată sub strat de flux, sudarea manuală cu flacară
oxiacetilenică și sudările în mediu de gaz protector (WIG, MIG, MAG). Procedeele prezentate
în lucrare sunt abordate la nivelul tehnicii actuale , [45].
Capitolul patru conține studiul priv ind comportarea la încercări mecanice a
materialelor tubulare obținute prin sudarea WIG a conductelor confecționate din P265GH și
S355J2H. Sunt prezentate metodele distructive și cele nedistructive de verificare a calității
îmbinărilor sudate.
Capitolul ci nci este alocat studiului economic al lucrării.
Capitolul șase cuprinde recomandările referitoare la normele tehnice privind s ănătatea
și securitatea în muncă. Sunt prezentate modalitățile de asigurare a cerințelor și măsurile de

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.2
protecție corespunzatoare precum și măsurile generale de protecție și cele necesare la locul de
executare a îmbinărilor sudate și testarea acestora , [45].
În capitolul șapte sunt prezentate concluziile, contribuțiile personale și direcțiile de
studiu.
În finalul lucrării se poate consulta bibliografia.
Prezentul proiect dorește a se constitui într -un material util în domeniul petrolier și
petrochimic, în special în ceea ce privește comportarea la încercări mecanice a materialelor
tubulare obținute prin sudarea WIG a conductelor con fecționate din P265GH și S355J2H.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.3
CAPITOLUL II
ȚEVI PENTRU CONDUCTE UTILIZATE ÎN DOMENIUL PETROLIER
ȘI PETROCHIMIC

2.1. Cerințe generale

Extinderea activităților de extracție, prelucrare și comercializare a petrolului brut, a
gazelor naturale și produselor petroliere a condus la dezvoltarea rapidă a transportului prin
conducte. Una dintre cele mai importante rezerve de petrol și gaze naturale a fost descoperită
în regiunile nordice, regiuni unde temperaturile ajung și la valori de -65℃, motiv pentru care
sunt impuse cerințe foarte stricte în vederea garantării siguranței în funcționare a conductelor
și protecției mediului înconjurător.
Odată cu dezvoltarea transportului prin conducte și descoperirea rezervelor de petrol și
gaze naturale din regiunile nordice, au fost căutate soluții optime pentru transportul economic
al produselor crescând u-se tot mai mult diametrul și grosimea peretului țevilor, uzuale fiind
diametrele de 760 -1420 mm. Totodată presiunile ridicate de lucru de pân ă la 120 bari, au
condus la utilizarea unor grosimi de perete de până la 40mm.
Conform condițiilor menționate, otelurile pentru conducte trebuie să prezinte un
complex de caracteristici mecanice, tehnologice și economice, ș i anume :
rezisten ță mecanic ă ridicat ă;
tenacitate ridicat ă;
rezisten ță la coroziune;
deformabilitate ridicat ă;
sudabilitate bun ă și cost redus.
Cerințele tehnico -economice impun utilizarea oțelurilor de înaltă rezistență care
permit reducerea grosimii peretelui în scopul reducerii costului țevilor (economii de material),
al operațiilor de sudare și al materialelor pentru sudare. În prezent, se f abrică uzual conducte
cu limita de curgere de 448 N/ 𝑚𝑚2 (X 65), fiind pusă la punct fabricația conductelor cu
limita de curgere până la 685 N/ 𝑚𝑚2 ( X100 ), [45].
Pentru evitarea ruperilor fragile ale materialului la temperatura de exploatare, în
genera l la temperaturi sub 0 ℃, caracteristicile de ductilitate și tenacitate se impun.
În cazul transportului fluidelor cu H 2S, materialele trebuie să asigure rezistență la
fragilizare și rupere sub acțiunea hidrogenului.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.4
Majoritatea țevil or cu diametru mare sunt executate prin îndoire și sudare, de aceea
oțelurile trebuie să prezinte o deformabilitate ridicată la cald și la rece.
Necesitatea fabricării țevilor sudate și executarea sudurii în condiții de șantier impun
sudabilitatea iar prin folosirea oțelurilo r de înalta rezistență, oțeluri care posedă cel mai redus
cost pe unitatea de rezistență, este redus costul total al conductei, cost din care un procent de
35% este reprezentat de costul materialelor, [45].
Aceste cerințe au caracter contradictoriu, astfel încât realizarea lor simultană este
astăzi posibilă numai printr -un complex de factori metalurgici (reducerea procentului de
carbon, microaliere, controlul cantității, formei și dimensiunilor incluziunilor nemetalice etc.)
și tehnologici (laminare control ată, tratamente termo -mecanice speciale favorizând
precipitarea dispersă, tehnologii de sudare și altele) materializați în urma unor intense
cercetări și modernizări tehnologice, [34].

2.2. Forme constructive. Dimensiuni și condiții tehnice

Formele constructive, dimensiunile și condițiile tehnice generale de calitate ale țevilor
pentru conducte destinate industriei petroliere sunt reglementate în țara noastră prin
următoarele standarde, [45]:
STAS 715/2 – 88 “Țevi de conducte cu capete netede pentru industria petrolieră ”;
STAS 6898/2 – 90 “Țevi de oțel sudate elicoidal pentru conducte ”;
STAS 11082 – 80 “Țevi de oțel sudate elicoidal pentru conducte petroliere ”;
Standard de ramură STR – MIM 331 -86 “Țevi de oțel sudate longitudinal pentru
conducte ”.
Printre țările cu o bogată experiență privind executarea și exploatarea conductelor
pentru condiții grele de lucru (diametre și presiuni mari, lungimi mari, temperaturi scăzute,
conducte submarine, etc.) ale căror standarde și normative prezint ă un interes deosebit se
numără S.U.A., Canada, Norvegia, etc.. La bază este standardul Institutului American al
Petrolului (API). Țevile pentru conducte petroliere sunt reglementate pe plan mondial de
standardul Organizației Internaționale de Standardizar e ISO 3183 – 1980 „Oil and natural gas
industries. Steel line – pipe.”

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.5
Țevile destinate industriei petroliere se diferențiază în funcție de două criterii de bază,
și anume din punct de vedere al modului de asamblare și din punct de vedere al tehnologiei
de fabricație, [24].
Din punct de vedere al modului de asamblare, se utilizează două categorii de țevi, [3]:
1. țevi de conductă cu capetele filetate, asambla te prin mufe ;
2. țevi de conductă cu capete netede, asamblate între ele prin sudare.
Din punct de vedere al tehnologiei de fabricație, țevile pot fi executate prin două
procedee, [3]:
1. prin deformare plastic ă la cald, de regulă prin laminare (fără sudură);
2. prin construc ție sudată.
Diametrul maxim al țevilor laminate este limitat, în funcție de procedeul de laminare.
Țevile fabricate prin deformare plastică la cald pot fi supuse unei deformații plas tice la rece,
aplicată cu scopul obținerii formei, dimensiunilor și caracteristicilor mecanice impuse, [3].
Țevile în construcție sudată sunt fabricate printr -o platbandă din oțel obținută prin
laminare, deformată plastic (curbată) și sudată fi e longitudinal, pe una sau pe două
generatoare, fie elicoidal (sau în spirală). Acest procedeu de fabricație permite executarea
țevilor cu diametre mari. La fabricarea țevilor sudate se folosesc următoarele procedee de
sudare, [34]:
sudare electrică prin presiune la cald, fără metal de adaos, încălzirea realizându -se
prin rezistență electrică sau prin inducție;
sudare prin presiune la cald, încălzirea marginilor în vederea sudării realizându -se
în cuptor ;
sudare automată sub strat de flux (SAF), sudarea efectuându -se în cel puțin un
strat la interior și cel puțin un strat la exterior;
sudare cu arc electric cu electrod fuzibil cu protecție gazoasă, de obicei gaze
inerte (procedeul MIG – Metal Inert Gaz), asigurând cel puțin un strat la interior
și cel puț in un strat la exterior;
procedee combinate între MIG, pentru stratul de rădăcină, și stratul SAF pentru
starturile următoare.
În tabelul 2.1 sunt prezentate procedeele de fabricație corespunzătoare diferitelor clase
de rezistență ale țevilor și condițiile tehnice impuse.
Țevile pot fi livrate calibrate la rece prin expandare, cu excepția celor sudate prin
presiune cu încălzire în cuptor. Expandarea la rece constă în deformarea plastică a țevii prin

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.6
creșterea diametrului cu 1 -3% sub acțiunea unei presiuni i nterioare, prin introducerea țevii
într-o matriț ă de calibrare.
Tabel 2.1. Procedee de fabricație ale țevilor din diferite grade de rezistență, [34].
Tehnologia de fabricație Gradul
de rezistență
Indicații tehnologice Coeficientul
de calitate
al sudurii 𝜑 A 25
A și B
X 42….X
80

S
U
D
A
R
E Deformare plastică la cald
(fără sudură) x x x Poate fi urmată
de deformarea la rece 1 Prin presiune
(fără metal de adaos) Cu încălzire
în cuptor x 0,6
Cu încălzire
electrică prin
rezistență sau
inducție x x x Pentru gradele
superioare lui X 42
cusătura
se tratează termic
la 5380C.
Pentru gradele X 42
și inferioare se asigură
absența martensitei
nerevenite în structură. 1 Prin topire
(cu metal de adaos ) Sudare automată
sub strat de flux
( SAF ) x x Cusătura se realizează
din minimum o trecere
la interior
și minimum
o trecere la exterior 1
Sudare cu electrod
fuzibil cu protecție
gazoasă ( MIG ) x x 1
Combinație între
MIG și SAF x Idem.
Se aplică întâi MIG
și apoi SAF. 1 Elicoidal1
Sudare automată
sub strat de flux
( SAF ) x x Cusătura se realizează
din minimum o trecere
la interior și minimum
o trecere la exterior 1 Pe două
generatoare2
SAF, MIG sau
combinația lor x x Generatoarele
sunt opuse
la aproximativ 1800. 1

1 Pentru diametre D ≥914.4 mm [ 36 in ] .
2 Pentru diametre D > 111,3 mm [4 ½ in ]

Scopul operației este calibrarea dimensională și creșterea caracteristicilor de rezistență
prin ecruisare. De obicei, expandarea la rece este urmată de un tratament termic de
îmbătrânire pentru favorizarea durificarii prin precipitare dispersă (PD) cu durata de 0,5 ore,
la circa 3000C. Pentru țevile destinate conductelor submarine, se admite expandarea la rece cu
valoare de 2% pentru calibrare și realizarea limitei de curgere. În cazul în care deformația

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.7
plastică la rece cumulată (prin suprapunerea operațiilor de expandare și îndoire la rece la
construcția conductei) depașește 3%, este necesară determinarea sensibilitații la îmbătrânirea
oțelului, [34].
Livrarea țevilor poate avea loc în starea obținută după laminare sau sudare, fie tratate
termic. Tratamentele termice urmărite se apli că în funcție de caracteristicile mecanice
urmărite, [3]:
normalizare ;
normalizare și revenire;
recoacere de detensionare (la temperatură sub punctele critice), îmbătrânire și
îmbunătățire (călire și revenire, aplicată pentru gradele de rezistență simbolizate X).

Țevi de oțel, sudate longitudinal. Țevile sunt executate din platbandă de oțel obținută
prin laminare, deformată plastic succesiv în formă de U, O și sudată p e generatoare. D upă
aceea țevile sunt supuse și operației de expandare la rece, tehnologia de fabricație este
simbolizată U -O-E.
Sudarea longitudinală sub strat de flux cu unul sau doi electrozi, care se execută prin
două treceri, una la interior și alt a la exterior, este înlocuită de sudarea sub strat de flux cu trei
electrozi, în ve derea creșterii productivității și a calității sudurii.
Odată cu creșterea numărului de electrozi crește și tenacitatea zonei influențat e termic
iar energia liniară este redusă semnificativ precum este redus ă și participarea materialului de
adaos la formar ea cusăturii.
Procedeul este utilizat cu precădere în cazul conductelor ce sunt exploatate la
temperaturi scăzute. La formarea cusăturii, participarea metalului de bază este de aproximativ
2/3, iar a metalului de adaos 1/3, astfel încât compoziția chimică a metalului de bază
influențează esențial compoziția chimică și tenacitatea cusăturii.
La țevile sudate longitudinal, axa țevii este paralelă cu direcția de laminare, astfel încât
tensiunea principală de exploatare (circumferențială) este orientată în dire cția transversală în
raport cu direcția de laminare. În cazul în care survin avarii în exploatare, fisura se propagă
paralel cu axa țevii, unde rezistența e minimă. De aceea, determinarea rezistenței la rupere
trebuie efectuată pe epruvete orientate transv ersal în raport cu axa țevii.
Volumul, forma și distribuția incluziunilor nemetalice exercită o influență puternică
asupra rezistenței la rupere în direcție transversală. Ca urmare, la țevile sudate longitudinal
este necesar controlul cantității și formei incluziunilor nemetalice. Acesta se realizează

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.8
printr -o desulfurare avansată și prin sferoidizarea incluziunilor prin aliere cu pământurare, în
principal cu ceriu, [3], [27].

Țevi din oțel, sudate elicoidal . Aceste țevi sunt executate din platbandă de oțel
obținută prin laminare, înfășurată și sudată elicoidal prin sudare electrică sub strat de flux sau
în atmosferă de gaze protectoare. Lățimea platbandei trebuie să fie cuprinsă 0,8 -3 D, unde D
este diametrul exterior al țevii. Cusătura eli coidală este sudată în maximum două straturi, unul
la interior și altul la exterior, folosind unul, doi sau trei electrozi.
Țevile sudate elicoidal prezintă, față de țevile sudate longitudinal, următoarele
avantaje, [5]:
se pot fabrica țevi cu diametre de peste 1.700 mm, într -o gamă largă de diametre
(practic orice diametru), cu utilizarea unui număr redus de scule și dispozitive de
formare ;
precizia dimensională este ridicată, atât pentru zona centrală a țevii cât și pentru
capete, iar ovalita tea este redusă, făcând inutilă operația de calibrare prin
expandare, care ar antrena o reducere a plasticității metalului;
înfășurarea elicoidală are ca efect faptul că direcția de laminare a platbandei este
înclinată cu un unghi relativ mic față de direc ția circumferințială a țevii, după care
se dezvoltă tensiunile maxime datorită presiunii interioare. Aceasta permite
valorificarea la maxim a caracteristicilor mecanice ale platbandei, mai ridicate în
direcția de laminare;
ținând seama că solicitarea cea m ai defavorabilă a îmbinării sudate o reprezintă
tensiunile de tracțiune normale la cordon, rezultă un avantaj important al țevilor
sudate elicoidal, și anume faptul că tensiunea normală a cordonului de sudură
reprezintă numai 50 -75% din valoarea tensiunii circumferențiale (tensiunea
maximă din presiune interioară);
este cunoscut faptul că alungirea incluziunilor nemetalice în direcția de laminare
are ca efect reducerea caracteristicilor mecanice în direcția transversală
(anizotropia proprietăților). La țevi le sudate elicoidal, comportarea după direcția
circumferențială nu este influențată practic de fenomenul de anizotropie deoarece
drecția circumferențială este înclinată cu un unghi mic în raport cu direcția de
laminare;
la realizarea coturilor prin îndoire la rece, nu este necesară luarea în considerație a
poziției cusăturii ca la țevile sudate longitudinal. Îndoirea la rece a țevilor sudate

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.9
elicoidal a arătat că ovalitatea în secțiunea deformată se încadrează în
recomand ările normelor internaționale, care prevăd ca ovalitatea să nu depășească
2,5% la o îndoire ce corespunde unui unghi de 1,5˚ , pe o lungime egală cu
diametrul conductei (1,5˚/D);
cercetările experimentale la spargere sub acțiunea presiunii interioare au con firmat
avantajele menționate, evidențiind faptul că la rupere, fisura se propagă pe o
lungime mică după direcția axială, ca apoi să se orienteze în direcțiile
circumferențiale și să se oprească. Aceasta face posibilă utilizarea la fabricarea
țevilor a oțel urilor semicalmate care sunt mai ieftine decât cele calmate.

Țevile de conductă fără sudură, destinate industriei petroliere, filetate la capete și
îmbinate cu mufe, sunt standardizate în STAS 715/1 -80 și au diametrele exterioare cuprinse
între 60,3 mm și 164,5 mm. Dimensiunile țevilor și mufelor sunt prezentate în tabelul 2.2 iar
dimensiunile filetului sunt prezentate în tabelul 2.3, [5].

Tabel 2.2. Țevi de conductă și mufe filetate, [34].
Țeava filetată Mufa Masa Presiunea
de
încercare,
[bar] Diametrul
exterior, d1
[mm] Diametrul
interior, d2
[mm] Grosimea
peretelui,
t
[mm] Diametrul
exterior, d3
[mm] Lungimea,
l3
[mm] Țeavă
filetată cu
o mufă
[kg/m]
60,30 52,80 3,75 72 93 5,35 175
51,30 4,50 6,31
75,50 66,50 4,50 89 103 8,11 175
63,50 6,00 10,50
88,50 79,00 4,75 105 113 10,10 175
76,50 6,00 12,50
114,00 104,00 5,00 133 123 13,80 175
102,00 6,00 16,20
99,00 7,50 20,00
140,00 130,00 5 160 133 17,20 175
126,00 7,00 23,40
164,50 153,50 5,50 187 143 22,20 175
149,50 7,50 20,70

Țevile de conductă se execută din oțel OLT 65, iar mufele se execută din același
material ca țevile sau dintr -un material de calitate superioară.
Conform normelor API, țevile filetate pentru conducte se execută în două variante –
cu grosime de perete normală (standard) și cu grosime de perete mărită. Țevile filetate cu
grosime de perete normală se f abrică în gama de diametre 10,3 mm p ână la 508,0 mm,
prezentate în tabelul 2.2, coloana 2 și 3, având gr osimile de perete cuprinse în intervalul
1,7-9, 5 mm. Țevile filetate cu grosimea de perete mărită se fabrică în gama de diametre

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.10
10,3…323,8 mm, având grosimile de perete cuprinse între 2,4 mm și 12,7 mm. La conductele
petroliere se folosește filetul cu profil triunghiular rotunjit (“rotund“), iar dimensiunile
filetului sunt prezentate în tabelul 2.3.
Țevile de conductă cu capetele netede se fabrică în variantele laminate, sudate
longitudinal și sudate elicoidal , [34].
dimensiunile țevilor de conductă cu capete netede, fără sudură sunt prezenta te în
tabelul 2.4, conform STAS 715/2 -88. În tabel este prezentată presi unea de
încercare normală, iar pentru gradele A și B, la înțelegerea între producător și
beneficiar, încercarea se poate face la o presiune superioară, denumită presiune de
încercare s pecială. Lungimile de livrare sunt următoarele :
– lungimea minimă a țevilor din lot – 4,27 m ;
– lungimea minimă pentru 90 % din lotul de țevi livrate – 8,00 m.
dimensiunile țevilor de conductă cu capete netede, sudate longitudinal, conform
Standardului de ramură STR -MIM 331 -86, sunt prezentate în tabelul 2.6. Țevile
se livrează cu următoarele lungimi:
– lungimi de fabricație – 4…8 m pentru D ≤114,3 mm și 5…12 m pentru
D>114,3 mm;
– lungimi fixe, la înțelegere în limitele lungimilor de fabricație.
dimensiunile țevilor conductelor petroliere cu capete netede, sudate elicoidal, sunt
prezentate în tabelul 2.5, conform STAS 11082 -80. În STAS 6898/2 -90 sunt
standardizate țevile sudate elicoidal pentru conducte petroliere, magistrale de
gaze, termoficare etc., cuprinzând, suplimentar față de STAS 11082 -80
diametrele 1300, 1400, 1500, 1600 mm.
Țevile din STAS 6898/2 -90 sunt executate din oțeluri cu caracteristici mecanice
inferioare celor din STAS 11082 -80.
Țevile sudate el icoidal se livrează cu lungimi cuprinse în intervalul 6-12 m
(STAS 11082 -80), 6 -16 m (STAS 6898/2 -90) sau lungimi fixe, la înțelegere, cuprinse între
limitele lungimilor de fabricație.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.11

Tabel 2.3. Dimensiunile filetului de conducte conform API [34]. Dimensiunea nominală,
[in]
Diametrul exterior
al țevii, D,
[mm]
Grosimea peretelui, t
[mm]
Nr. pași pe 25,4 mm Lungimea (mm)
Diametrul flancurilor în planul
de măsurare (înșurubare manuală), d, [mm]
Distanța de la capătul țevii la planul
mijlocului mufei
de înșurubare mecanică, J [mm]
Distanța de la fața mufei la planul de
măsurare
[mm]
Diametrul degajării mufei, D1
[mm]
Lungimea degajării mufei,
[mm]
Rezerva de înșurubare cu mâna, S, [spire]
Lungi mea minimă a spirelor complete
de la capătul țevii [mm] De la capătul țevii la planul de măsurare
la înșurubare manuală
Utilă a filetului
Totală, de la capătul țevii
la ultima zgârietură
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1/8
1/4
3/8
1/2
3/4
1
1 ¼
1 ½
2
2 ½
3
3 ½
4
5
6
8
10
12
14 D
16 D
18 D
20 D 10.3
13.7
17.1
21.3
26.7
33.4
42.4
48.3
60.3
73.0
88.9
101.6
114.3
141.3
168.3
219.1
273.0
223.8
355.6
406.4
457.2
508.0 1.7
2.2
2.3
2.8
2.9
3.4
3.6
3.7
3.9
5.2
5.5
5.7
6.0
6.6
7.1
7.0;8.2
7.1;9.3
8.4;9.5
9.5
9.5
9.5
9.5 27
18
18
14
14
11
½
11
½
11
½
11
½
8
8
8
8
8
8
8
8
8 4.10
5.79
6.10
8.13
8.61
10.16
10.67
10.67
11.07
17.32
19.46
20.85
21.44
23.80
24.33
27.00
30.73
34.54
39.67
46.02
50.80
53.98 6.70
10.21
10.36
13.56
13.86
17.34
17.95
18.38
19.22
28.89
30.48
31.75
33.02
35.72
38.42
43.50
48.90
53.98
57.15
62.23
67.31
72.39 9.97
15.10
15.26
19.85
20.15
25.01
25.62
26.04
26.88
39.91
41.50
42.77
44.04
46.74
49.43
54.51
59.91
64.99
68.17
73.25
78.33
83.41 9.489
12.487
15.926
19.772
25.117
31.461
40.218
46.287
58.325
70.159
86.068
98.776
111.433
138.412
165.252
215.901
269.772
320.492
352.365
403.244
454.025
504.706 3.5
5.5
5.4
7.1
6.8
8.3
9.3
8.9
9.6
12.5
12.5
12.8
13.1
12.0
12.5
12.2
13.1
12.8
12.8
12.5
12.2
13.4 3.04
5.08
4.92
6.28
6.10
8.22
8.32
8.74
9.17
16.24
15.69
15.56
16.25
16.59
18.75
21.16
22.83
24.10
22.14
20.87
21.18
23.08 11.9
15.3
18.7
22.9
28.3
35.0
43.8
49.9
62.7
75.4
91.3
104.0
116.7
143.7
170.7
221.5
275.4
326.2
358.0
408.8
459.6
510.4 1.3
3.1
2.9
4.0
3.9
5.7
5.8
6.2
6.0
12.5
12.0
11.8
12.5
12.8
14.9
17.2
18.8
20.02
18.1
16.9
17.2
19.0 3
3
3
3
3
3
3
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2 –
–
–
–
–
8.45
9.06
9.48
10.32
16.11
17.70
18.97
20.24
22.94
25.63
30.71
36.11
41.19
44.37
49.45
54.53
59.61

Conform STAS 2099 -89, diametrul nominal este un număr convențional, fără
dimensiuni, care servește pentru indicarea univocă a mărimii conductelor și elementelor de
conducte. Valoarea lui numerică reprezintă, cu aproximație, dimensiunea în mm a diametrului
interior efectiv al elementului de conductă respectiv.
Din punct de vedere al rezistenței, se deosebesc două categorii, și anume categoria S,
cu coeficientul de calitate al îmbinării sudate 𝜑 egal cu 1,0, și categoria 0, cu coefic ientul de
calitate al îmbinării sudate 𝜑 egal cu 0,9.
În tabelul 2.4 sunt prezentate din punct de vedere dimensional țevile de conducte cu
capete netede f ără sudur ă.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.12
Tabel 2.4. Țevi de conductă cu capete netede, fără sudură, [34].
Diametrul exterior Diametrul
interior
[mm] Grosimea
peretelui
[mm] Masa
liniară
[kg/m] Presiunea de încercare
[bar]
[mm] [in] A 25 A B
1 2 2 4 5 6 7 8 9 10
60.3
60.3
60.3
73.0
73.0
73.0
88.9
88.9
88.9
88.9
88.9
88.9
88.9
88.9
101.6
101.6
101.6
101.6
101.6
101.6
101.6
101.6
114.3
114.3
114.3
114.3
114.3
114.3
114.3
114.3
114.3
114.3
114.3
114.3
141.3
141.3
141.3
141.3
141.3
141.3
141.3
141.3
168.3
168.3
168.3
168.3
168.3
168.3
168.3
168.3
219.1
219.1
219.1
219.1
219.1
219.1
219.1
219.1
219.1
219.1
219.1
273.0
273.0
273.0
273.0
273.0
273.0
273.0 2 3/8
2 3/8
2 3/8
2 7/8
2 7/8
2 7/8
3 ½
3 ½
3 ½
3 ½
3 ½
3 ½
3 ½
3 ½
4
4
4
4
4
4
4
4
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
4 ½
5 9/16
5 9/16
5 9/16
5 9/16
5 9/16
5 9/16
5 9/16
5 9/16
6 5/8
6 5/8
6 5/8
6 5/8
6 5/8
6 5/8
6 5/8
6 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
8 5/8
10 ¾
10 ¾
10 ¾
10 ¾
10 ¾
10 ¾
10 ¾ 53.1
52.5
49.2
65.8
62.7
59.0
81.7
81.0
80.2
79.3
77.9
76.2
74.6
73.7
94.4
93.7
92.9
92.0
90.1
88.9
87.3
85.4
106.4
105.6
104.7
104.0
103.2
102.3
101.6
100.0
98.5
97.2
92.0
87.3
131.7
130.2
128.2
127.0
125.5
123.8
122.3
115.9
155.6
154.1
152.5
150.8
149.3
146.4
142.9
139.8
206.4
205.0
203.3
202.7
201.6
200.1
196.8
193.7
190.6
187.3
182.6
258.8
257.4
255.5
254.5
250.7
247.6
244.5 3.58
3.91
5.54
3.58
5.16
7.01
3.58
3.96
4.37
4.78
5.49
6.35
7.14
7.62
3.58
3.96
4.37
4.78
5.74
6.35
7.14
8.08
3.96
4.37
4.78
5.16
5.56
6.02
6.35
7.14
7.92
8.56
11.13
13.49
4.78
5.56
6.55
7.14
7.92
8.74
9.52
12.70
6.35
7.11
7.92
8.74
9.52
10.97
12.70
14.27
6.35
7.04
7.92
8.18
8.74
9.52
11.13
12.70
14.27
15.88
18.26
7.09
7.80
8.74
9
2.7
11.13
12.70 5.00
5.44
7.48
6.14
8.62
11.41
7.54
8.30
9.10
9.91
11.29
12.93
14.39
15.27
8.65
9.53
10.47
11.39
13.57
14.91
16.62
18.63
10.78
11.84
12.90
13.88
14.91
16.07
16.91
18.86
20.79
22.31
28.30
33.53
16.07
18.62
21.78
23.61
26.07
28.55
30.95
40.28
25.35
28.26
31.34
34.38
37.28
42.56
48.72
54.20
33.31
36.79
41.26
42.53
45.31
49.21
57.05
64.63
72.09
79.54
90.43
46.47
51.00
56.94
60.29
71.85
81.54
91.08 69
69
90
69
69
90
69
69
69
69
69
–
–
90
55
–
69
83
–
–
–
117
69
–
83
–
83
–
–
–
–
117
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
– –
158
172
–
172
172
–
110
122
133
153
172
172
172
88
96
107
116
140
155
174
193
86
95
103
112
121
131
138
155
172
186
193
193
84
98
115
125
139
154
167
193
94
105
117
129
141
162
187
193
72
80
90
92
99
108
126
144
162
180
193
64
71
79
84
101
115
130 –
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
117
131
146
161
176
193
193
193
90
100
112
116
123
135
158
180
193
193
193
81
89
99
105
126
144
162 –
172
172
–
172
172
–
129
142
156
172
172
172
172
102
113
125
136
163
181
193
193
101
111
121
130
141
152
161
181
193
193
193
193
98
114
134
146
163
179
193
193
109
123
136
150
164
189
193
193
84
93
105
108
116
126
147
167
189
193
193
75
83
82
99
118
134
152 –
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
136
153
170
188
193
193
193
193
105
116
131
135
144
157
184
193
193
193
193
94
103
116
123
147
168
189

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.13
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
273.0
273.0
273.0
323.8
323.8
323.8
323.8
323.8
323.8
323.8
355.6
355.6
355.6
355.6
355.6 10 ¾
10 ¾
10 ¾
12 ¾
12 ¾
12 ¾
12 ¾
12 ¾
12 ¾
12 ¾
14
14
14
14
14 241.2
236.5
231.8
308.0
307.0
306.3
304.8
301.5
298.4
295.3
338.1
336.6
333.3
330.2
327.1 14.27
15.88
18.26
20.62
7.92
8.38
8.74
9.52
11.13
12.70
14.27
8.74
9.52
11.13
12.70 100.66
114.74
128.37
61.74
65.20
67.89
73.82
85.78
97.44
108.96
74.73
81.28
94.49
107.38
120.14 –
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
– 144
166
187
61
64
67
73
85
97
110
61
66
78
89
100 181
193
193
76
80
83
91
107
121
136
76
83
97
111
125 168
193
193
71
75
78
85
99
114
127
71
77
90
103
116 193
193
193
88
94
98
106
124
142
159
89
97
113
130
145

Normele ISO 3183 -80 standardizează tipodimensiuni de țevi de conducte cu
diametrele de 60,3-1420 mm și cu grosimile de perete de 1,6 -25 mm. Valorile diametrelor și
grosimilor de perete corespund normelor API.
Diametrul nominal se notează cu simbolul 𝐷𝑛, urmat de valoarea numerică respectivă.
Valorile prescrise concordă practic cu recomandările normelor API pentru dimensiunile și
gradele de rezistență corespunzătoare.
Țevi fără sudură din oțeluri complet calmate cu granulație fină. Toate țevile pentru
utilizări generale în aplicații pot fi furnizate cu diferite tipuri de acoperiri ( galvanizate, strat
thermo/grunduite sau din polietilenă), cu capete netede sau filetate, furnizate cu mufe.
În tabelul 2.5 sunt prezentate tipo -dimensiunile țevilor de conduct ă cu capete netede,
sudate elicoidal.
Tabel 2.5. Țevi de conductă cu capete neted e, sudate elicoidal, [34].

Diametrul
exterior,
D
Masa
liniară
Grosimea
peretelui,
t
Diametrul
interior,
D Marca oțelului
X 42 X 46 X 52 X 56 X 60
Presiunea de încercare normală,
min
mm in Kg/m mm Mm [bar]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
406,4
406,4
406,4
406,4
406,4
406,4
406,4
508,0
508,0
508,0
508,0
508,0
508,0
508,0
609,6
609,6
609,6
609,6
609,6 16
16
16
16
16
16
16
20
20
20
20
20
20
20
24
24
24
24
24 70,26
77,86
85,68
93,21
100,72
108,44
115,87
88,15
97,71
107,56
117,07
126,55
136,30
145,72
106,02
117,57
129,45
140,94
152,39 7,14
7,92
8,74
9,52
10,31
11,13
11,91
7,14
7,92
8,74
9,52
10,31
11,13
11,91
7,14
7,92
8,74
9,52
7,14 392,1
390,6
388,9
387,4
385,8
384,1
382,6
493,7
492,2
490,5
489,0
487,4
485,7
484,2
595,3
593,8
592,1
590,6
589,0 88
98
108
117
127
137
147
75
83
91
100
108
117
124
63
69
76
83
90 96
107
118
129
139
150
161
82
91
100
109
118
127
136
68
76
84
91
98 109
121
134
147
157
170
182
93
103
113
124
134
144
154
77
86
94
103
111 117
131
144
157
170
183
196
100
110
122
133
144
155
166
83
92
101
111
120 126
140
154
168
182
196
210
107
118
131
142
154
167
178
89
98
109
119
129

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
609,6
609,6
711,2
711,2
711,2
711,2
711,2
711,2
711,2
812,8
812,8
812,8
812,8
812,8
812,8
812,8
914,4
914,4
914,4
914,4
914,4
914,4
914,4
1016,0
1016,0
1016,0
1016,0
1016,0
1016,0
1219,2
1219,2
1219,2
1219,2
1219,2 24
24
28
28
28
28
28
28
28
32
32
32
32
32
32
32
36
36
36
36
36
36
36
40
40
40
40
40
40
48
48
48
48
48 164,17
175,55
123,91
137,42
151,35
164,80
178,22
192,04
205,40
141,79
157,28
173,23
188,66
204,05
219,91
235,25
159,67
177,13
195,12
212,52
229,89
247,78
265,09
196,99
217,01
236,38
255,72
275,65
294,94
260,78
284,11
307,39
331,40
354,62 7,92
8,74
9,52
10,31
11,13
11,91
7,14
7,92
8,74
9,52
10,31
11,13
11,91
7,14
7,92
8,74
9,52
10,31
11,13
11,91
7,14
7,92
8,74
9,52
10,31
11,13
11,91
7,14
7,92
8,74
9,52
10,31
11,13
11,91 587,3
585,8
696,9
695,4
693,7
690,2
690,6
688,9
687,4
798,5
797,0
795,3
793,8
792,2
790,5
789,0
900,1
898,6
896,9
895,4
893,8
892,1
890,6
1000,2
998,5
997,0
995,4
993,7
992,2
1201,7
1200,2
1198,6
1199,69
1195,4 97
104
53
59
65
71
77
83
89
46
52
57
63
67
72
78
41
46
51
56
60
65
69
41
46
50
54
58
63
38
41
45
49
52 106
114
58
65
72
78
84
91
98
51
57
63
68
74
79
85
46
51
56
60
65
71
76
46
50
55
59
64
68
41
46
49
53
57 120
129
66
73
81
88
96
103
110
58
64
61
77
84
90
96
51
57
63
69
75
80
86
51
56
62
67
72
77
47
51
56
60
64 129
138
71
79
87
95
103
111
119
63
69
76
83
90
97
104
56
61
67
74
80
86
92
56
61
66
72
77
83
53
58
63
67
72 138
148
76
84
93
102
110
119
127
67
74
82
89
96
104
119
59
66
72
79
86
92
99
59
65
71
77
83
89
57
62
67
72
77

Ȋn tabelul 2.6 sunt prezentate țevile de conduct ă cu capete netede, sudate longitudinal.

Tabel 2.6. Țevi de conductă cu capete netede, sudate longitudinal, [34].
Grosimea
peretelui,
t
[mm] 3,2 3,6 4,0 4,5 5,0 5,6 6,3 7,1 8,0
Diametrul
exterior
D,
[mm] Masa teoretică,
[kg/m]
48.3
60.3
76.1
88.9
114.3
133
159
168.3
219.1 3.56
4.51
5.75
6.76 3.97
5.03
6.44
7.57
9.83 4.37
5.55
7.11
8.38
10.9
12.7 6.19
7.95
9.37
12.2
14.3
17.1
18.2
13.5
15.8
19.0
20.1
26.4

15.0
17.6
21.2
22.5
29.5

19.7
23.7
25.2
33.1

28.2
37.1

41.6

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.15
2.3. Caracteristici mecanice. Grade de rezistență

Caracteristicile mecanice ale țevilor pentru conducte, determinate uzual în direcție
perpendiculară pe direcția de laminare, sunt următoarele, [34]:
limita de curgere;
rezistența la rupere;
alungirea la rupere;
energia de rupere la încercarea de înconvoiere prin șoc pe epruvete cu
crestătura în V;
duritatea.
Pentru o apreciere mai completă a comportării în exploatare a conductei, se
efectuează și alte încercări mecanice, și anume, [34]:
încercarea la rupere prin șoc a materialului con ductei (Drop –Weight Tear Test –
DWTT);
determinarea tenacității l a rupere (STAS 9760 /84);
încercarea la îndoire (STAS 777 -88 și STAS 5340 3 -87), etc.
Caracteristicile mecanice determinate prin încercarea la tracțiune a țevilor reprezintă
principalul criteriu de clasificare a țevilor în clase sau grade de rezistență, [34].
Caracteristicile mecanice prescrise țevilor din diferite grade de rezistenț ă sunt
prezentate în tabelul 2.7, conform normelor API, care stau la baza standardelor românești,
canadiene și internaționale. Simbolizarea gradelor de rezistență cuprinde două cifre, care
reprezintă valoarea limitei de curgere, exprimată în ksi (1000 poun ds/in2) în normele API,
respectiv primele două cifre ale valorii limitei de curgere, exprimată în N /mm 2, la
simbolizarea ISO.
În legătură cu caracteristicile mecanice impuse țevilor se fac următoarele precizări :
limita de curgere sau de elasticitate este definit ă ca limita de întindere convențională
pentru o alungire totală prescrisă de 0,5% ( 𝑅𝑡0,5). Se folosește, de asemenea, și limita
de curgere convențională corespunzătoare unei alungiri remanente de 0,2% ( 𝑅𝑝 0,2).
Pentru oțelurile uzuale cele două valori sunt practic egale. De aceea, în lucrare vor fi
folosite ambele notații, utilizând notația 𝑅𝑡 0,5 în relațiile în care apare ca atare în
lucrarea originală, [8];
la țevile sudate longitudinal, epruvetele longitudinale pot fi prelevate și de la mij locul
platbandei laminate;

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.16

epruvetele longitudinale utilizate pentru încercarea la tracțiune pot fi epruvete
tronson, epruvete fâșie sau epruvete cilindrice cu diametrul de 12,7 mm pentru țevi
cu t>19,1mm. Epruvetele longitudinale au grosimea corespunzătoa re grosimii
peretelui țevii și se încearcă fără aplatisare (îndreptare).

Tabel 2.7. Gradele de rezistență ale țevilor pentru conducte, [34].
Gradul Limita de curgere
( de întindere
convențională)
Min, 𝑅𝑡0,5
[N/𝑚𝑚2] Rezisten ța la
rupere, min. 𝑅𝑚
[N/𝑚𝑚2] Alungirea, min., [%]

API
ISO
ISO
𝐿0= 5,65 𝑠0
𝐴50,3
A 25
A
B
X 42
X 46
X 52
X 56
X 60
X 65
X 70
X 80
E 17
E 21
E 24 172
207
241
289
317
358
386
413
448
482
551 310
331
413
413
434
4552; 4963
4892; 5133
5172; 5373
5302; 5513
565
min 620, max 827 27
25
21

1942.57 𝑆00.2
𝑅𝑚,𝑚𝑖𝑛0.9

Caracteristiscile mecanice în direcție transversală se determină prin una din
următoarele metode, la latitudinea producătorului de țevi, [34] :
determinarea pe epruvete plate (STAS 11082 -80), având grosimea
corespunzătoare grosimii peretelui țevii, sau pe epruvete cilindrice cu diametrul
de 12,7 mm sau 8,9 mm (STAS 200 -87) prelevate din peretele țevii fără
îndreptare;
determinarea numai a limitei de curgere prin extensia unui inel, iar a rezistenței la
rupere și a alungirii la rupere pe epruvete plate (aplatisate).
Epruvetele pentru încercarea la tracțiune a sudurii sunt orientate perpendicular pe
direcția cordonului, având cusătura în zona de mijl oc, fără îndreptare, conform
STAS 11082 -80. Îngroșarea sudurii poate fi îndepărtată, la opțiunea producătorului de țevi.
Epruvetele au grosimea corespunzătoare grosimii peretelui țevii, [5].
Țevile sudate sunt supuse și unor încercări meca nice suplimentare, unele din acestea
fiind prevăzute și în standardele românești și anume:
încercarea la aplatisare;
încercarea la îndoire a țevilor Grad A 25 cu D=50,8 mm;
încercarea la tracțiune a epruvetei din zona cusăturii, epruveta fiind prelevată în
lungul axei cusăturii;

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.17

încercarea la îndoirea a îmbinării sudate, pe epruvete prelevate perpendicular pe
axa cusăturii supuse îndoirii în zona sudurii, la circa 1800, pe un dispozitiv de
îndoire cu ghidaj. Încercarea este adoptată și pentru țevile sudate elicoidal,
conform STAS 11082 -80.
Normele internaționale prevăd efectuarea încercărilor privind determinarea tenacității
țevilor de conducte la temperatura cerută de beneficiar sau impusă. Determinarea tenacității
țevilor pentru conducte se efectuează prin următoarele încercări, [25]:
încercarea la înconvoiere prin șoc pe epruvete cu crestătura în V, conform
STAS 7511 -81, pentru țevi cu diametrul D ≥406,4 mm grad X 42 și superioare, ca
și pentru țevile sudate cu D ≥508 mm, grad X 52 și superioare;
încercare a la rupere prin șoc a materialului conductei cu scopul aprecierii
capacității de deformare a materialului conductei înainte de rupere, pentru țevile
cu diametrul D ≥508 mm grad X 52 și superioare. De asemenea, pentru aprecierea
comportării la rupere se rec omandă și încercarea de înconvoiere prin șoc pe
epruvete încărcate cu sudură (metoda Puyak -Pellini), STAS 9261 -81, și
determinarea caracteristicilor materialului specifice mecanicii ruperilor, cum sunt
tenacitatea la rupere determinată de metoda 𝐾𝐼𝐶 și caracteristica de deplasare la
deschidere, a fisurii, STAS 10052 -88.
Standardele românești pentru conducte nu prevăd efectuarea încercării la înconvoiere
prin șoc. Conform normelor se recomandă efectuarea încercării pe trei epruvete cu crestătura
în V, pre levate transversal din peretele țevii, având dimensiunile 10×10 𝑚𝑚2, sau, pentru
grosimi mai mici de perete, epruvete reduse în direcția axei crestăturii la 2/3 (10×7.5 𝑚𝑚2)
sau 1/2 (10×5 𝑚𝑚2) din dimensiunea normală. Pentru conducte cu diametrul D ≤ 168,3 mm
se folosesc epruvete longitudinale, [25].
Epruvetele sunt orientate transversal în raport cu axa țevii (circumferențial), având
crestătura orientată pe direcția grosimii peretelui. Se recomandă ca, la țevile sudate
longitudinal, e pruvetele să fie prelevate dintr -o zonă aflată la 900 față de cusătură, iar la țevile
sudate elicoidal să fie prelevate aproximativ la mijlocul distanței dintre două coordonate
succesive. Se folosesc următoarele criterii de apreciere a rezultatelor încercă rii, [18]:
aspectul suprafeței de rupere (determinarea cristalinității și fibrozității ruperii),
conform STAS 10026 -75. Aria rupturii cristaline are aspect cristalin strălucitor ,
fără deformări, și în majoritatea cazurilor se află în porțiunea centrală a rupturii.
Aria rupturii ductile are aspect cristalin mat, cu deformări plastice. Raportul dintre

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.18
aria structurii cristaline și aria secțiunii epruvetei (exprimat în %) se numește
cristalinitate , iar raportul dintre aria structurii fibroase și aria secțiun ii epruvetei
(în %) se numește fibrozitate .
valoarea energiei de rupere KV ;
temperatura de tranziție.
La țevile cu diametrul D ≥ 508 mm grad X 52 și superioare, epruvetele se încarcă la
temperatura de 100C sau la temperatură mai coborâtă, specificată de beneficiar. Aria rupturii
ductile, ca medie a trei epruvete, nu va fi inferioară valorii de 35%, iar media pe toate șarjele
dintr -o comandă nu va fi mai mică de 50%. Sunt supuse acestor încercări și țevile de conductă
cu diametrul D ≥ 406,4 mm grad X 42 și superioare, temperatura de încercare și criteriile de
acceptare fiind stabilite de beneficiar. Pentru gradul X 80 se impun cerințele privind
tenacitatea, ca medie a trei epruvete, prezentate în tabelul 2.8 . Standardele canadiene prescriu
valorile energiei de rupere din condiția asigurării rezistenței materialului la inițierea și la
propagarea fisurilor. Valoarea minimă a energiei de rupere trebuie să împiedice inițierea
ruperii de la defectele posibile ale conductei de diametru dat, luând în considerație valoarea
tensiunilor de exploatare din conductă, presiunea de lucru și temperatura de lucru, conform
indicațiilor din tabelul 2.9. Pentru presiuni de lucru ce conduc la tensiuni ce depășesc 72% din
valoarea limitei de curgere a materialului și pentru grosimi de perete de peste 12,7 mm, în
scopul asigurării unor condiții echivalente celor din tabel privind siguranța la inițierea
fisurilor, trebuie impusă o valoare superioară energiei de rupere minime , [18].

Tabel 2.8 Tenacitatea țevilor din oțel grad X 80, [34].

Tipul încercării Înconvoiere prin șoc pe epruvete
cu crestătura în V Ruperea prin șoc
a materialului conductei
KVmin la 00C,
[J] Aria minimă
a rupurii ductile
la 00C,
[%] Aria minimă a rupurii
ductile la 00C,
[%]
Pe o șarjă 27 40 40
Media pe toate șarjele 68 70 60

Pentru epruvetele reduse, valorile se înmulțesc cu coeficienții prezentați în tabelul 2.9.
Pentru grosimi de țeavă sub 5 mm, nu este necesară efectuarea încercării.
Temperatura de încercare este corelată cu temperatura de proiectare minimă 𝑡𝑚𝑖𝑛.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.19
Tabe l 2.9 Prescripții privind tenacitatea oțelurilor de conducte, [34].
Temperatura minimă
Tensiunea de exploatare
Grosimea peretelui
Clasa de tenacitate conform
CZ 245 [℃] [ N/𝑚𝑚2] [mm]
-5
-5
-5
-5
-5
<-5
<-5
<-5
<-5 <50
50-175
50-175
>175
>175
<50
≥50
50-175
>175 Oricare
≤5.0
>5.0
≤5.0
>5.0
Oricare
≤3.0
>3.0
>3.0 I
I
I
I
II
I
II
II
II

2.4. Oțeluri pentru conducte

Oțelurile îmbunătățite prezintă o combinație optimă între caracteristicile limită de
curgere -temperatură de tranziție. La țevile pentru conducte aplicarea acestui tratament este
dificilă, fiind posibile dou ă variante tehnologice, [17]:
tratarea platbandei înaintea sudării;
tratarea țevii după formare și sudare.
Majoritatea producatorilor folosesc prima variantă, recomandată pentru gradele X80 și
X100 (R p 0,2= 550 N/mm2 și respectiv 685 N/mm2).
Se practică următoarele variante de tratament termic, [17]:
călirea direct de la temperatura de laminare, urmată de revenire. Procedeul este
economic, se asigură o călibilitate mai mare a oțe lului și obținerea unor durități
mai mari după revenire decât la alte procedee;
călirea întreruptă, constând în răcirea numai până la temperatura la care începe
precipitarea carbonitrurilor de Nb și/sau V, conferind o combinație foarte bună de
caracteristi ci rezistență -tenacitate, fară aplicarea revenirii; călirea făra revenire
aplicabilă la oțeluri cu puțin carbon, fără prescripții speciale privind tenacitatea;
aplicarea unui tratament intercritic.
După călire în domeniul austenitic se aplică o nouă călire la o temperatură cuprinsă
intre Ac1 și Ac3, urmată de revenire. Tratamentul este aplicat uzual la oțelurile Mn -Ni-Mo.
Tratamentul termic de îmbun ătățire se aplic ă țevilor folosind înc ălzirea în cuptor sau
prin induc ție și răcirea cu dușuri de apă la exterior și la interior, [17].
De asemenea, oțelurile pentru țevi trebuie sa fie elaborate numai in cuptoare Siemens –
Martin, în convertizoare cu insuflare de oxigen sau printr -o combinație a acestor procedee.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.20
Asigu rarea unei tenacități ridicate în direcție transversală față de direc ția de laminare a țevilor
și platbandelor destinate țevilor impune evitarea alungirii incluziunilor nemetalice în directia
de laminare, cu fomarea fibrajului caracteristic. În acest scop, la oțelurile pentru conducte de
înaltă rezistență se practică următoarele soluții, [34]:
reducerea procentului de sulf în oțelurile calmate, sub valoarea de 0,01%;
tratarea oțelului calmat cu elemente din grupa pamanturilor rare (în principiu
cu celiu), Ca, Ti sau Zn, având ca efect alierea sulfurilor, făcandu -le astfel mai
puțin ductile și evitând alungirea lor în direcția de laminare.
Raportul Ce/S de 2:1 asigură uzual globulizarea sulfurilor, conducând la îmbunatațirea
optimă a tenacitații. Țevile dest inate conductelor submarine au, uzual, grosimea de perete mai
mare decât cele pentru conductele terestre.
Aceasta reduce atât fenomenul de finisare a granulației prin deformare plastică, cât și
pe cel de durificare prin precipitare. Conform normelor , comp oziția chimică a oțelurilor
pentru conducte submarine trebuie sa se încadreze în limitele prezentate în tabelul 2.11, [16].

Tabel 2.11 Compozi ția chimică a oțelurilor pentru conducte submarină, [34].
Compoziția
chimică,
[%]
C,
max.
Mn,
max.
Si,
max.
P,
max.
S,
max
Cu,
max.
Ni,
max.
Mo,
max.
Cr,
max.
Al,
max
Altele
𝐶𝑒𝑐ℎ
2)
Pe oțel
lichid 0,18 1,60 0,45 0,025 0,020 0,35 0,40 0,08 0,20 0,08 1) 0,40
Pe produs 0,20 1,70 0,50 0,030 0,025 0,35 0,40 0,08 0,20 0,08 1) 0,40

1) V – max. 0,10%; Nb – max. 0,05%; Ti – max. 0,05%; N – max. 0,009%; (0,015% când se finisează
granulația cu Al); (V + Nb) – max. 0, 12%; (V + Nb + Ti) – max. 0,15%;
2) carbonul echivalent determinat cu relația din STAS 7194 -79.

2.5. Garantarea siguranței în exploatare

Conductele, ca de altfel și celelalte construcții sudate, trebuie s ă asigure rezistența la
rupere ductilă si fragilă. Ca urmare, oțelurilor pentru conducte li se impun două caracteristici
mecanice esențiale. În primul rând, materialul trebuie să aib ă o limită de curgere ridicată,
astfel încât tensiunile din exploatare să fie inferioare limitei de curgere.
Ȋn al doilea rand, ele trebuie să asigure rezistența la inițierea și propagarea fisurilor la
temperatura de exploatare, ce s -a realizat prin prescr ierea unui nivel minim de tenacitate, [18].

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.21
CAPITOLUL III
PROCEDEE DE SUDARE A ȚEVILOR PENTRU CONDUCTELE
UTILIZATE ÎN DOMENIUL PETROLIER ȘI PETROCHIMIC

3.1. Generalități

Sudarea este metoda tehnologică de ȋmbinare nedemontabilă, a două sau mai multor
piese metalice prin realizarea unei legături stabile ȋntre rețelele cristaline ale materialelor din
care sunt alcătuite piesele, [37].
Pentru crearea unei ȋmbinări sudate este necesar sa se ȋndeplinească simultan două
condiții:
1. apropierea suprafețelor pie selor de ȋmbinat la distanțe compatibile cu parametrii
geometrici ai rețelelor cristaline ale materialelor metalice din care sunt alcătuite;
2. stabilirea interacțiunii energetice ȋntre atomii pieselor ce trebuie sudate.
Ȋn funcție de tipul energiei utilizate , procedeele de sudare se clasifica ȋn, [37]:
procedee de sudare cu energie electromagnetică: sudarea manuală cu electrozi
ȋnveliți, sudarea cu arc electric, sudarea ȋn fascicul de electroni, sudarea prin
presiune la cald;
procedee de sudare cu energie ter mochimică: sudarea cu flacără oxiacetilenică,
sudarea aluminotermică;
procedee de sudare cu energie mecanică: sudarea prin frecare, sudarea cu
ultrasunete, sudarea prin presiune la rece, sudarea prin explozie;
procedee de sudare ce folosesc energia radiați ilor: sudarea cu laser, sudarea cu jet
de electroni, sudarea c u energie solară, etc.

3.2. Sudarea manuală cu arc electric și electrozi înveliți

Sudarea manuală cu arc electric și electrozi înveliți este un procedeu universal
de sudare prin topire, care utilizează drep t sursă termică arcul electric. Arcul electric
reprezintă o descărcare electrică stabilă în gaze sau vapori, la densități mari de curent și la
presiune atmosferică mare.Transformând energia electrică în energie termică, arcul el ectric
dezvoltă, în volume mici, temperaturi relativ mari (5.000 – 20.000 0C), [45].

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.22
Lungimea arcului și implicit tensiunea de sudare se vor alege ținând seama de
aspectele legate de sudarea cu arc scurt sau cu arc lung. Diferența dimensională dintre cele
două categorii o constituie limita la care lungimea arcului este egală cu diametrul vergelei
electrod. Se are în vedere că sudarea cu arc scurt asigură o protecție mai bună a metalului
topit, dar execuția este mai greoaie, solicitând o calificare superioar ă a sudorului.
Parametrii de funcționare stabilă ai arcului electric sunt: tensiunea acestuia, Ua,
intensitatea curentului de sudare, Is, și lungimea arcului, la (definită ca distanța dintre
extremitatea electrodului și piesele de sudat), [37].
Arcul electric alimentat în curent continuu poate funcționa cu polaritate directă sau
inversă, (fig. 3.1).

a. b.
Fig. 3.1 Arcul electric în curent continuu, [37]:
a. polaritate directă; b. polaritate indirectă.

Acest procedeu permite sudarea în bune condiții a unei game largi de metale și aliaje,
de grosimi diferite, precum și realizarea de construcții sudate în condiții de șantier (conducte,
recipiente, structuri metalice, nave etc.).
Sudarea cu electrozi poate fi realizată în varianta cu electrozi nefuzibili sau cu
electrozi fuzibili.
Electrozii nefuzibili folosiți la sudare pot fi confecționați din wolfram, cărbune sau
grafit. Sudarea cu electrozi nefuzibili se poate efectua fără aport de material de adaos, prin
topirea locală a marginilor pieselo r de sudat, sau cu aport de material de adaos.
Diametrele uzuale ale electrozilor din cărbu ne și grafit sunt cuprinse în intervalul
3,2 – 20 mm, suportând o intensitate a curentului de sudare cuprins între 15 A și 400 A la
electrozii din cărbune și 15 A până la 500 A pentru cazul utilizării electrozilor din grafit.
Vârful electrodului din cărbune sau grafit este conic.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.23
Sudarea cu electrozi nefuzibili din wolfram se practică de obicei în varianta cu
protecție de gaze inerte.
Sudarea cu electrozi nefuzibili din cărbune și grafit poate fi asigurată ținând seama că
menținerea arcului se obține datorită degajării în procesul de sudare a oxidului și bioxidului
de carbon provenit din oxidarea electrozilor de cărbune, gaze care asigura ionizarea mediului
între componentele de sudat. Sudarea cu electrozi de cărbune sau grafit se poate realiza în
două variante, cu arcul electric amorsat între electrodul nefuzibil și componentele de sudat,
sau cu arcul electric amorsat între cei doi electrozi. În ultimul caz arcul poate fi deplasat ușor,
fără o amorsare de fiecare dată, la începutul sudării, efectuându -se operații de sudare sau
lipire cu ajutorul lui , [37].
Electrodul din cărbune este confecționat de obicei din cărbune copt, din cărbune presat
sau cocs. Elect rodul din cărbune este ieftin, mai puțin fragil dar se uzează mai repede, circa
1-3 mm/min. Electrodul din grafit este obținut prin sinterizare, din pulbere de grafit și are o
uzură mai redusă, circa 1 mm/min, asigurându -se astfel menținerea constantă a a rcului electric
în condițiile amorsării lui între doi electrozi de grafit.
Uzura electrodului fiind mai mică la electrozii din grafit, aceștia din urma pot suporta
o intensitate mai mare a curentului electric.
Sudarea cu electrozi din cărbune sau grafit are o răspândire relativ redusă. Ea este
folosită la sudarea tablelor galvanizate, caz în care sudarea se realizează cu material de adaos
pe bază de bronz cu siliciu.
Aceste procedee de sudare se mai folosesc și la sudarea tablelor din cupru, caz în care
materialul de adaos este o vergea din cupru introdusă în arcul electric menținut între electrozii
de cărbune sau grafit, sau între aceștia și materialul de bază.
Sudarea fără material de adaos este folosită la table relativ subțiri, cu grosimi de
maxim 2 mm, marginile fiind răsfrânte. Sudarea cu electrozi de cărbune sau grafit cu arcul
amorsat între doi electrozi este utilizată uneori și pentru remedierea unor piese din bronz sau
fontă sau pentru operații de lipire sau încărcare dură.
La rândul ei, sudar ea cu electrozi fuzibili poate fi realizată cu electrozi neînveliti sau
cu electrozi înveliți.
Sudarea cu electrozi fuzibili neînveliți este un procedeu foarte rar întâlnit. Sudarea se
poate utiliza numai în curent continuu, având marele dezavantaj că nu se asigură o ionizare
bună a spațiului arcului electric, de aceea și stabilitatea arcului electric este scăzută.
În zona arcului pătrund ușor oxigenul, azotul și hidrogenul din aerul înconjurător,
degradând caracteristicile mecanice ale sudurii. Se poate utiliza un astfel de procedeu în

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.24
condițiile unor suduri puțin pretențioase, pentru încărcări, sau în condițiile în care nu
dispunem de utilaj și electrozi de performanță , [30].
Pentru o bună funcționare a electrozilor înveliți este necesar ca învelișul ace stora să fie
uscat. Electrozii înveliți se păstrează în camere închise cu umiditate controlată.

Fig. 3.2 Principiul procedeului de sudare manuală cu electrozi fuzibili înveliți, [37]:
1 – electrod învelit; 2, 3 – piese de sudat; 4 – capătul electrodului; 5 – portelectrod; 6 – mâner izolat;
7, 9 – cabluri electrice; 8 – clemă de contact.

Sudarea manuală cu electrozi fuzibili înveliți, (fig.3.2), este procedeul cel mai larg
folosit, care deține o sferă de activități de circa 60 -75% din tot alitatea procedeelor de sudare.
În vederea realizării arcului electric, electrodul are capătul dezvelit, 4, prins în
portelectrodul, 5, și conectat, prin intermediul cablului, 9, la una din bornele sursei de curent
cu ajutorul cablului, 7, și a clemei, 8.
Portelectrodul, 5, este prevăzut cu mânerul izolat, 6, ce permite manevrarea de către
sudor a electrodului, 1, astfel încât vârful acestuia să execute următoarele mișcări necesare
pentru sudare, [37]:
o mișcare (cu viteza de sudare, vs) pe direcția de sudare X, în lungul rostului dintre
piesele care se sudează;
o mișcare (cu viteza de topire, vt) pe direcția Z, în lungul axei electrodului, cu
scopul păstrării constante a lungimii arcului (compensarea topirii vârfului
electrodului). Modi ficarea vitezei permite reglarea lungimii arcului, la, și a
tensiunii acestuia, Ua, în conformitate cu cerințele procesului tehnologic de sudare;

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.25

o mișcare pendulară pe direcția Y, cu scopul obținerii lățimii dorite a cusăturii
metalice (CUS).
Grosimea componentelor de sudat, 2, 3, variază de la valoarea minimă de circa 1mm
până la valorile cele mai mari posibile. Prin acest procedeu se poate suda în orice poziție.
Echipamentele de sudare pentru acest procedeu sunt ieftine, simple și ușor de
întreținut.
De obicei intensitatea curentului de sudare este cuprinsă în intervalul 25…500 A.
Nu se folosește o intensitate mai mare de 500 A întrucât electrodul ar trebui să aibă
diametrul prea mare, pentru a reduce supraîncălzirea acestuia prin efect Joule, devin e greu și
dificil de mânuit.
Tensiunea arcului este cuprinsă între 15 V și 35 V, iar viteza de sudare în intervalul
6-30 m/h.
Parametrii tehnologici și în special parametrii tehnologici primari, determină
geometria cusăturii sudate. Nealegerea corectă și nerespectarea acestora duce la defecte de
natura geometrică ale îmbinării.
Unul dintre defectele majore sunt fisurile. Ele se datoresc fragilizării zonei influențate
termic sau fenomenelor tenso -termice ale materialului cordonului îmbinării sudate.
Fisurile trebuie eliminate, în condițiile în care sunt la valori mai mari decât cele
admisibile, prin operații greoaie de prelucrări mecanice și apoi cordonul trebuie resudat.
Combaterea fisurilor este dificilă datorită multiplelor cauze care le provoacă.
Porii, denivelările și găurile în suprafața liberă a cordonului se datoresc ruginirii
marginilor componentelor, umezelii învelișul ui, petelor de ulei sau vopsea, sau răcirii prea
rapide a materialului depus.
Stropii defavorizează estetica cordonului și reduc gradul de utilizare al materialului de
adaos, [37].
Diminuarea stropirii se asigură prin micșorarea intensității curentului de sudare,
reducerea lungimii libere a arcului, folosirea naturii și polarității curentului corespunzătoare
cerințelor electrodului și organizarea suflului magnetic.
Un defect major, ce afectează rezistența îmbinării și în special rezistența la oboseală,
îl constituie lipsa de topire a materialului de bază. Aceasta se datorează curățirii incorecte a
rostului, pendulării necorespunzatoare, fără topirea marginilor rostului, deschiderii
insuficiente a rostului sau unui diametru al electrodului prea mic. Evitar ea acestui defect se
asigură remediind deficiențele arătate, mărind intensitatea curentului de sudare și
uniformizând viteza de sudare.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.26
Sudarea manuală cu arc electric și electrozi înveliți are și o serie de dezavantaje de
natură economică. Datorită necesi tății schimbării frecvente a electrozilor, factorul operator
este mai mic de 25%, iar gradul de utilizare al materialului de adaos este dintre cele mai
reduse, cifrându -se la mai puțin de 65%.
Schimbarea frecventă a electrozilor creează cratere care duc l a concentratori de
tensiune, zone periculoase ce reduc rezistența la oboseală a îmbinării în condițiile comportării
fragile a materialului etc.
Capătul prins în cleștele port electrod se pierde de obicei. Din aceste motive, sudarea
manuală cu arc electric și electrozi înveliți, în multe situații, în care există posibilitatea tehnică
și economică a înlocuirii ei cu o sudare mecanizată, aceasta din urma trebuie introdusă, [30].

3.3. Sudarea automată sub strat de flux

Dezavantajele sudării manuale cu arc electric și electrozi au condus la automatizarea
procesului de sudare, ajungându -se astfel la creșterea însemnată a productivității sudării – de
cca. 10 ori față de cea a sudării manuale – și la obținerea unei suduri a cărei calitate nu mai
depinde direct de muncitor, ci de performanțele și reglajul instalației de sudare, precum și de
calitatea materialelor utilizate.
Procedeul de sudare automat ă sub strat de flux se caracterizează prin următoarele
elemente, [37]:
arcul electric este acoperit de un material fuzibil granular, denumit flux pentru
sudare, cu o compoziție chimică asemănătoare cu cea a învelișului electrozilor
folosiți la sudarea manuală cu arc electric;
electrodul este continuu, o sârmă -electrod înfășurată sub formă de colac, pusă
în mișcare de avans de un mecanism cu role ce o obligă să treacă printr -un
contact electric alunecător, legat la sursa de curent;
deplasarea relativă a arcului față de piesele de sudat (în lungul cusăturii) se
realizează , de regulă automat, uneori și manual; sudarea este automată,
respectiv semiautomată, folosindu -se în acest scop un cap de sudare automată,
respectiv semiautomată, sub flux;
nu se execută mișcare de pendulare a arcului după direcția Y.
Comparativ cu sudare a electrică manuală cu electrozi înveliți, cea sub strat de flux
prezintă următoarele avantaje, [37]:

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.27

calitatea superioară a cusăturii deoarece solidificarea se face mai încet, gazele
se elimină din cusătură, iar oxigenul, hidrogenul și azotul d in aer nu pătrund în
baia metalică;
caracteristici superioare pentru metalul depus în cusătură deoarece în flux se
pot introduce și elemente de aliere, iar cantitatea mai mare de zgură topită
asigură condiții favorabile pentru interacțiunea dintre zgură și baia de metal
topit;
productivitate ridicată deoarece se pot folosi densități ale curentului de sudare
mai mari ( js = 40…150 A/mm2, față de 12…20 A/mm2 la sudarea manuală),
fără ca încălzirea sârmei prin efect Joule -Lenz să aibă efectele negative
de la sudarea manuală;
aspectul cusăturii mai bun deoarece la sudarea sub flux operatorul nu intervine
decât la începutul operației, când reglează sistemul.
Analizând zona de sudare (fig. 3.3) se poate pune în evidență modul de realizare
a cusăturii.

Fig. 3.3. Formarea cusăturii la sudarea sub flux, [37]:
1 – arc electric; 2 – sârmă electrod; 3 – baia de metal lichid;
4 – cavernă gazoasă; 5 – zgură lichidă; 6 – strat de flux;
7 – piese; 8 – cusătură; 9 – zgură solidă ;
10 – dispozitiv de susținere a băii (patină de cupru );
11 – contact alunecător.

Arcul electric 1 format între sârma electrod 2 și baia de metal lichid 3, arde în
interiorul unei caverne gazoase 4, mărginită la partea superioară de stratul de zgură lichidă 5,
rezultată prin topirea parțială a stratului de flux 6 ce acoperă zona cu o grosime de 50…60mm .
Presiunea statică a stratului de flux 6 asupra băii de metal lichid 3 este de 7…9 g/ 𝑚𝑚2,
suficientă pentru a preveni formarea unei cusături necorespunzătoare chiar la intensități de
curent care depășesc de 6…8 ori valorile cunoscute la sudarea manuală cu arc electric
(2000..3000 A).

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.28
În timpul sudării, metalul de adaos topit trece sub formă de picături în baia 3 care
conține și o cantitate de metal de bază topit din piesele ce se sudează 7. În urma deplasării
sârmei -electrod pe direcția X are loc răcirea zonei de sudare, astfel încât prin solidificarea băii
de metal lichid 3 se formează cusătura 8, iar prin solidificarea stratului de zgură lichidă 5 ia
naștere zgura solidă 9 ce acoperă cusă tura. Baia de metal lichid (care are un volum mai mare
decât la sudarea manuală cu electrozi înveliți) se susține cu dispozitivul 10.
Procedeul descris prezintă și o serie de dezavantaje și anume:
este un procedeu uzinal, care se utilizează în general la s udarea pieselor cu
gabarite mari, cu cusături lungi; el nu se poate aplica în șantier;
necesită utilizarea unor metode tehnologice de susținere a băii (aceasta are un
volum relativ ridicat).
Uzual, la realizarea primului strat al cusăturii se utilizează s usținerea băii cu perne de
flux, cu suport nefuzibil din cupru, cu suport fuzibil – din același material cu metalul de bază,
cu o cusătură realizată prin procedeul desudare manuală cu electrozi înveliți sau procedeul
MAG.
Schema sudării automate sub strat de flux este prezentată în figura 3.4.

Fig. 3.4. Schema sudării automate sub strat de flux, [37]:
1- sârmă electrod, 2 – bucșă de contact electric;
3 – mecanism de avans; 4 – motor electric; 5 – tambur pentru sârmă;
6 – rezervor pentru flux; 7 – tub; 8, 9, 10 – sistem de aspirare a fluxului
netopit; 11, 12 – cabluri electrice; 13, 14 – piesele de sudat;
15 – pupitru de comandă; 1 6 – strat de flux netopit;
17 – sursă de curent pentru sudare.
Principalul criteriu ce caracterizează echipamentele tehnologi ce necesare la sudarea
automată sub start flux îl constituie sistemul de menținere constantă a lungimii arcului
electric.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.29
Pe baza acestui criteriu, echipamentele tehnologice necesare la sudarea automată sub
start flux se împart în două categorii:
cu viteză de avans a sârmei constantă;
cu viteză de avans a sârmei variabilă.
Echipamentul tehnologic necesar la sudarea automată sub flux cuprinde: o sursă
de curent, tractorul de sudare, pupitrul de comandă, cabluri și diverse accesorii.
Sursa de cur ent pentru alimentarea arcului electric (reperul 17 din figura 3.4) poate fi
de curent alternativ (transformatoare) sau continuu (grupuri convertizoare, redresoare)
realizate după aceleași principii constructiv -funcționale ca și cele pentru sudarea electri că
manuală, dar capabile să furnizeze intensități ale curenților de sudare mai mari (de la 200 A,
până la 1500 -2000 A).
Tractorul de sudare are în alcătuire, (v. fig. 3.4): un șasiu, un cap de sudare (contactul
alunecător 2), un tambur cu sârmă 5, un rezer vor cu flux 6 (prevăzut cu un element de
închidere -deschidere), un dispozitiv de avans al sârmei electrod (două role de antrenare, una
liberă pe ax și una motoare, acționată de un motor electric prin intermediul unei transmisii
mecanice), un dispozitiv de deplasare a tractorului (două roți motoare, acționate de un motor
electric prin intermediul unei transmisii mecanice și una sau două roți de ghidare -susținere),
un dispozitiv de înclinare a capului de sudare în cazul realizării îmbinărilor în colț (un
meca nism melc -roată melcată) și un tablou de comandă. Pupitrul de comandă (reperul 15 din
figura 3.4) se amplasează în circuitul de sudare între sursa de curent și tractor; el permite să se
efectueze comanda tractorului și controlul parametrilor regimului de s udare de la distanță.
Cablurile flexibile (multifilare, izolate cu cauciuc) sunt necesare pentru realizarea
circuitului de sudare (reperele 11 și 12 în figura 3.4).
La acestea se adaugă: dispozitivele de susținere a băii de metal lichid în timpul sudării
și dispozitivele pentru așezarea și fixarea pieselor în vederea sudării, [37].
Pentru stabilirea tehnologiei de sudare într -un caz concret de aplicare a sudării
automate sub strat de flux se pornește de la analiza datelor de bază privind piesele ce trebui e
îmbinate. În vederea stabilirii parametrilor de regim și a prescripțiilor tehnologice privind
executarea operației de sudare, se parcurg următoarele etape, [15]:
se adoptă tipul îmbinării (cap la cap sau în colț);
se stabilește poziția de sudare, întotdeauna orizontală;
se adoptă forma și dimensiunile rostului de sudare, în funcție de tipul metalului de
bază și de grosimea pieselor ce se îmbină. În acest caz, pregătirea marginilor
pieselor de sudat diferă față de cazul sudării manuale cu arc electr ic descoperit,

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.30
prin faptul că zona influențată termic este mult mai mare datorită curenților mari
utilizați și că piesele trebuie poziționate mult mai atent pentru ca să nu prezinte
denivelări ale marginilor ;
se alege cuplul sârmă -flux utilizat la sudare c onform standardelor în vigoare și se
stabilește alcătuirea îmbinării. După al egerea variantei convenabile de alcătuire a
îmbinării sudate se stabilește numărul de straturi. Numărul de rânduri pe fiecare
strat se adoptă în funcție de forma și dimensiunile r ostului. Materiale folosite la
sudarea automată sub strat de flux sunt sârma electrod, ce se fabrică din oțel
carbon sau oțeluri slab aliate, și fluxul, care este un amestec granular de substanțe
naturale sau prelucrate, industrial sau în laborator, conțin ând în principal substanțe
minerale asemănătoare celor din compoziția învelișului electrozilor: CaC 𝑂3,
Ca𝐹2, CaC𝑂3, Fe𝑂2, 𝐹𝑒2𝑂3, MnO, 𝐴𝑙2𝑂3, MgO, 𝑇𝑖2O și elemente de aliere și
adaos. Fluxurile utilizate în industrie pot fi topite sau aglomerate (ceramice).
Fluxurile topite sunt cele mai răspândite în industrie, au culoare brună, cu aspect
sticlos, fabricându -se pe baza topirii componentelor și a granulării amestecului
solidificat după răcire. În cazul sudării oțelurilor aliate, pentru compensarea
pierderilor de elemente de aliere prin ardere, între tipul fluxului și cel al sârmei
folosite există o legătură directă: dacă se sudează cu flux topit, sârma este aliată,
iar dacă se sudează cu flux ceramic care conține elemente de aliere, sârm a va fi din
oțel carbon ;
se stabilesc condițiile de sudare (temperatura de preîncălzire);
se alege sursa de curent pentru sudare și polaritatea (în cazul folosirii curentului
continuu) și se stabilesc parametrii de regim (intensitatea curentului de sudare,
diametrul sârmei electrod, tensiunea arcului electric, viteza de sudare, viteza
sârmei de sudare). Dimensiunile cordonului de sudură sunt influențate de:
intensitatea curentului de sudare, diametrul electrodului, tensiunea arcului, viteza
de sudare, tipul fluxului utilizat, poziția electrodului față de cusătură, forma și
dimensiunile geometrice ale muchiilor și mărimea rostului. Valorile medii ale
intensității curentului de sudare pentru o sudare normală și forțată sunt indicate în
tabelul 3.1. Grosimea st ratului de flux trebuie să fie menținută între limitele
25…75 mm, în funcție de grosimea piesei și de lungimea porțiunii de electrod
ieșită din ajutaj (v. tab. 3.2). Viteza de sudare (20…70 m/h) și mărimea ei se
stabilesc în funcție de secțiunea cord onului de sudură sau cantitatea de metal depus
pe metru liniar de sudură. După stabilirea parametrilor de regim, se verifică dacă

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.31
energiile liniare realizate folosind acești parametri asigură în zona de influență
termică viteze de răcire ce se încadrează î n intervalul optim, din punctul de vedere
al structurilor și caracteristicilor mecanice (de rezistență și tenacitate) obținute;
se stabilesc prescripțiile tehnologice privind executarea sudării: metoda și
dispozitivele de susținere a băii de metal lichid la realizarea primului rând al
cusăturii, succesiunea de executare a rândurilor și straturilor etc.

La sudarea sub strat de flux se impune corelarea în limite precise a vitezei de sudare în
raport cu intensitatea curentului de sudare. Dacă viteza de sudare este mai mare decât cea
necesară, la același curent de sudare, topirea pereților rostului poate fi insuficientă. Ca atare,
apar la marginile cordonului defecte de tipul lipsei de topire sau porozități, mușcături laterale
etc., [37].

Tabel 3.1. Variația parametrilor de sudare, [20].
Diametrul sârmei electrod Intensitatea Densitatea de curent Intensitatea Densitatea de curent
[mm] [A] [A/mm2] [A] [A/mm2]
2 190 – 250 60.5 – 80.0 300 – 600 64.0 – 213.0
3 250 – 600 35.4 – 84.9 400 – 1200 57.5-170.0
4 350 – 800 27.8 – 63.7 600 – 1450 47.8 – 115
5 475 – 1000 24.2 – 50.9 800 – 1700 45.9 – 86.6
6 625 – 1350 22.1 -47.7 1400 – 2300 49.5 – 81.2

Tabel 3.2. Alegerea grosimii stratului de flux, [20].
Geometria metalului de baz ă Lungimea portiunii de electrod ieșind din ajustaj Grosimea stratului de flux
[mm] [mm] [mm]
4 – 8 20-25 25 – 35
8 – 16 30 – 35 35 – 40
16 – 23 35 – 40 40 – 50
23 – 45 40 – 45 50 -60
30 – 50 45 – 60 60 – 70

Dacă viteza de sudare este mai mică decât cea necesară, baia de sudură are lățime
mare, rezultă stropi și incluziuni de zgură în cusătură.
Înălțimea pernei de flux trebuie bine dozată, ea fiind cuprinsă între 15 mm și 35 mm,
funcție de diametrul sârmei electrod și calibrul sudurii.
Dacă înălțimea pernei de flux este prea mare, precum și dacă fluxul are granulație prea
mică sau es te degradat, ca urmare a impactului mecanic (prăfuit), apar defecte de tipul
denivelărilor, porilor, cauzate de împiedicarea ieșirii gazului din zona procesului de sudare.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.32
O înălțime prea mică a stratului de flux nu realizează protecția corespunzătoare a băii
de sudură și ca atare reacțiile acesteia cu aerul mediului înconjurător devin mai importante.
La sudarea automată sub start de flux printr -o singură trecere trebuie să se acorde o
atenție mare genezei tensiunilor remanente, care, în multe cazuri cond uc la fisurarea
cordonului de sudură.
În acest context, la sudurile cap la cap se recomandă realizarea unei lățimi a rostului de
2 mm până la 5 mm astfel încât baia de metal topit să aibă posibilitatea contracției
transversale fără împiedicarea acesteia, diminuând tensiunile interne și tendința de fisurare a
cordonului.
La cordoanele de colț se impune ca lățimea, fiind materializată prin ipotenuza
triunghiului dreptunghic înscris în cordonul de sudură, să fie mai mare decât pătrunderea.
Băile de sudură mai late, micșorează tensiunile remanente transversale, și ca atare,
reduc tendința de fisurare.
Principalele măsuri pentru evitarea defectelor tehnologice la sudarea automată sub
strat de flux sunt, [45]:
în cazul când pătrunderea cusăt urii este prea mică, se va mări curentul de sudare,
se va lucra în curent continuu DC+, se va micșora tensiunea arcului, se va
micșora lungimea liberă, se va micșora viteza de sudare, înclinarea electrodului
se va mări spre înapoi (α > 0);
în cazul apariț iei fisurilor în îmbinare sau în zona influențată termic, se va lucra
în curent continuu cu polaritate DC -, va fi micșorată intensitatea curentului
electric, va fi micșorată tensiunea arcului, va crește dacă este posibil lățimea
rostului, iar după caz se v a folosi preîncălzirea;
în cazul apariției fisurilor transversale în cusătură, caz întâlnit la sudarea în mai
multe treceri, atunci se va mări temperatura de preîncălzire, se va introduce
sudarea între treceri, va fi micșorată viteza de sudare, tensiunea arcului și
intensitatea c urentului electric;
în cazul lipsei de topire sau a “mușcăturilor laterale”, se va lucra în curent
continuu cu polaritate DC -, va fi micșorată tensiunea arcului, va crește diametrul
sârmei electrod, se va micșora viteza de sudare;
în cazul în care cusătu ra prezintă pori se va remedia regimul de sudare prin
curent continuu cu polaritate DC+, se va reduce intensitatea curentului electric și
tensiunea arcului, se va face controlul grosimei pernei de flux și controlul
degresării și curățirii rostului;

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.33

în caz ul tendinței curgerii gravitaționale a băii de sudură se va mări viteza de
sudare, vor fi micșorate intensitatea curentului și tensiunea arcului;
în cazul unor pete pe suprafața cusăturii se va reduce tensiunea arcului, se va
lucra în curent continuu cu p olaritate directă, vor fi reduse intensitatea curentului
și tensiunea arcului și va crește viteza de sudare.

3.4. Sudarea manuală prin topire cu flacară oxiacetilenică

Sudarea cu flacără oxiacetilenică este procedeul de sudare care utilizează energia
termo -chimică a unei flăcări oxiacetilenice (FOA) pentru încălzirea locală, până la topire, a
marginilor pieselor de îmbinat și a materialului de adaos în vederea obținerii unei cusături
sudate. Acest procedeu permite sudarea în bune condiții a țevilor și t ablelor din oțel (de
grosime mică și medie), sudarea fontei, încărcarea prin sudare pentru mărirea rezistenței la
uzură și executarea de lucrări de reparații. Flacăra de gaze reprezintă o sursă termică
flexibilă, ce permite reglarea în limite largi a pute rii termice, obținută prin arderea în oxigen a
unui gaz combustibil (acetilenă, hidrogen, metan, propan,butan, vapori de benzină etc.).
Dintre gazele combustibile, cel mai utilizat este acetilena (C2H2), care asigură temperaturi de
până la 3100 0C, flacăra fiind denumită în acest caz oxiacetilenică ( v. fig. 3.5) obținută prin
arderea în oxigen a acetilenei (C 2H2), alcătuită din treizone: nucleul interior, 1, zona
intermediară reducătoare, 2, și zona exterioară, 3 (de ardere secundară).
Temperatura maximă de 3100 0C se atinge în axa flăcării, la circa 3…5 mm de nucleu.
Densitatea fluxului termic al flăcării este maximă la începutul procesului de sudare și
scade, până la o valoare limită, odată cu creșterea temperaturii pieselor. Caracterul flăcării
oxiacetilenice (v. tab. 3.3) este definit de coeficientul, k, care se determină cu relația:
k = V O2/VC2H2 , (3.1)
unde: VO2 reprezintă volumul de oxigen, iar V C2H2 – volumul de acetilenă.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.34

Fig. 3.5 Flacăra oxiacetilenică – repartiția temperaturilor
în cazul unei flăcări neutre, [37]:
1 – nucleu interior (flacără primară); 2 – zona reducătoare;
3 – zona exterioară (de ardere secundară).

Tabel 3.3 Tipuri de flacără oxiacetilenică, [37].

Echipamentul tehnologic necesar pentru efectuarea operațiilor de sudare a materialelor
metalice cu ajutorul flăcării oxiacetilenice cuprinde elementele componente prezentate în
continuare:
1) butelia de acetilenă sau generatorul de acetilenă (mai puțin folosit în prezent), în
care se produce gazul combustibil, prin reacția exotermă dintre carbid (carbura de calciu) și
apă. Butelia de acetilenă (v. fig. 3.6, a) este confecționată din oțel, are de regulă capacitatea de
40 dm3 și conține 20 kg de masă poroasă îmbibată cu 12 kg acetonă, în care se dizolvă
acetilena comprimată la 1,5 MPa. Din punct de vedere constructiv, butelia de acetilenă/oxigen
este prevăzută cu un robinet cu ventil, cu jug, conectat, prin intermediul unui racord cu filet
stânga/dreapta, 2, cu un reductor de presiune, 4, pe care este apoi montat un opritor de flacără
pentru acetilenă/oxigen, 1. Opritorul de flacără, 1, are rolul de a întrerupe alimentarea cu gaz
în cazul apariției fenomenului accidental de întoarcere a flăcării (de la arzător), eliminându -se
pericolul de explozie al buteliei sub acțiunea undei de șoc provocate de acest fenomen.
Reductorul de presiune , 4 (v. fig. 3 .6, a/b), asigură destinderea gazului din butelie
(acetilenă/oxigen) de la presiunea indicată de manometrul 5, până la atingerea presiunii de

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.35
lucru, de la manometrul 6, necesară la sudare și menținerea acesteia la valoarea dorită, chiar și
în condițiile un or variații de debit;

a. b.

Fig. 3.6. Butelii utilizate la sudare, [37]:
a. butelia de acetilenă; b. butelia de oxigen;
1 – opritor flacără; 2 – filet stânga/dreapta; 3 – furtun roșu/albastru; 4 – reductor
de presiune; 5 – manometru conținut butelie; 6 – manometru presiune de lucru.

2) butelia de oxigen , care stochează, la presiunea de 15 MPa, în stare gazoasă,
oxigenul necesar pentru efectuarea operațiilor de sudare. Buteliile de oxigen se
confecționează din oțel și au capacitățile de: 5 l, 20 l sau 50 l;
3) trusa pentru sudare oxiacetilenică , ce are ca element principal arzătorul , care asigură
realizarea unui amestec omogen de oxigen cu acetilenă și care permite reglarea ușoară și
menținerea stabilă a flăcării utilizate ca sursă termică.
Dacă trusele de lucru conțin și accesoriile pentru tăiere, se numesc truse pentru sudare
și tăiere oxiacetilenică (v. fig. 3.7).
Cel mai utilizat arzător pentru sudare este cel cu injector –arzător de joasă presiune
(v. fig. 3.8). Acest arzător prezintă un mecanism de injecție, care permite oxigenului să aspire
acetilena. Pentru aprinderea flăcării , se deschide întâi robinetul de oxigen, 5, și apoi cel de gaz
combustibil, 4, cu ajutorul căruia se reglează apoi flacăra.
Oxigenul se scurge prin orificiul central, 9, al injectorului, 3, și creează la capătul
acestuia, prin destindere în camera de amest ec, 7, o depresiune ce determină aspirarea
acetilenei prin orificiul inelar, 8, dintre injectorul, 3, și corpul arzătorului.
La trecerea prin tubul (țeava) de amestec, 2, se realizează omogenizarea amestecului
oxigen –acetilenă, care se aprinde (utilizând o sursă termică exterioară) la ieșirea din duza, 1.
4) tuburile de cauciuc pentru acetilenă (culoare roșie) și oxigen (culoare albastră), care
se utilizează pentru transportul oxigenului și a acetilenei de la butelii la arzătorul pentru
sudare;

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.36
5) echipamentul de protecție , care este alcătuit în principal din ochelari de protecție
(cu lentile din sticlă verde sau cenușie), șorț din piele sau din înlocuito ri de piele și mănuși din
piele.

Fig. 3.7. Trusă pentru sudare și tăiere oxiacetilenică, [37].

Ȋn figura 3.8 este prezentat arzătorul cu injecție pentru sudare.

Fig. 3.8. Arzătorul cu injecție pentru sudare, [37]:
1 – duză; 2 – tub de amestec; 3 – injector; 4 – robinet de gaz combustibil;
5 – robinet de oxigen; 6 – mâner; 7 – cameră de amestec; 8 – canal de gaz
combustibil; 9 – canal de oxigen; 10 – filet stânga (C 2H2); 11 – filet dreapta (O 2).

Tehnologia sudării cu flacără oxiacetilenică a oțelurilor presupune utilizarea a două
tehnici de lucru:
sudarea spre stânga („cu sârma înainte”), la care sârma din material de adaos ( MA)
se deplasează înaintea arzătorului (v. fig. 3.9, a), iar flacăra oxiacetilenică este
îndreptată către materialul de bază ( MB) din zona nesudată. Această tehnică este

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.37
folosită la sudarea tablelor subțiri (cu grosimea s < 3 mm) din oțel, precum și la
sudarea fontei și a materialelor neferoase;
sudarea spre dreapta („cu sârma înapoi”), în timpul căreia sârma din MA se
deplasează în sp atele arzătorului (fig. 3.9, b), iar flacăra este îndreptată spre
cusătura sudată realizată. Tehnica se aplică la sudarea de calitate a tablelor groase
(cu grosimi s ≥ 3 mm) din oțel.

a. b.

Fig. 3.9. Tehnici de sudare cu flacără oxiacetilenică:
a. sudarea spre stânga; b. sudarea spre dreapta, [37].

Pentru a suda folosind flacăra oxiacetilenică se curăță pentru început marginile
pieselor de oxizi și pete de grăsime cu ajutorul periilor metalice.
Se reglează, cu ajutorul reductoarelor de presiune, presiunea oxigenului la 2,45
daN/cm2 și presiunea acetilenei la 0,02 daN/cm2.
În vederea aprinderii flăcării se deschide mai întâi robinetul de acetilenă și apoi cel de
oxigen. După aprinderea flăcării urmează reglarea debitului de acetilenă de la robinet .
Arzătorul și sârma de adaos se deplasează în axa rostului și execută mișcări
transversale pe axa rostului pentru repartizarea uniformă a căldurii și a materialului de adaos.
În timpul sudării, arzătorul este ținut în mâna dreaptă, înclinat la 30  față de orizontală,
și execută o mișcare oscilatorie. Sârma de adaos se ține în mâna stângă, înclinată la 30 .
Flacăra, îndreptată spre rostul nesudat, ale cărui margini le aduce în stare de topire,
se deplasează cu viteză constantă de -a lungul acestuia.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.38
3.5. Sudarea în mediu de gaz protector

O clasificare sintetică a acestor procedee de sudare este prezentată în tabelul 3.4.

Tabel 3.4. Clasificarea procedeelor de sudare în mediu de gaz protector, [40].
Sudarea
în mediu
de gaz
protector Cu electrod
nefuzibil Cu gaz inert –WIG
Cu arc constrâns – Plasmă
Cu hidrogen atomic
Cu electrod
fuzibil Cu gaz inert – MIG
Cu gaz activ – MAG Cu sârmă plină
Cu sârmă tubulară
Cu sârmă plină
și flux magnetizabil
Cu amestecuri de gaze inerte
si active

3.5.1. Sudarea Wolfram Inert Gas (WIG)

Procedeul de sudare WIG (Wolfram Inert Gas) / TIG (Tungsten Inert Gas) este un
procedeu de sudare manual cu electrod nefuzibil (confecționat din wolfram – denumit și
tungsten ), cu alimentarea în curent continuu sau alternativ, cu insuflare de gaz inert în spațiul
arcului electric. Metalul de adaos (MA) se prezintă sub formă de vergele, cu compoziția
chimică asemănătoare cu cea a materialului de bază (sub protecție de gaz inert, metalul topit
nu-și modifi că semnificativ compoziția chimică).
Arcul electric, 1 (v. fig. 3.10), arde între electrodul refractor (nefuzibil), 2, și baia
de metal lichid, 3, realizată în rostul dintre piesele ce se sudează, 4 și 5.
În timpul sudării, coloana arcului și baia de metal lichid sunt protejate cu ajutorul unui
jet de gaz inert, 6, insuflat și concentrat în zona de sudare printr -o duză, 7, confecționată din
material ceramic, amplasată concentric cu electrodul refractar.
Electrodul și duza, împreună cu corpul, 9 (având în interiorul peretelui un labirint de
răcire cu aer sau apă), formează pistoletul de sudare.
Procedeul se aplică la îmbinarea pieselor subțiri. Baia de metal lichid este realizată fie
integral din metal de bază to pit, fie cu contribuția unui metal de adaos dintr -o vergea (sârmă),
8, cu un capăt introdus în baia de sudare (fără a suferi acțiunea directă a arcului electric).

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.39
Prin deplasarea pistoletului de sudare pe direcția X, se creează condițiile de solidificare
a băii de metal lichid și se obține cusătura, 10, cu suprafața curată, deoarece nu se formează
zgură, [40].
Sudarea WIG în curent continuu cu polaritate directă (polul negativ al sursei conectat
la electrod) permite, la un diametru de electrod dat, utiliza rea unui curent de sudare mai intens
(70 % din căldura degajată este eliberată în zona pieselor de sudat). Se obține astfel o cusătură
îngustă și cu pătrundere.
La sudarea cu polaritate inversă, ionii grei de argon bombardează componentele de
sudat, realiz ând astfel o microsablare, dar electronii ușori bombardează electrodul nefuzibil,
provocând o încălzire suplimentară a acestuia și uzura lui prematură mare, [37].
Procedeul WIG permite sudarea în bune condiții a majorității metalelor și aliajelor
folosite în tehnică: oțeluri, aluminiu, cupru, magneziu, nichel și aliajele lor etc.

Fig. 3.10. Principiul sudării prin procedeul WIG, [37]:
1 – arc electric; 2 – electrod refractar; 3 – baie de metal topit; 4, 5 – piese
de sudat; 6 – jet de gaz inert; 7 – duză; 8 – vergea din material de adaos (MA);
9 – corpul pistoletului; 10 – cusătură sudat.

Nu se sudează cu acest procedeu fontele, unele metale și aliaje ușor fuzibile (plumbul,
zincul și aliajele lor), metalele active și greu fuzibile (zirconiul, niob iul, molibdenul,
wolframul etc.)
În tabelul 3.5 sunt indicate natura și polaritatea curentului de sudare ce trebuie utilizate
în funcție de metalele ce urmează a fi sudate , [37].

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.40

Tabelul 3.5. Natura și polaritatea curentului de sudare, [40].

Metalul de bază Curent continuu (DC) Curent alternativ
(AC) – (polaritate direct ă) + (polaritate invers ă)
Aluminiu și aliajele sale X
Magneziu și aliajele sale X (S<1,5 mm) X (S≥1,5 mm)
Bronz cu aluminiu X
Bronz cu siliciu X X
Cupru și aliajele sale X
Oțel slab aliat X
Oțel inoxidabil X
Nichel și aliajele sale X

În cazul folosirii polarității directe se asigură o pătrundere mai bună, lățimea sudurii
fiind mai mică datorită concen trării mari de căldură.
În cazul folosirii polarității inverse, cantitatea de căldură care se formează la electrod
este mare, conducând la deteriorarea ra pidă a acestuia.
Daca este necesară folosirea polarității inverse, acest lucru este posibil limitând
intensitatea curentului de sudare la valor i mai mici și/sau mărind diametrul electrodului de
wolfram. Pătrunderea în cazul sudării cu polaritate inversă este mică, lațimea cordonului
de sudură fiind mare.
La sudarea în curent alternativ, unde polaritatea curentului se schimba de 50 de ori
pe secundă, se asigură o cusatură sudată cu pătrunderea si lățimea de valori medii.
La sudarea în curent alternativ se obține o bună curățire a suprafeței de oxizi, [37].

3.5.2. Sudarea în mediu de gaz protector cu electrod fuzibil ( MIG/MAG)

A. Sudarea cu arc electric în mediu de gaz inert, cu electrod fuzibil (MIG)
Principiul de lucru al procedeului Metal Inert Gas (MIG) este prezentat în figura 3.11.
Arcul electric 1 folosit ca sursă termică arde între o sârmă electrod din metalul de
adaos 2 și baia de metal lichid 3, realizată în rostul dintre piesele ce se sudează, 4 și 5.
În timpul sudării, coloana arcului și baia de metal lichid sunt protejate cu ajutorul unui
jet de gaz inert 6, insuflat și concentrat în zona de sudare printr -o duză 7 din material ceramic,
amplasată concentric cu sârma electrod pe corpul 9 al pistoletului de sudare.
Prin deplasarea pistoletului pe direcția X (manual sau mecanizat), se creează condițiile
de solidificare a băii de metal lichid și se obține cusătura 10 (cu suprafață curată, deoarece nu
se formează zgură).

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.41
În timpul sudării, sârma electrod, depozitată în colac pe tamburul 13, este antrenată de
un dispozitiv de avans, alcătuit din rolele striate 12 – una motoare și una liberă pe ax – și un
motor electric de acționare a rolei motoare, și este deplasată, prin tubul flexibil de ghidare 11,
la pistoletul de sudare.
Înainte de a ajunge în zona de sudare, sârma electrod trece prin contactul alunecător 8,
legat, prin intermediul unui cablu flexibil, la una din bornele sursei de curent pentru sudare;
cealaltă bornă a sursei este conectată prin alt cablu la piesele ce se îmbină.

Fig. 3.11. Principiul sudării prin procedeul MIG, [37]:
1 – arc electric; 2 – electrod sârmă; 3 – baie de metal topit;
4, 5 – piese; 6 – jet de gaz inert; 7 – duză; 8 – contact alunecător;
9 – corpul pistoletului; 10 – cusătură; 11 – tub flexibil;
12 – role de antrenare; 13 – tambur .
Caracteristicile mecanice ale îmbinărilor sudate, configurația lor geometrică și
adaptabilitatea procedeului MIG în diferite cazuri practice sunt influențate în măsură
importantă de modul cum se realizează în timpul sudării transferul metalului topit de pe vârful
sârmei electrod în baia lichidă.
Principalele moduri de transfer sunt: transferul prin picături fine (transferul
pulveriform), transferul prin picături mari (transferul globular) și transferul cu scurtcircuit.
Modul de transfer ce se r ealizează într -un anumit caz depinde de felul curentului de
sudare, de polaritatea folosită (în cazul sudării în current continuu), de intensitatea curentului,
de diametrul sârmei electrod și de compoziția gazului de protecție.
În cazul unui transfer pulve riform, materialul topit se desprinde de pe vârful sârmei
electrod sub formă de ploaie cu picături fine (având diametrul mult mai mic decât al sârmei);
ele se deplasează prin arc pe direcția axei sârmei, indiferent care este înclinarea acesteia față
de ver ticală. În timpul transferului, picăturile de metal topit nu se ating între ele.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.42
Acest mod de transfer are loc în cazul sudării în current continuu (polaritatea inversă),
folosind argon sau un amestec gazos cu min. 80 % argon.
La sudarea MIG se urmărește , de obicei, realizarea transferului pulveriform deoarece
acesta asigură pierderi minime de metal de adaos prin împroșcare de stropi, pătrunderi relativ
mari ale cusăturii, valori ridicate ale cantității de metal de adaos topit în unitatea de timp și
micro sablarea pieselor sudate prin bombardamant ionic.
În cazul unui transfer globular, pe vârful sârmei electrod se formează o picătură mare,
ce pulsează, crește treptat, până atinge un diametru mai mare decât cel al sârmei și, în final se
desprinde sub infl uența forței gravitaționale. În timpul transferului, deplasarea picăturii este
axială numai dacă sârma electrod este verticală.
Acest mod de transfer are loc în cazul sudării cu curent continuu și polaritate directă,
indiferent de natura gazului de protec ție folosit, sau la sudarea în argon, cu curent continuu și
polaritate inversă, dacă se folosesc curenți de sudare de intensitate redusă. Realizarea acestui
mod de transfer duce la pătrunderi mici ale cusăturii și la pierderi mari de metal prin stropi.
În cazul unui transfer cu scurtcircuit, în prima etapă se formează pe vârful sârmei
electrod o picătură de material topit, care se alungește axial până atinge baia de metal lichid și
produce un fenomen de scurtcircuit, întrerupând funcționarea arcului electri c.
În etapa următoare, picătura se gâtuie și se desprinde parțial de vârful sârmei,
fenomenul de scurtcircuit este anulat și arcul electric se reaprinde. Acest mod de transfer se
realizează dacă se sudează cu densități mici de curent și cu tensiuni coborâte ale arcului
electric (arc scurt).
Transferul prin scurtcircuit asigură o încălzire slabă a pieselor ce se sudează și
pătrunderi mici ale cusăturii; se aplică la sudarea tablelor subțiri, la încărcarea prin sudare a
pieselor și în cazul când este n ecesar să se reducă la minim deformațiile produse prin sudare.
Utilizarea procedeului este limitată în prezent, deoarece costul ridicat al gazului de protecție
utilizat (argonul) și echipamentul tehnologic complex și scump, limitează utilizarea pe scară
largă a procedeului, [5], [37], [4].

B. Sudarea cu arc electric in mediu de gaz active, cu electrod fuzibil (MAG)
Principiul de lucru al procedeului Metal Active Gas (MAG ) este similar cu cel al
procedeului MIG, gazul de protecție folosit fiind de data aceast a un gaz activ: dioxidul de
carbon. Înlocuirea argonului cu dioxidul de carbon este foarte avantajoasă din punct de vedere
economic.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.43
La temperatura înaltă din zona de sudare, dioxidul de carbon se disociază în oxid de
carbon și oxigen, creând în spațiul a rcului electric și la suprafața băii de metal lichid o
atmosferă oxidantă activă. Ca urmare, în timpul sudării se produc reacții intense de oxidare a
componentelor din picăturile de metal de adaos (ce se transferă prin arcul electric) și baia de
metal lich id.
Deoarece, în multe cazuri (oțeluri înalt aliate, fonte, metale și aliaje neferoase), aceste
reacții au repercursiuni negative asupra calității îmbinărilor sudate, procedeul MAG se aplică
de obicei la sudarea oțelurilor carbon ori slab aliate.
În cazul sudării cu procedeul MAG a oțelurilor carbon ori slab aliate au loc reacții de
oxidare a manganului, siliciului și fierului rezultând oxizii acestor elemente. Concomitent au
loc reacții de reducere: oxidul de fier este redus de mangan, siliciu și carbon, iar dioxidul de
siliciu și oxidul de mangan sunt reduși de carbon.
Procedeul MAG folosește curent continuu în cazul când piesele au grosime mică (sub
5 mm) și energia termică introdusă în procesul de sudare trebuie bine controlată, se folosește
polaritate a directă sau inversă, alegându -se parametrii de regim astfel încât să se realizeze
transferul cu scurtcircuit al metalului de adaos din sârma electrod în baia de sudură.
La piesele cu grosimea mai mare de 5 mm se folosește polaritatea inversă și un regim
care să asigure transferul pulveriform.
Gazul de protecție (dioxidul de carbon) trebuie să aibă puritatea mai mare de 99,9 %,
umiditatea sub 300 mg/1000 l și să fie încălzit înainte de insuflarea lui în zona de sudare.
În unele cazuri, la aplicarea proced eului MAG se folosesc și amestecuri de gaze:
dioxid de carbon cu argon (la sudarea oțelurilor slab aliate cu rezistență mecanică ridicată),
dioxid de carbon cu azot (la sudarea unor oțeluri austenitice), dioxid de carbon cu oxigen
(la sudarea unor oțe luri carbon ori slabaliate).
Sârmele electrod (au diametrul cuprins între 0,6…2,5 mm) folosite la sudarea MAG a
oțelurilor carbon ori slab aliate au de obicei în compoziția chimică conținuturi mari de siliciu
și mangan – impuse de natura reacțiilor metalurgice ce au loc la sudare – și adaosuri de titan
pentru stabilizarea arcului electric, reducerea împroșcărilor cu stropi și obținerea de cusături
cu caracteristici mecanice ridicate.
Rezultate bune la sudarea MAG se obțin cu sârme tubulare umplute cu o pulbere ce
conține substanțe dez oxidante și alte ingrediente necesare dirijării corecte a reacțiilor
metalurgice la sudare (sârme cu miez de flux).
La sudarea MAG se utilizează același echipament tehnologic ca la procedeul MIG

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.44
(v. fig. 3.7). În plus, în sistemul de alimentare cu gaz de p rotecție, la ieșirea din butelia cu
dioxid de carbon, se montează un dispozitiv de încălzire și uscare a gazului.
Tehnologia sudării MAG este similară cu cea folosită în cazul sudării MIG. Regimul
de sudare se stabilește înfuncție de compoziția chimică și de grosimea pieselor ce se sudează.
În funcție de grosimea pieselor sudate se adoptă modul de transfer al picăturilor din metalul
de adaos prin arcul electric și se stabilește diametrul sârmei electrod.
Debitul de dioxid de carbon se stabilește în funcție de curentul de sudare. Lungimea
liberă a electrodului – distanța dintre capătul patinei de contact și capătul
sârmei – influențează atât procesul de transfer al metalului prin arcul electric, cât și consumul
de gaz protector.
Cu pro cedeul MAG se pot realiza îmbinări în orice poziție, iar gama grosimilor
pieselor ce se sudează este foarte largă (chiar sub 1mm).
Pentru îmbinări cu lungime mare, pe trasee rectilinii sau circulare, sudarea se poate
efectua automat.
Nu se pot suda prin acest procedeu: fonte, oțeluri înalt aliate, metale și aliaje
neferoase.
Cusăturile realizate nu sunt uniforme, iar unele caracteristici mecanice ale metalului
depus în cusătură (tenacitate, oboseală) sunt scăzute.
Pe lângă acestea, procedeul MAG prezintă și neajunsurile evidențiate la sudarea prin
procedeul MIG, [5], [37], [43].

3.5.3. Sudarea cu jet de plasmă

În lucrările de sudare, tăiere sau încărcare ce folosesc ca sursă termică jetul de plasmă
se utilizează instalații cu schema de principiu prezentată în figura 3.8.

Fig. 3.8. Schema instalației de sudare cu jet de plasmă, [37]:
1 – corpul generatorului ; 2 – ajutaj; 3 – camera de răcire; 4 – electrod
refractar; 5 – cameră de insuflare; 6 – element izolator; 7 – duză.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.45
Partea principală a unei astfel de instalații este generatorul de plasmă GP, compus din:
corpul generatorului 1, ajutajul de constrângere a arcului electric 2, camera de răcire cu apă 3,
electrodul refractar 4 (din wolfram pur ori aliat cu thoriu sau zirconiu), camera de insuflare a
gazului plasmagen 5, elementul izolator 6 (ce asigură izolarea electrică între corp ul
generatorului și electrod) și duza 7 de insuflare a unui gaz de protecție și focalizare a jetului
de plasmă în zona de lucru.

Una din modalitățile de funcționare a generatorului de plasmă o constituie regimul
de arc netransferat. În acest caz, în circuitul de lucru al instalației se realizează legătura între
bornele a-b; electrodul refractar este conectat la polul negativ al sursei de curent continuu, iar
ajutajul 2 la polul pozitiv al sursei. Pentru pornirea generatorului se asigură mai întâi debitul
necesar de gaz plasmagen în camera 5 și circulația apei de răcire prin camera 3, iar apoi, cu
ajutorul sursei de înaltă tensiune și înaltă frecvență, se provoacă apariția unei scântei între
vârful electrodului 4 și ajutajul 2; pe drumul i onizat de scânteie (conductibil electric) se
stabilește un arc electric și în ajutaj se produce plasmă, care părăsește generatorul sub forma
unui jet. O altă modalitate de funcționare a generatorului de plasmă o constituie regimul cu
arc transferat. În ace st caz, în circuitul de lucru al instalației se face legătura între bornele a-c:
electrodul refractar este conectat la polul negativ al sursei de curent continuu, iar piesa ce se
prelucrează (sudare, tăiere, încărcare) – la polul pozitiv al sursei. În faza inițială, generatorul
de plasmă este pus să funcționeze într -un regim cu arc netransferat, similar cu cel descris
anterior, numai că arcul pilot (format între electrodul 4 și ajutajul 2 are putere mai mică
deoarece între bornele a-b este intercalată rezis tența R, ce limitează intensitatea curentului
care circulă prin arc). În faza de lucru, când generatorul de plasmă este adus deasupra piesei
ce se prelucrează, jetul de plasmă (realizat în faza inițială) atinge piesa și, fiind bun
conducător de electricita te, formează un arc electric (arcul principal sau arcul de plasmă) între
piesă și electrod. Arcul transferat asigură o creștere importantă a efectului termic al jetului de
plasmă, fiind regimul aplicat cu predilecție în lucrările de sudare, tăiere sau încă rcare a
materialelor metalice.
Tehnica de lucru la sudarea cu jet de plasmă se stabilește în funcție de grosimea
pieselor ce se îmbină. La sudarea pieselor cu grosimi de 0,5…3 mm se folosește un principiu
de lucru similar cu cel prezentat în cazul proc edeului WIG, pistoletul de sudare fiind înlocuit
cu un generator de plasmă.
Pentru îmbinarea pieselor cu grosimi mai mari de 3 mm se aplică sudarea în jet
penetrant. În vederea sudării, se amplasează astfel încât între ele să nu rămână nici un

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.46
interstițiu. Jetul de plasmă realizează o pătrundere completă prin piesele ce se sudează,
formând un orificiu, înconjurat cu un strat de material de bază topit.
La deplasarea generatorului de plasmă pe direcția de sudare, materialul de bază topit
aflat în fața jetului de plasmă este împins în spate și se formează baia de metal lichid care prin
solidificare creează cusătura. Electrozii refractari fol osiți la sudarea cu jet de plasmă au
aceleași caracteristici dimensionale și de compoziție ca și cei utilizați în cazul procedeului
WIG. Gazul plasmagen folosit de obicei este argonul.
În unele aplicații se folosesc și amestecuri de argon cu heliu, cu minimum 50% heliu
(care asigură creșterea substanțială a energiei jetului de plasmă). Gazul de protecție folosit
poate fi argonul sau amestecul argon -hidrogen. În cazul sudării cu metal de adaos, sârmele
necesare au aceleași caracteristici ca și c ele utilizate în cazul procedeului WIG, [37].

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.47
CAPITOLUL IV
COMPORTAREA LA ÎNCERCĂRI MECANICE A MATERIALELOR
TUBULARE OBȚINUTE PRIN SUDAREA WIG A CONDUCTELOR
CONFECȚIONATE DIN P265GH ȘI S355J2H

4.1. Generalități

În cadrul acestui capitol se vor studia principalele metode de verificare a calității
ȋmbinărilor sudate ale țevilor confecționate din P265GH, prin procedeul de sudare WIG iar
rezultatele vor fi comparate cu cele obținute ȋn aceleași condiții de verificare a ȋmbinărilor
sudate ale țevilor confe cționate din S355J2H.
Principalele criterii pe baza cărora s -a făcut alegerea procedeului de sudare WIG sunt :
posibilitatea controlării și reglării parametrilor critici ai regimului de sudare;
calificarea minimă necesară a sudorului;
aspectul economic, ac esta din urmă fiind influențat pozitiv de reducerea timpilor
de sudare și de înlocuire a tubingului deteriorat, cu scăderea costurilor de
exploatare;
posibilitatea mecanizării și automatizării procesului de sudare, etc.

Tehnologia de sudare urmează a se s tabili în baza analizei:
caracteristicilor mecanice și compozițiilor chimice ale materialelor P265GH și
S355J2H, din care sunt confecționate țevile;
geometriei rostului de sudare;
consumabilelor (materiale de adaos, gaze sau amestecuri de gaze protectoare);
regimului de sudare și a parametrilor acestuia.

Toate acestea vor fi detaliate pe parcursul acestui capitol.

4.1.1. Caracteristicile mecanice și compozițiile chimice ale materialelor P265GH și
S355J2H

Materialele alese pentru realizarea epruvetel or sudate WIG fac parte din categoria
oțelurilor nealiate de înaltă calitate.
În tabelul 4.1 sunt prezentate principalele caracteristici mecanice ale oțelurilor
P265GH și S355J2H .

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.48
Tabel 4.1. Caracteristicile mecanice ale oțelulurilor P265GH și S355J2H, [ 46]

Simbolizare Limita de curgere, Rp0,2 Rezistența la rupere, Rm Alungirea, A
[N/mm2] [N/mm2] [%]
P265GH 379 473 34
S355J2H 437 567 29

În tabelul 4.2, respectiv 4.3, sunt prezentate, comparativ, valorile prescrise și cele
determinate experimental privind compoziția chimic ă a materialelor P265GH și S355J2H.
Tabel 4.2. Compoziția chimic ă a oțelului P265GH
Compoziția chimică C Mn S P Si Ni Cr Mo Cu Al
[%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%]
Valori standardizate ≤0.20 0.8÷1.4 ≤0.020 ≤0.025 ≤0.40 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.08 ≤0.30 ≤0.02
Valori experimentale 0.18 1.08 0.008 0.010 0.28 0.23 0.26 0.02 0.09 0.001
Tabel 4.3. Compoziția chimic ă a oțelului S355J2H
Compoziția chimică C Si Mn S P Ni Cr Mo Cu Al
[%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%]
Valori standardizate ≤0.22 0.55 ≤1.60 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.08 ≤0.30 ≤0.02
Valori experimentale 0.20 0.42 1.22 0.008 0.010 – – – – –

4.1.2. Geometria rostului de sudare

Stabilirea geometriei rostului de sudare depinde de grosimea de perete a țevilor, de
tipul construcției ce se dorește a fi realizată și de echipamentul de sudare disponibil, [40].
Un caz particular al procedeelor de sudare îl reprezintă procedeul WIG, prin faptul că
pregătirea marginilor de sudat ale țevilor este imperios necesară, chiar și în cazul materialelor
cu o structură cristalină fină, deoarece adâncimea de pătrundere este limitată în cazul acestui
tip de sudare.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.49
Inițial țeava este secționată cu aju torul unui echipament convențional de tăiere. Dacă
în urma tăierii țeava este umedă la interior, se vor plasa la o distanță de circa 300 mm de
capătul tubulaturilor bucăți de hârtie absorbante pentru stoparea prelingerii apei, [45].
În urma tăierii mecani ce rezultă bavuri care se vor îndepărta cu ajutorul unor dălți
plane, dălți curbate sau pile cilindrice. După ce sunt îndepărtate bavurile, se pilesc marginile
țevilor și se ajustează cu un dispozitiv de strunjit, reprezentat de un cuțit special ce execută o
tăiere în mai multe trepte în vederea realizării unui profil conic, [45].
Capetele țevilor sunt polizate cu ajutorul unor discuri abrazive textile sau perii fine
de sârmă pe o distanță de aproximativ 50 mm pe suprafața exterioară, respectiv de 25 mm pe
suprafața interioară a țevii, [45].
O consecință a polizării în mod excesiv a peretelui țevii constă în scăderea rezistenței
la oboseală a materialului, motiv pentru care este recomandat ca discurile abrazive sau hârtiile
de șmirghel utilizate să nu aibă î n componență oxizi de aluminiu.
După tăiere și polizare urmează degresarea țevilor cu alcool sau agenți chimici de
curățare pe bază de alcool și la final curățarea și uscarea suprafețelor ce vor fi supuse
procedeului de sudare WIG.
Deschiderea rostului de sudare, în cazul sudării manuale WIG, este recomandat a
varia între 1,5 și 8 mm, pentru un mai bun acces în vederea realizării rădăcinii cusăturii.
Pentru țevile a căror grosime de perete este relativ mică se recomandă prelucrarea
marginilor după două dire cții concurente, rostul de sudare fiind în “X” sau în “K”. Marginile
dispuse înclinat sub un unghi oarecare sunt implicate în procesul de sudare doar în momentul
depunerii rădăcinii cusăturii (CUS), acest lucru necesitând din partea personalului sudor
abilități speciale, [45].
Pentru grosimi de perete mai mari se poate prelucra rostul de sudare în “V”, unghiul
de înclinare variind între 30o și 45o. În cazul de față, pentru sudarea WIG s -au ales rosturile în
formă de X, Y și I.
4.1.3. Consumabile

În vederea alegerii consumabilelor se ține cont de caracteristicile mecanice ale
materialelor din care sunt fabricate țevile ce urmează a fi sudate.
Este recomandat ca materialul de adaos să fie compatibil cu materialul de bază (MB)
atât din punctul de vedere al comp oziției chimice, cât și din cel al caracteristicilor mecanice.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.50
În urma sudării, în cusătură (CUS) rezultă tensiuni interne mai mari decât cele
existente în materialul de bază. Diferența dintre aceste nivele tensionale induce caracteristici
nedorite și var iabile pe direcția transversală cusăturii.
În cazul ideal, distribuția cristalelor deformate plastic este uniformă în lungul
tubingului , respectiv transversal pe cusătură. Pentru obținerea unei astfel de distribuții este
necesar ca rezistența mecanică și plasticitatea materialului de adaos să fie apropiate de cele
ale materialului de bază, [40].
Compoziția chimică este un factor important în contracararea coroziunii preferențiale
(localizate în zona cusăturii), dar și în obținerea unor caracteristici metalurgice ce se pretează
la tratamentele termice postsudare. Sârma electrod utilizată pentru sudarea epruvetelor a fost
EML 5 cu diametrul de 1,6 mm.

4.1.4. Sudarea propriu -zisă. Regimul de sudare

Alegerea regimului de sudare se impune astfel încât îmbinările sudate să fie de calitate
superioară din toate punctele de vedere (macrostructură, microstructură, caracteristici
mecanice, etc.).
Este imperios necesar a se evita contaminarea suprafețelor în timpul operației de
aliniere a țevilor, în caz contr ar fiind necesară repetarea operației de degresare. Poziționarea
capetelor țevilor se face astfel încât acestea să fie perfect aliniate.
În vederea asigurării alinierii pe direcție axială este recomandată utilizarea unei mese
speciale care are marginea dre aptă pe o lungime de cel puțin 200 mm. Deschiderea rostului de
sudare se menține constantă pe toată durata acesteia. Pentru a menține această deschidere
constantă se introduce o sârmă electrod, de diametru corespunzător deschiderii, între capetele
țevilor. Sârma electrod este menținută între capete până la sudarea unei porțiuni din
circumferința tubingului după care este îndepartată prin sudarea completă a acesteia.
În zona de sudare nu trebuie s ă se semnaleze prezen ța curenților de aer care ar putea
întrer upe ac țiunea gazului protector. Pentru a obține îmbinari sudate de calitate sunt necesare
mecanizarea și automatizarea procesului de sudare precum și controlarea riguroasă a cât mai
multor parametri de lucru, cum ar fi:
intensitatea curentului de sudare;
tensiunea arcului electric;
viteza de sudare;
temperature b ăii de metal topit.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.51
În figura 4.1 este prezentată instalația folosită pentru sudarea WIG în cadrul S.C.
UZUC S.A.

Fig. 4.1. Instalația folosită pentru sudarea WIG, Lorch 40

4.1.5. Epruvete sudate WIG

Pentru realizarea epruvetelor s -au folosit 24 de țevi, 12 confecționate din oțel
P265GH și 12 confecționate din S355J2H cu diametrele exterioare de 33,7 mm și grosimea de
perete de 4 mm. Acestea s -au sudat două câte două prin procedeul WIG rezultând 6 epru vete
sudate confecționate din P265GH și alte 6 confecționate din S355J2H. S -au folosit 3 tipuri de
rosturi de sudare, X, Y si I.
Epruvetele sudate au fost realizate în scopul verificării calității îmbinărilor obținute,
folosind metode nedistructive și dist ructive de control.

4.2. Verificarea calității îmbinărilor sudate WIG pentru tubingurile
confecționate din P265GH și S355J2H

4.2.1. Controlul cu radiații penetrante al îmbinărilor sudate WIG

Controlul nedistructiv are ca obiectiv detectarea discontinui tăților de material,
a imperfecțiunilor constructive și evaluarea lor cantitativă sub aspectul dimensiunilor și
poziției. Conform normelor API, prin defect se înțelege orice discontinuitate sau

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.52
imperfecțiune având adâncimea mai mare decât 12,5% din grosime a de perete standardizată,
măsurată de la suprafața produsului , [45].
Principalele metode de control nedistructiv sunt: defectoscopia cu lichide penetrante,
defectoscopia cu ultrasunete, defectoscopia cu radiații penetrante și defectoscopia cu pulberi
magnetice.
Pentru integritatea îmbinărilor sudate, respectiv a ansamblului constructiv, definitorie
este confirmarea inexistenței oricărui tip de defect, prezența acestora afectând performanțele
în exploatare.
În acest context defectoscopia cu radiații pe netrante poate fi aplicată cu succes și în
cazul îmbinărilor sudate putând fi evidențiate defecte cum ar fi: fisuri, lipsa difuziei,
pătrunderea insuficientă a materialului de adaos în rost etc.
Controlul calității ȋmbinărilor sudate ale epruvetelor confec ționate din P265GH,
respectiv S355J2H, s -a realizat la S.C. UZUC S.A. folosind defectoscopia cu radiații
penetrante, (radiații gama).
Metoda constă în expunerea la radiații a piesei de controlat, atenuarea diferențiată a
undelor radiante, dată de materialu l examinat și detectarea defectelor pe filmul fotografic.
Prin metoda radiografierii sunt detectate defecte de tipul porozităților și incluziunilor metalice
și/sau gazoase, defecte ce nu sunt detectate prin controlul cu ultrasunete.
În figura 4.2 sunt prezentate filmele radiografice ale epruvetelor sudate WIG ,
confecționate din P265GH și respectiv S355J2H , supuse controlului cu radiații penetrante
pentru cazul rostului de sudare în formă de X.

a. b.
Fig. 4.2. Filmele radiografice ale epruvetelor sudate WIG,
pentru cazul rostului de sudare în formă de X:
a – P265GH; b – S355J2H.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.53
În figura 4.3 sunt prezentate filmele radiografice ale epruvetelor sudate WIG ,
confecționate din P265GH și respectiv S355J2H , supuse controlului cu radiații penetrante,
pentru cazul rostului de sudare în formă de Y.

a. b.
Fig. 4.3. Filmele radiografice ale epruvetelor sudate WIG,
pentru cazul rostului de sudare în formă de Y:
a – P265GH; b – S355J2H.
În figura 4.4 sunt prezentate filmele radiografice ale epruvetelor sudate WIG ,
confecționate din P265GH și respectiv S355J2H , supuse controlului cu radiații penetrante,
pentru cazul rostului de sudare în formă de I.

a. b.
Fig. 4.4. Filmele radiografice ale epruvetelor sudate WIG,
pentru cazul rostului de sudare în formă de I:
a – P265GH; b – S355J2H.

În urma analizei filmelor radiografice s -a constatat că nicio asamblare nu prezintă
defecte.

4.2.2. Controlul distructiv al îmbinărilor sudate WIG

Controlul distructiv al îmbinării sudate presupune efectuarea unor încercări care au ca
finalitate distrugerea epruvetelor pentru determinarea caracteristicilor mecanice (rezistența la
rupere, forța maximă de tracțiune, capacitatea de deformare plastică, rezistența la rupere prin

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.54
forfecare, duritatea, etc.) și a caracteristicilor fizice (aspectul ruperii, defecte macro și
microscopic, etc.) ale asambl ării.
Metodele distructive prin care am verificat calitatea îmbinărilor sudate ale epruvetelor
s-au realizat la S.C.UZUC S.A. și sunt:
A – ȋncercarea la tracțiune;
B – ȋncercarea la ȋncovoiere prin șoc;
C – ȋncercarea la duritate;
D – ȋncercarea la ȋndoire;
E – analiza metalografică.
Rezultatele ȋncerc ărilor mecanice efectuate pe epruvetele confec ționate din P265GH,
vor fi comparate cu cele ob ținute ȋn cazul acelorași tipuri de ȋncerc ări realizate pe epruvete
confec țonate din S355J2H.

A. Încercarea la tracțiune a ȋmbin ărilor sudate WIG
Încercarea la tracțiune transversală se realizează confom SR EN ISO 6892 -1/ASTM
A370 pentru materiale metalice, respectiv SR EN ISO 4136/ASTM A370 pentru îmbinări
sudate.
Metoda de încercare constă în solicitarea progresivă și continuă a epruvetei până la
ruperea acesteia.
Epruvetele supuse la încercarea de tracțiune au fost realizate din țevi confec ționate din
P265GH și respectiv S355J2H care au fost sudate prin procedeul WIG. Aspectul care
diferen țiază epruvetele tronson este cel privitor la tipul tostului de sudare, în X, Y și I.
În figura 4.5 este prezentat ă schița de principiu pentru încercarea la tracțiune .

Fig 4.5 Schița de principiu pentru încercarea la tracțiune

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.55
În figura 4. 6 este prezentată mașina universală folosită la încercarea la tracțiune a
epruvetelor sudate WIG.

Fig. 4. 6. Mașina universală folosită la încercarea la
tracțiune , ZD100
În figura 4. 7 sunt prezentate epruvetele sudate WIG după încercarea la tracțiune.
confecționate din P265GH (fig. 4. 7, a), respectiv S355J2H (fig.4. 7, b).

a.
b.
Fig. 4. 7. Epruvete sudate WIG dup ă încercarea la trac țiune:
a. P265GH; b. S335J2H

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.56
Rezultatele încercărilor la tracțiune sunt centralizate în tabelul 4.4.
Tabelul 4.4. Încercarea la tracțiune transversală – rezultate experimentale.
Material de bază Procedeul
de sudare Tipul
rostului
de sudare Încărcarea
la rezistență
la tracțiune,
[kN] Rezistența
la
tracțiune,
Rm,
[N/mm2] Amplasamentul ruperii
P265GH
WIG X 40 476 MB -ADMIS
S355J2H 42 512 MB -ADMIS
P265GH
WIG Y 38,5 475 MB -ADMIS
S355J2H 46 522 MB -ADMIS
P265GH
WIG I 40,8 480 MB -ADMIS
S355J2H 44 530 MB -ADMIS

Criterii de acceptare: rezistența la rupere trebuie să fie mai mare sau egală cu
rezistența la rupere a materialului.
Rezistența la tracțiune a îmbinărilor sudate cap la cap prin procedeul WIG, în cazul
utilizării țevilor fabricate d in P265GH este mai mică cu 1,0 -1,1 % față de c ea a țevilor
fabricate din S355J2H , pentru toate cele 3 tipuri de rosturi de sudare (X, Y și I).
În cazul rostului de sudare în form ă de X diferen ța este de 1,0 % iar în cazul rostului
de sudare în form ă de Y sau I diferen ța este de 1, 1%.
În toate situa țiile rupturile s -au produs în materialul de bază, ceea ce înseamnă că
rosturile de sudare nu au influențat asamblările sudate iar acestea au fost corect realizate.

B. Încercarea la încovoiere prin șoc a îmbinărilor sudate WIG
Încercarea la încovoiere prin șoc a îmbinărilor sudate din materiale metalice se
efectuează conform standardului SR EN ISO 9016, în scopul aprecierii tenacității sudărilor, în
special în cazul solicitărilor dinamice, [45].
În figura 4.8 este prezentat ă schi ța de principiu a ciocanului Charpy.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.57

Fig. 4.8. Schița de principiu a ciocanului Charpy.
Acest tip de încercare se poate realiza pe o instalație clasică de încercare la încovoiere
prin șoc, epruvetele putând fi cu crestătură în “U” sau în “V”, amplasamentul crestăturii
realizându -se fie în cusătură (simbol -W), fie în zona influența tă termic (simbol -H), aceasta
putând fi paralelă cu suprafața (simbol -S) sau amplasată pe grosimea epruvetei (simbol -T), cu
specificația distanței între centrul crestăturii și linia de referință (simbol -a), respectiv a
distanței între fața frontală a îmbin ării sudate și cea mai apropiată față a epruvetei (simbol -b).
Această încercare se poate efectua și la temperaturi negative ( -100C), pentru realizarea
unui studiu comparativ cu privire la comportarea atât a materialului de bază, a cusăturii cât și
a zonei influențate termic, ea putându -se realiza și pentru materialul tubular flexibil.
Caracteristicile experimentale sunt: reziliența, energia de rupere, amplasamentul și
tipul ruperii, tipul și dimensiunea imperfecțiunilor prezente în structurile metalice res pective.
Conform SR EN ISO 9016 la temperatura de ( -100), temperatura la care este garantat
MB, se execută câte trei tipuri de epruvete: trei pe centrul sudării (CUS), trei cu crestătura în
zona influențată termic (ZIT) și trei în materialul de bază (MB), [45].
Crestătura este în formă de V și are adâncimea de 2 mm. Încercarea se face
perpendicular pe cusătura sudată. Epruvetele se introduc în baia de răcire și se fixează la
temperatura respectivă, folosind ca mediu de răcire :
incinta fotografică în mediul lichid;

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.58

zăpadă carbonică și alcool etilic absolut;
azot lichid și alcool etilic absolut.
Se citește energia de rupere în Joule pe cadranul aparatului.
Criteriul de acceptare: pentru materialul de bază energia de rupere este mai mare sau
egală decât valoarea indicată în standard.
După atingerea temperaturii de ( -100), se țin in baie minim 5 minute, împreună cu
cleștele de centrare. Se ia epruveta din baie cu ajutorul cleștelui de centrare, se centrează pe
ciocan și se rupe.
În figura 4. 9 sunt prezenta te epruvetele sudate WIG dup ă încercarea la ȋncovoiere prin
șoc.

a.
b.
Fig 4. 9. Epruvete sudate WIG, după încercarea la reziliență :
a. P265GH; b. S355J2H.
Rezistența la încovoiere prin șoc a îmbinărilor sudate prin procedeul WIG, este mai
mare în cazul utilizării epruvetelor din P265GH decat în cazul celor confecționate din
S355J2H.
În cazul încercării epruvetelor din oțelul P265GH, rost de sudare în X, ruperea s -a
localizat în CUS , ZIT și MB, la fel și în cazul încercării epruvetelor din S355J2H.
În cazul încercării epruvetelor din oțelul P265GH, rost de sudare în Y și I ruperea s -a
localizat în CUS și ZIT , la fel și în cazul încercării epruvetelor din S355J2H.
Rezistența încercării la reziliență evidențiază faptul că rezultatele obținute sunt
acelea și pentru ambele tipuri de materiale dar diferă în funcție de rostul sudurii.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.59
C. Încercarea la duritate a îmbin ărilor sudate WIG

Încercarea de duritate a îmbinărilor sudate se face conform standardului SR EN ISO
9015/2 folosind o forță de solicitare de 5 kgf sau 55 kgf.
Specific îmbinărilor sudate este faptul că încercarea de duritate a acestora se face
prin metoda Vickers (conform ISO 6507 -1), principiile putând fi aplicate și în cazul utiliz ării
metodei Brinell (conform EN 10003 -1).
În fig 4. 10 este prezentat principiul încercării la duritate a îmbin ărilor sudate WIG
folosind metoda Vickers.

Fig. 4. 10. Principiul încercării de duritate Vickers, [37, 43].
Pentru pregătirea epruvetelor se prelevează o secțiune transversală din probă,
perpendicular pe îmbinarea sudată, prin tăiere mecanică, cu observația că această operație,
precum și cele ulterioare (șlefuirea suprafeței și atacarea cu reactivi a acesteia) n u trebuie să
afecteze din punct de vedere metalurgic fața de încercat a epruvetelor.
În figura 4. 11 este prezentat durimetrul Vickers care a fost utilizat la încercarea de
duritate a epruvetelor sudate WIG , confecționate din P265GH și respectiv din S3 55J2H .

Fig. 4. 11. Durimetrul Vickers, [ 43].

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.60
Epruvetele au fost prelevate din mostrele de țeavă sudată din P265GH, respectiv
S355J2H, cu diametrul exterior de 3 3,7 mm și grosimea de perete de 4 mm.
În tabelul 4.5 sunt prezentate rezultatele experimentale ale încercării la duritate
Vickers.

Tabelul 4.5. Încercarea de duritate Vickers a epruvetelor sudate WIG – rezultate experimentale.

Material de baz ă
Rost de sudare Duritate HV 10
(SR EN ISO 9015/2)
MB ZIT CUS
P265GH
X 140, 141, 141,
142, 140, 140 166, 169, 172,
170,167,164 163, 160, 168
S355J2H 150, 152, 152,
153, 151, 151 178, 181, 184,
185, 182, 178 177, 175, 180
P265GH
Y 142, 143, 143
142, 140, 141 168, 170, 174,
172, 168, 165 166, 162, 165
S355J2H 149, 149, 150,
151, 150, 150 176, 179, 182,
184, 181, 178 175, 172, 176
P265GH
I 141, 141, 142,
143, 141, 140 166, 168, 171,
173, 170,166 164, 163, 163
S355J2H 148, 148, 150,
150, 149, 148, 174, 178, 183,
182, 178, 176 174, 173, 175

MB ZIT CUS ZIT MB

Ȋn tabelul 4.6 sunt prezentate valorile medii ale durității măsurate în MB, ZIT și CUS
epruvetelor sudate WIG, confec ționate din P265GH și respectiv S355J2H.
Tabelul 4.6. Valorile medii ale durității Vickers pentru epruvetele sudate WIG
Material de baz ă Rost de sudare Valorile medii ale durității HV 10
MB ZIT CUS
P265GH

X 140,67 168 163,7
S355J2H 151,50 181,33 177,3
P265GH

Y 141,83 169,5 164,3
S355J2H 149,83 180 174,3
P265GH

I 141,33 169 163,3
S355J2H 148,83 178,5 174

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.61
În figura 4.1 2 sunt prezentate grafic valorile medii ale durității. În cazul epruvetelor
confecționate din P265GH s -au ob ținut valori mai mici cu 5,3 -8,3% decât în cazul
epruvetelor confecționate din S355J2H.

Fig. 4.1 2. Valorile medii ale durității .
Pentru o țelul P265GH cele mai mari durități s -au obținut în cazul utilizării rostului în
formă de Y, iar în cazul oțelului S355J2H, în cazul utilizării rostului de sudare în formă de X.

D. Încercarea la îndoire a îmbinărilor sudate WIG

Acest tip de încercare distructivă a îmbinărilor sudate din materiale metalice se face
conform standardului SR EN ISO 9015/2 , pe epruvete prelevate transversal sau longitudinal
din îmbinările sudate cap la cap, astfel încât una din fețele îmbinării s ă fie supusă
întinderii, [45].
Prin încercarea la îndoire s -a determinat capacitatea de deformare plastică a
îmbinărilor sudate, unghiul de îndoire α fiind determina t prin îndoirea continuă a epruvetei,
până când pe fața întinsă a apărut prima fisură cu luciu metalic, sau până când s-a atins
valoarea unghiului α prevăzută pentru materialul respectiv.

140,67 151,50 168,00 181,33 163,67 177,33141,83149,83169,50180,00164,33174,33141,33148,83169,00178,50
163,33174,00
020406080100120140160180200
P265GH S355J2H P265GH S355J2H P265GH S355J2H
MB ZIT CUS
X
Y
ITipul rostului
de sudareHV10
Material
Zona

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.62
În figura 4.13 este prezentat ă schița de principiu a încerc ării la îndoire .

Fig. 4.13. Schița de principiu a încerc ării la îndoire:
1 – starea ini țială a epruvetei; 2 – starea deformat ă a epruvetei;
3 – mandrine; 4 – cală.

Figura 4.14 înfățișeaz ă mașina folosit ă pentru încercarea la îndoire a epruvetelor
sudate WIG confecționate din P265GH și respectiv S355J2H.

Fig. 4.1 4. Mașina folosit ă pentru încercarea la îndoire.

După îndoire s-au examina t suprafețele exterioa re și laterale ale epruvetelor.

a.
b.
Fig. 4.1 5. Epruvete sudate WIG, dup ă încercarea la îndoire :
a. P265GH; b. S355J2H

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.63
Ȋn cazul ȋncercării la ȋndoire, epruvetele confecționate din materialul
P265GH și respectiv cele confecționate din S355J2H nu au prezentat fisuri.

E. Analiza metalografică a epruvetelor sudate WIG

Analiza metalografică se realizeaz ă conform SR 5000 -97, standard care conține
elementele necesare pentru alegerea metodei de verificare a calității îmbinărilor sudate.
Aceasta are ca domeniu de aplicare îmbinările sudate ale construcțiilor ce nu sunt supuse
tratamentului termic, care nu sunt accesib ile controlului prin radiații sau emisie acustică și
constă în îndepărtarea unei părți din sudură prin crestare cu dalta, găurire, rabotare, rectificare,
etc. urmată de analiza metalografică, [37].
Operația de îndepărtare a unei părți din epruvet ă se poate face din cus ătură, din
materialul de bază sau din zona influențată termic și se constituie din proba ce urmeaz ă a fi
examinată.
Studiul a fost efectuat pe probe prelevate din epruvetele sudate WIG, cu rostul de
sudură X, confecționate din oțelurile P265GH , respectiv S355J2H, obținute prin tăiere
mecanică, urmată de rectificarea și lustruirea suprafeței de analizat.
În tabelul 4.7 sunt prezentate structurile metalografice ale MB, ZIT și CUS, pentru
epruvetele confecționate din oțelurile P265GH și respecti v S355J2H, cazul utiliz ării sudurii
WIG în form ă de X.
Tabelul 4.7. Structurile metalografice ale MB, ZIT și CUS pentru epruvetele sudate WIG
Material Zonă Foto Observații
1 2 3 4
P265GH MB
Zonă cu structură ferito – perlitică foarte fină,
orientată în șiruri de laminare, având mărimea
grăuntelui punctaj 8,5 -9 conform SR EN ISO 643.
Mărire: 100X
Atac: SR CEN ISO/TR 16060 tabel A.1.
ZIT
Zonă cu structură ferito – perlitică foarte fină,
omogenă, având mărimea grăuntelui punctaj 9,5
conform SR EN ISO 643, fără fisuri, decarburare,
structură Windmänstatten.
Mărire:100X
Atac: SR CEN ISO/TR 16060 tabel A.1.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.64
1 2 3 4
P265GH CUS
Zonă cu structură ferito – perlitică fină (cristale
columnare orientate perpendicular pe frontul de
degajare a căldurii), lipsită de fisuri, incluziuni
solide, pori, netopire, arsuri, nepătrundere.
Mărire: 100X
Atac: SR CEN ISO/TR 16060 tabel A.1.
S355J2H MB
Zonă cu structură ferito – perlitică foarte fină,
orientată în șiruri de laminare, având mărimea
grăuntelui punctaj 8,5 conform SR EN ISO 643.
Mărire: 100X
Atac: SR CEN ISO/TR 16060 tabel A.1.
ZIT
Zonă cu structură ferito – perlitică foarte fină
omogenă, având mărimea grăuntelui punctaj 9
conform SR EN ISO 643, lipsită de fisuri,
decarburare sau structură de supraîncălzire.
Mărire:100X
Atac: SR CEN ISO/TR 16060 tabel A.1.
CUS
Zonă cu structură ferito – perlitică fină, lipsită de
fisuri, incluziuni solide, pori, netopire, arsuri,
nepătrundere.

Mărire:100X
Atac: SR CEN ISO/TR 16060 tabel A.1.

Ȋn urma analizei metalografice rezultă faptul că nici în CUS și nici în ZIT nu s -au
înregistrat incluziuni solide, netopite, nepătrundere, arsuri sau alte defecte de sudură, structura
rezultată fiind una ferito – perlitică foarte fină, asemănătoare cu cea din mate rialul de bază,
pentru ambele materiale folosite.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.65
CAPITOLUL V
CORELAȚIA NEPARAMETRICĂ. COEFICIENTUL KENDALL

Pentru a evidenția corelațiile statistice existente între dinamica evoluției industriilor de
resort și dezvoltarea economico -socială de ansamblu, se recomandă utilizarea coeficienților de
corelație neparametrică. Din categoria acestora face parte și coefic ientul de corelație Kendall,
K, [37].
Corelația determină gradul în care o variabilă este dependentă de una sau mai multe
variabile. Factorul dependent, pe care îl vom nota cu y, reprezintă toți indicatorii ce
dimensionează sau caracterizează nivelul de de zvoltare al unui anumit domeniu.
Factorii independenți notați cu xj,j ∈ 1;k sunt reprezentați de acei indicatori ce
caracterizează sau dimensionează nivelul general de dezvoltare al domeniului astfel încât
y =f x1, x2,…,xk .
Pentru a stabili intensitatea legăturii dintre x și y se va folosi metoda de corelație
neparametrică (coeficientul Kendall).
Corelația neparametrică se folosește atunci când avem informații dintr -un singur an. În
această situație, valorile caracteristici lor sunt înlocuite de numere de ordine (ranguri) ale
acestor valori ordonate într -o serie crescătoare sau descrescătoare, [45].
Corelația neparametrică va fi studiată prin intermediul coeficientului Kendall.
Fie șirurile 𝑥𝑖 ,𝑖 𝜖 [1;𝑛] al valorilor empirice ale variabilei independente și
𝑦𝑖 ,𝑖 𝜖 [1;𝑛] al valorilor empirice corespunzătoare variabilei dependente.
Pentru a determina coeficientul de corelație Kendall se parcurg următoarele etape, [45]:
a) se ordonează perechile de valori (crescător sau descrescător) după
caracteristica independentă ( x);
b) se stabilesc rangurile pentru cele două caracteristici (𝑅𝑥𝑖 și 𝑅𝑦𝑖, cu 𝑖=1,𝑛 );
c) pentru fiecare 𝑅𝑦𝑖 se determină, luând în considerare rangurile care se găsesc
sub el în tabel, doi indicatori:
Pi – numărul de ranguri superioare lui 𝑅𝑦𝑖;
𝑄𝑖- numărul de ranguri inferioare lui 𝑅𝑦𝑖;
d) se calculează:
𝑆′= 𝑆𝑖𝑛
𝑖=1, (5.1)
unde S i reprezint ă diferen ța dintre numărul de ranguri superioare și num ărul de
ranguri inferioare, care se calculeaz ă cu rela ția:

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.66
Si=Pi− Qi,i=1,n , (5.2)

e) se calculează coeficientul de corelație Kendall, cu formula:

𝐾=2∙𝑆’
𝑛∙(𝑛−1) , (5.3)

unde 𝐾 ϵ [−1,1] indică o legătură cu atât mai puternică cu cât 𝐾 este mai
aproape de 1.

Folosind coeficientul de corelație Kendall se va studia legătu ra dintre numărul total
de EMTF folosite în S.U.A și numărul de EMTF utilizat e la nivel mondial, pe baza datelor
din tabelul 5.1.

Tabelul 5.1. Evoluția numărului total de EMTF utilizate în S.U.A și la nivel mondial .
i Num ărul de
EMTF utilizate în
S.U.A
(y) Num ărul de EMTF
utilizate la nivel mondial
(x)
1 263 1049
2 255 1163
3 299 1323
4 295 1454
5 419 1614
6 455 1695
7 444 1778

După cum se observă, numărul total de EMTF utilizate la nivel mondial reprezintă
factorul independent, și se va nota cu x, iar numărul total de EMTF utilizate în S.U.A. este
factor dependent și se va nota cu y. În condițiile date și cu notațiile utilizate anterior, se
parcurg etapele necesare în vederea determinării coeficientului de corelație Kendall:

a) se ordonează crescăto r perechile de valori după caracteristica independentă ( x),
după care se stabilesc ranguri pentru cele două caracteristici, 𝑅𝑥𝑖 și 𝑅𝑦𝑖 pentru
𝑖=1,7 , (v. tab. 5.2);

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.67

Tabel 5.2. Ordonarea cresc ătoare după caracteristica
independentă și stabilirea rangurilor
i X Y Rx Ry
1 1049 263 7 6
2 1163 255 6 7
3 1323 299 5 4
4 1454 295 3 5
5 1614 419 3 3
6 1695 455 2 1
7 1778 444 1 2

b) pentru fiecare 𝑅𝑦𝑖se calculează, luând în considerare rangurile care se găsesc sub
el, în tabel, cei doi indicatori:
Pi – numărul de ranguri superioare lui 𝑅𝑦𝑖;
𝑄𝑖 – numărul de ranguri inferioare lui 𝑅𝑦𝑖;

c) se calculează indicatorul S’ folosind rela ția 5.1, pentru i> 1,7 . Rezultatele sunt
centralizate în tabelul 5.3.

Tabelul 5.3. Calculul indicatorilor P i, Qi și S i.
i Rx Ry Pi Qi Si
1 1 2 5 1 4
2 2 1 5 0 5
3 3 3 4 0 4
4 4 5 2 1 1
5 5 4 2 0 2
6 6 7 0 1 -1
7 7 6 0 0 0
Total – – – – 15

d) folosind rela ția 5.3, se calculează coeficientul de corelație Kendall:
𝐾=2∙𝑆’
𝑛∙(𝑛−1)=2∙15
7∙(7−1)=0,71
Având în vedere că valoarea obținută pentru coeficientul de corelație Kendall este de
0,71 rezultă că între cei doi factori există o legătură directă , de intensitate medie.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.68
CAPITOLUL VI
NORME TEHNICE PRIVIND SĂNĂTATEA, SECURITATEA ÎN
MUNCĂ ȘI PROTEC ȚIA MEDIULUI

6.1. Modalități de asigurare a protecției muncii și a mediului

Securitatea muncii reprezintă ansamblul de măsuri tehnico -organizatorice care au
menirea de a preveni producerea unor evenimente (accidente de muncă, incidente). Măsurile
generale de Securitatea Muncii sunt prevăzute de Legea 319/2006 – Legea Securității și
Sănătății în Muncă precum și HG 1425/2006 Norme Metodologice de aplicare a prevederilor
Legii 319/2006.
Legislația prevede atribuții generale ale angajatorului și lucrătorului.

6.2. Măsuri generale de protecție a muncii si a mediului

A. Princ ipalele obligații ale angajatorului sunt, [43]:
acordarea echipamentului de protecție în funcție de factorii de risc existenți pe
locurile de muncă;
îmbunătățirea condițiilor de muncă a lucrărilor;
elaborarea de norme proprii de Securitate a Muncii;
efectuarea evaluării nivelului de risc SSM și măsurii de reducere a acestuia;
organizarea activității de SSM prin compartimente specializate care să
coordoneze activitatea astfel încât să prevină producerea unor evenimente;
efectuarea instructajului introd uctiv general la locul de muncă, periodic și
suplimentar;
efectuarea controlului periodic medical al tuturor lucrătorilor;
să evalueze riscurile pentru securitatea și sănătatea lucrătorilor, inclusiv la
alegerea echipamentelor de muncă, substan țelor și/sau preparatelor chimice
utilizate și la amenajarea locurilor de muncă.

B. Principalele obligații ale lucrătorului sunt, [43]:
să utilizeze echipamentul de protecție;
să participe la structurile organizate de angajator;
să-și însușească conținutul instrucțiunilor;

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.69

să-și asigure locul de muncă astfel încat activitatea să nu producă evenimente
atât lui cât și lucrătorilor din apropiere;
să acorde primul ajutor în caz de producere a unui eveniment;
să utilizeze mijloace specifice activității.

6.3. Măs uri generale de protecție necesare la locul operației

A. Principalele măsuri de protecție la începerea lucrului sunt, [43]:
verificarea legăturilor la pământ a utilajului;
verificarea stării sculelor și uneltelor cu care lucrează sudorul;
efectuarea unei probe în gol a mașinii de sudat;
organizarea locului de muncă astfel încat să nu existe piese, scule, etc., care să
poată provoca evenimente prin: cădere, rostogolire, alunecare, lovire.

B. Măsuri de protecție în timpul lucrului, [43]:
să utilizeze panouri d e protecție antiorbire (flamă, sudură);
să înceteze lucrul dacă observă o defecțiune a mașinii de sudat;
să informeze conducătorul de muncă asupra eventualelor situații care ar putea
produce evenimente.

6.4. Măsuri generale de siguranță privind executarea îmbinărilor sudate

Înainte de începerea operației, sudorul are obligația să se asigure că se vor respecta
următoarele, [43] :
instalația electrică trebuie să fie prevăzută cu împământare de bună calitate;
legăturile la rețea trebuie să nu prezinte pericol de electrocutare;
cilindrii cu gaz comprimat trebuie manipulați cu grijă, pentru a nu se produce
accidente prin explozia acestora.

În timpul operației de sudare se vor lua următoarele măsuri, [43] :
se vor purta echipamentele de protecție (măști de protecție, șort și mănuși
speciale de protecție);
se va realiza ventilarea locală și/sau generală a zonei de lucru;

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.70

în cazul în care se lucrează în locuri ce prezintă pericol de incedii, se iau
măsuri speciale de protecție;
în situația în care se sudea ză în spații cu pericol mare de asfixiere, sudorul
trebuie dotat cu mască de cap aerisită, prezența unui observator extern fiind
indispensabilă și indiscutabilă.

6.5. Măsuri generale de siguranță privind efectuarea testelor
pe standul de probă

Înainte de începerea testelor se vor respecta următoarele, [43]:
instalația electrică trebuie să fie prevăzută cu împămânntare de bună calitate;
legăturile la rețea trebuie să nu prezinte pericol de electrocutare;
standul va avea legătură cu pământul;
se va verifica montajul corect al epruvetelor testate pe stand;
în timpul derulării testelor se va purta echipament de protecție adecvat;
se va păstra o distanță corespunzătoare față de standul în funcțiune;
nu se vor efectua reglaje sau alte operații decât după oprirea standului și
deconectarea acestuia de la rețea.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.71
CAPITOLUL VII
CONCLUZII, CONTRIBUȚII PERSONALE ȘI DIRECȚII DE STUDIU

7.1. Concluzii

În urma parcurgerii celor 6 capitole se poate concluziona c ă scopul propus prin
tema proiectului de diplom ă a fost atins, fiind pus ă în eviden ță comportarea la încerc ări
mecanice a epruvetelor ob ținute prin sudarea WIG confec ționate din P265GH și respectiv
S355J2H.
Se eviden țiază următoarele concluzii:
pentru probele sudate WIG, atât în cazul utilizării oțelului P265GH, cât și în
cazul utilizării oțelului S355J2H, nu este necesar tratamentul termic post –
sudare;
încercările efectuate au confirmat inexistența defectelor în cordoanele de
sudură;
în cazul încercării la tracțiune a epruvetelor sudate WIG , confecționate din
P265GH, ruperea s -a localizat în MB ca și în cazul încercării epruvetelor
sudate WIG din S355J2H , indiferent de forma rostului de sudare;
în cazul ȋncercării la ȋncovoiere prin șoc a epruv etelor sudate WIG , cu rostul de
sudare ȋn formă de X , confecționate din P265GH, ruperea s -a localizat ȋn M B,
ZIT și CUS la fel și ȋn cazul epruvetelor confecționate din S355J2H. Diferența
se observă în cazul ȋncercării la ȋncovoiere prin șoc a epruvetelor sudate WIG
cu rosturile de sudură ȋn formă de Y și I, unde ruperea s -a produs ȋn CUS și
ZIT la ambele materiale;
ȋn urma ȋncercării la ȋndoire s -a constatat că nici epruvetele sudate WIG
confecționate din materialul P265GH și nici cele din S355J2H nu au p rezentat
fisuri;
din analiza metalografică rezultă faptul că nici în CUS și nici în ZIT nu s -au
înregistrat incluziuni solide, netopite, nepătrundere, arsuri sau alte defecte de
sudură, structura rezultată fiind una ferito – perlitică foarte fină, asemănăt oare
cu cea din materialul de bază pentru ambele materiale folosite.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.72
7.2. Contribuții personale

Contribuțiile personale în elaborarea proiectului de diplomă cu titlul ” Comportarea la
încercări mecanice a materialelor tubulare obținute prin sudarea WIG a conductelor
confecționate din P265GH și S355J2H sunt următoarele:
achiziționarea țevilor fabricate din P265GH și S355J2H ;
asistarea la realizarea sudurii prin procedeul WIG a epruvetelor confec ționate
din P265GH și S355J2H , la S.C. UZUC S.A;
încercările n edistructive și distructive realizate la S.C. UZUC S.A, pe 12
epruvete confecționate din P265GH , interpretarea rezultatelor și compararea
acestora cu cele obținute prin aceleași încercări a 12 epruvete similare din
punct de vedere tipo – dimensional, conf ecționate din S355J2H:
– controlul cu radiații penetrante gama;
– încercarea la tracțiune;
– încercarea la ȋncovoiere prin șoc;
– încercarea la duritate;
– ȋncercarea la ȋndoire;
– analiza metalografică.

7.3. Direcții de studiu

Având în vedere concluziile și contribuțiile personale se deduc următoarele direcții de
studiu:
alte tipuri de încercări distructive și nedistructive pe epruvetele confecționate
din P265GH și S355J2H ;
încercări distructive și nedistructive pe epruvete de același tip din punct de
vedere tipo – dimensional, confecționate din alte materiale sau pe epruvete
confecționate din P265GH și S355J2H , provenite din țevi cu alte dimensiuni;
încercări distructive și nedistructive aplicate țevilor confecționate din P265GH
și S355J2H sudate prin alte pr ocedee;
comportarea sub influența solicitărilor dinamice a țevilor fabricate din
P265GH și S355J2H.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.73
BIBLIOGRAFIE

1. Aichele G., 116 Reguli de sudare în mediu de gaz protector , Editura Sudura, Timișoara, 1999.
2. Aldea A.S., Analiza valorii , Ed. AGIR, București, 2010.
3. Andreescu F., Foriș, A., Machedon -Pisu T., Eftimie L., Proiectarea sec țiilor și fluxurilor tehnologice
pentru sudare , Vol. 4, Enciclopedie de Sudură, Editura Lux Libris, Brașov.
4. Anghelea N., Matragoci C., Grigoraș A., Popovici V., Sudarea în mediu de gaze protectoare , Editura
Tehnică, București, 1982.
5. Berinde V., Anghel I., Sudarea cu arc electric – Ghid pentru autoinstruirea sudorilor, Editura Tehnică,
București, 1982.
6. Burcă M., Negoițescu S., Sudarea MIG – MAG , Editura Sudura, Timișoara, 2002.
7. Centea O., Echipamente pentru sudare , Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997.
8. Constantin E., Tehnologia sud ării prin topire, Partea I – Bazele tehnologice ale sud ării prin topire ,
Universitatea din Galați, 1993.
9. Constantin E., Tehnologia sud ării prin topire, Partea II – Tehnologia procedeelor de sudare ,
Universitatea din Galați, 1994.
10. Dehelean D., Sudarea prin topire , Editura Sudura, Timișoara, 1997.
11. Georgescu V., Georgescu B., Iordăchescu M., Control nedistructiv , Vol. 2, Enciclopedie de Sudură,
Editura Lux Libris, Brașov, 2001.
12. Georgescu V., Iordăchescu M., Georgescu B., Controlul și asigurarea calit ății structurilor metalice ,
Editura Fundației Universitare “Dunărea de Jos” din Galați, 2004.
13. Ghitlevici A. D., Etingof L. A., Mecanizarea și automatizarea produc ției sudate , Editura Tehnică,
București, 1974.
14. Gliță Gh., Machedon -Pisu T., Miloș L., Proiectarea dispozitivelor pentru sudare , Vol. 2, Enciclopedie
de Sudură, Editura Lux Libris, Brașov,1997.
15. Iacobescu G., Solomon Gh., Micloși V., Marina Gh., Echipamente pentru sudare , Vol. 1, Editura
Printech, București, 1999.
16. Ioniță I., Ingineria Muncii , Ed. Economică, București, 2000.
17. Machedon -Pisu T., Andreescu F. G., Materiale metalice pentru produse sudate , Vol. 1, Editura Lux
Libris, Brașov, 1996.
18. Lazăr C., Lazăr M., Metode și tehnici de previziune economică , Ed. Corint, București, 2010.
19. Mihăilescu D., Mihăilescu A., Lupu G., Tehnologia sudării prin topire – Îndrumar de proiectare,
Editura Fundației Universitare „Dunărea de Jos” din Galați, 2004.
20. Mihăilescu D., Procedee conexe sudării , Vol. 4, Enciclopedie de Sudură, Editura Lux Libris, Brașov,
1997.
21. Minca E., Elemente de producție , Ed. Matrix -Rom, București, 2010.
22. Mitelea I., Budău V., Materiale și tratamente termice pentru structuri sudate , Editura de Vest,
Timișoara, 1992.
23. Morariu Șt., Transformări în îmbinările sudate ale oțelurilor , Editura Facla, Timișoara, 1984.

UPG/IME/IEDM/ID – Proiect de diplomă Georgiana Alina MARE Ș

Ploiești 2019 pag.74
24. Popovici Vl., Gliță, Gh., Utilajele sudării eletrice , Eitura Litografia Institutului Politehnic Timișoara,
1981.
25. Popovici V., Șontea S., Popa N., Șarlău C., Miloș L., Nanu S., Ghidul lucrărilor de sudare, tăiere,
lipire , Editura Scrisul Românesc, Craiova, 1984.
26. Safta V. I., Controlul îmbinărilor și produselor sudate , Vol. I, Editura Facla, Timișoara, 1984.
27. Safta V. I., Controlul îmbinărilor și produselor sudate , Vol. II, Editura Facla, Timișoara, 1986.
28. Safta V. I., Safta, V. I. Jr., Defectoscopie nedistructivă industrială , Editura Sudura, Timișoara, 2001.
29. Safta V. I., Safta V. I. Jr., Încercările tehnologice și de rezistență ale îmbinărilor sudate sau lipite ,
Editura Sudura, Timișoara, 2006.
30. Sălăgean T., Sudarea cu arcul electric, Editura Facla, Timișoara, 1977.
31. Sălăgean T., Tehnologia procedeelor de sudare cu arc , Editura Tehnică, București, 1985.
32. Sălăgean T., Mălai, D., Vodă, M., Optimizarea sudării cu arcul electric , Editura Tehnică, București,
1988.
33. Scutelnicu E., Bazele proceselor de sudare , Editura Fundației Universitare “Dunărea de Jos” din
Galați, 2007.
34. Țuțoianu Ovidiu – Evaluarea și raportarea performanței de mediu. Indicatori de mediu, Editura
AGIR, București 2006.
35. Ulmanu Vlad, Materi al tubular petrolier , Ed.Tehnică, București, 1992.
36. Zgură G., Răileanu D., Scorobețiu L., Tehnologia sudării prin topire , Editura Didactică și Pedagogică,
București, 1983.
37. Zisopol D.G, Dumitrescu A., Materiale și tehnologii primare, Editura Universitații din Ploiești, 2005.
39. Zisopol D.G, Ingineria valorii, Editura UPG Ploiești
40. Bratosin Andreea -Madalina, Studiu privind metode de verificare a calitați ȋmbinarilor sudate ale
țevilor confectionate din SA333 GRAD 6 prin procedeele de sudare SAF și WIG , Ploiești, 2015.
41. Bratosin Andreea -Madalina, Studiu comparative privind caliatatea ȋmbinarilor sudate ale tevilor
fabricate din materialul SA106 GRAD B, folosind procedeele WIG și SA, Ploiești, 2017.
42. Zgură G., Iacobescu G., Ronțescu C., Cicic D., Tehnologia sudării prin topire , Editura Politehnica
Press, București, 2007.
43. S.C. UZUC S.A., Curs calificare sudor , Ploiești, 2004.
44. [S]*** World Steel Association, https://www.worldsteel.org/statistics/statistics -archive.html , 2015.
45. Iordache I ., Studiu comparativ privind calitatea îmbinărilor sudate ale țevilor fabricate din materialele
SA333 grad 6 și SA106 grad b, folosind procedeul wolfram inert gas, Ploiești, 2017.
46. Inspection Certificate – EN 10204