RO120535B1

RO120535B1 - Procedeu de realizare a unor îmbinări sudate, criogenice, de rezistenţă ultraînaltă şi îmbinare sudată, astfel obţinută

Info

Publication number: RO120535B1
Application number: RO99-01351A
Authority: RO
Inventors: Douglas P. Fairchild
Original assignee: Exxon Production Research Company
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2006-03-30
Also published as: OA11238A; CO5050284A1; BG64249B1; BG104001A; DK176042B1; AT410418B; DZ2532A1; AR015124A1; SE9904575L; SK172099A3; EG22049A; IL133330A0; KR20010014026A; TNSN98099A1; PL186658B1; ATA907498A; CA2292737C; TR199903172T2; ES2167196B1; HRP980347B1

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de realizare a unor îmbinări criogenice, de rezistenţă ultraînaltă, şi la o îmbinare sudată, astfel obţinută. Procedeul conform invenţiei prevede folosirea unor oţeluri slab aliate, de înaltă rezistenţă, cu scopul de a produce îmbinări sudate, având rezistenţă la întindere de peste 900 Mpa, cu metale de adaus, care au o rezilienţă convenabilă pentru aplicaţii criogenice, conform unor principii cunoscute din mecanica ruperii. Îmbinarea sudată, realizată prin acest procedeu, cuprinde un metal de adaus, cu temperatura de trecere de la ductil la fragil, situată mai jos de - 73°C şi având o structură cristalină, centrată cubic, formată din cel puţin 50% în volum, martensită aciculară autorevenită şi mai puţin de circa 250 incluziuni nemetalice, mai mari de 1000 nm.

Description

Invenția se referă la un procedeu de realizare a unor îmbinări sudate, de rezistență ultraînaltă, și la o îmbinare sudată astfel obținută, urmărind în special producerea unor îmbinări sudate de rezistență ultraînaltă, cu metale de adaos care au o excelentă reziliență de rupere la temperaturi criogenice, pe oțeluri slab aliate, cu rezistență ultraînaltă.

în descrierea ce urmează sunt definiți diverși termeni. Pentru comoditate, în lucrare, se prezintă o listă de termeni, imediat înainte de revendicări.

în mod frecvent, apare nevoia de depozitare și transport al unor fluide volatile, sub presiune, la temperaturi criogenice, adică la temperaturi situate sub circa - 40’C. De exemplu, există nevoia de depozitare și transport a unui gaz natural, lichefiat, sub presiune (PLNG), la presiuni situate între limite largi începând de la circa 1035 kPa până la circa 7590 kPa și la temperaturi ce depășesc circa - 123°C.

Există, de asemenea, nevoia de recipiente pentru a depozita și transporta, în mod sigur și economic, alte fluide sub presiune ca metan, etan și propan, la temperaturi criogenice. Pentru ca astfel de recipiente să poată fi construite din oțel sudat, respectivul oțel și îmbinările lui sudate (vezi lista de termeni) trebuie să aibă rezistență adecvată pentru a rezista la presiunea fluidului, și o reziliență adecvată pentru a împiedica inițierea unei ruperi, adică a unui eveniment de deteriorare în condiții de exploatare.

După cum este cunoscut celor care au cunoștințe de specialitate în acest domeniu, încercarea Charpy, cu crestătură în V(CVN), poate fi folosită pentru determinarea rezilienței la rupere și pentru controlul ruperii la proiectarea recipientelor de depozitare pentru transportul unor fluide sub presiune, la temperaturi criogenice, de exemplu PLNG, în special prin folosirea temperaturii din zona de trecere de la maleabil la casant (DBTT). Aceste temperaturi DBTT delimitează două regimuri de rupere în oțeluri structurale. La temperaturi situate sub DBTT, întreruperea la încercarea Charpy, cu crestătură în V, tinde să apară printr-o rupere de clivaj (friabilitate), cu energie joasă, în timp ce la temperaturi situate peste DBTT, întreruperea tinde să apară printr-o rupere de ductibilitate, cu energie înaltă. Recipientele de transport și depozitare, care sunt construite din oțeluri sudate pentru aplicațiile la temperaturi criogenice, menționate mai înainte, și pentru alte regimuri de sarcină, la temperaturi criogenice, trebuie să aibă temperaturi DBTT, după cum s-a determinat prin încercări Charpy cu crestătură în V, situate mult sub temperatura de regim a structurii pentru a se evita întreruperea prin friabilitate. în funcție de construcție, condiții de regim și/sau cerințe ale societății, deplasarea de temperatură a DBTT cerute, (adică măsura în care DBTT trebuie să fie sub temperatura de regim prescrisă) poate fi de la 5 până la 30’C sub temperatura de regim.

Oțelurile cu conținut de nichel, care sunt folosite în mod clasic pentru aplicații structurale cu temperaturi criogenice, de exemplu oțeluri cu conținut de nichel de peste circa 3%, în greutate, au temperaturi DBTT scăzute, însă au și rezistențe la întindere relativ joase. în mod caracteristic, oțelurile existente în comerț, care conțin 3,5% Ni, în greutate, 5,5% Ni, în greutate, și 9% Ni, în greutate, au temperaturi DBTT de circa - 100’C, - 155’C și, respectiv, 175°C, și rezistențe la întindere de până la circa 485 MPa, 620 MPa și, respectiv, 830 MPa. Pentru obținerea acestor combinații de rezistență și reziliență, respectivele oțeluri sunt supuse, în general, unei prelucrări costisitoare, de exemplu unui tratament dublu de recoacere. în cazul unor aplicații cu temperaturi criogenice, în industrie se folosesc în mod curent aceste oțeluri cu conținut de nichel, datorită bunei lor reziliențe la temperaturi joase, însă trebuie să fie proiectate în jurul rezistențelor relativ joase la întindere pe care le posedă. în acest fel, folosirea acestor oțeluri cu conținut de nichel pentru aplicații cu sarcină scăzută, la temperaturi criogenice, tinde să fie costisitoare din cauza costului ridicat al oțelului combinat cu grosimea cerută a oțelului.

RO 120535 Β1

Recipientele de depozitare existente în mod curent în comerț pentru transportul unui 1 gaz natural lichefiat (LNG) la temperatura de -162°C și la presiune atmosferică sunt construite, în mod tipic, din oțeluri cu conținut de nichel menționate anterior, din oțeluri 3 inoxidabile austenitice sau din aluminiu.

La aplicații cu LNG, cerințele de reziliență și rezistență pentru astfel de materiale și 5 pentru îmbinări sudate, care fac legătura între astfel de materiale, sunt diferite, în mod distinct, de cele pentru cazul PLNG. De exemplu, la analiza sudurii unor oțeluri cu conținut 7 de nichel cuprins între 2¹/₄ % și 90%, în greutate, pentru scopuri criogenice, G.E. Linnert, în Welding Metalurgy(Metalurgia sudurii), editată de American Welding Society (Societatea 9

Americană de Sudură), ediția a 3-a, voi.2, 1967, pag. 550...570, enumera cerințele de reziliență Charpy (vezi lista de termeni) cu crestătură în V, pentru îmbinări sudate, situate 11 între circa 20J și 61J, măsurate la temperatura de regim. De asemenea, în publicația din anul 1955, Reguli Det Norke Veritas (DNV), pentru clasificarea navelor, se arată că materialele 13 folosite la nave, nou construite, pentru transport de gaze lichefiate, trebuie să satisfacă anumite cerințe de reziliență Charpy, cu crestătură în V. în mod specific, Regulile DNV arată 15 că plăcile și îmbinările sudate, folosite pentru vase sub presiune cu temperaturi de proiectare cuprinse între - 60°C și - 165’C, trebuie să satisfacă o reziliență minimă Charpy de 275, la 17 temperaturi de încercare situate cu 5°C și 30°C sub temperatura de proiectare. Cerințele enumerate de Linnert și de Regulile PLNG nu pot fi aplicate direct la construcția de recipiente 19 pentru transport de PLNG (sau alte fluide criogenice sub presiune), deoarece presiunea de păstrare a PLNG, în mod tipic de circa 2760 kPa, este semnificativ mai ridicată decât pentru 21 metode clasice de transport al LNG, care se situează, în general, la nivelul presiunii atmosferice sau aproape de aceasta. 23

Pentru recipientele de transport și păstrare a PLNG, sunt necesare cerințe de reziliență mai stringente și deci de îmbinări sudate cu proprietăți de reziliență mai bune decât 25 cele folosite acum pentru construcția recipientelor de păstrare a LNG.

Recipientele de păstrare a fluidelor sub presiune, la temperaturi criogenice, cum ar 27 fi PLNG, sunt construite, preferabil, cu plăci discrete din oțel slab aliat, de rezistență ultraînaltă. Pentru acest tip de recipiente se menționează diverse oțeluri slab aliate, de rezistență 29 ultraînaltă, sudabile, cu reziliență excelentă la temperaturi criogenice, pentru folosire în construcția de recipiente destinate transportului de PLNG și altor fluide sub presiune, la tem- 31 peraturi criogenice. Aceste oțeluri sunt deosebit de convenabile pentru multe aplicații la temperaturi criogenice, inclusiv transportul de PLNG, prin faptul că prezintă următoarele caracte- 33 ristici, la grosimi ale plăcii de oțel, de preferință, circa 2,5 cm și peste această valoare: DBTT sub circa -73°C, preferabil sub circa -107°C, în oțelul de bază și în zona afectată de căldură 35 (HAZ), rezistență la întindere de peste 830 MPa, preferabil de peste circa 860 MPa, și, cel mai bine, de peste circa 900 Mpa, sudabilitate superioară, microstructură și proprietăți 37 uniforme pe grosime și reziliență îmbunătățită, peste cea a oțelurilor standard, slab aliate, de rezistență ultraînaltă existente în comerț. Oțelurile descrise menționate anterior, pot avea 39 rezistență la întindere de peste circa 930 MPa, sau de peste circa 965 MPa, sau de peste circa 1000 MPa. Alte oțeluri convenabile sunt descrise în brevetul US 5759895, aceste 41 oțeluri având, preferabil, un conținut de cupru de 0,1%, până la 1,2%, în greutate.

Astfel de oțeluri pot fi îmbinate pentru a forma recipiente de păstrare a unor fluide sub 43 presiune, la temperaturi criogenice, de exemplu PLNG, cu ajutorul unui procedeu de sudare convenabil pentru realizarea unei îmbinări sudate care asigură o rezistență și o reziliență 45 adecvate pentru respectiva aplicație. Un astfel de procedeu de sudare include, preferabil, un proces de sudură de exemplu, fără limitare, sudura cu arc, electrod metalic și gaz 47 (GMAW), sudură în gaz inert cu Wolfram (TIG), sau sudură cu arc submersat (SAW),

RO 120535 Β1 un electrod de sudură, consumabil și convenabil, un gaz de sudură convenabil și consumabil (dacă se cere) un flux de sudură, convenabil (dacă se cere), precum și orice procedee de sudură convenabile, de exemplu, fără limitare, cu temperaturi de preîncalzire și aporturi de căldură pentru sudură. O îmbinare sudată este o legătură prin sudură care include: metalul de adaus, zona afectată de căldură (HAZ) și metalul de bază din imediata apropiere a HAZ. Metalul de adaos este un electrod de sudură, consumabil, (cu flux dacă se folosește) așa cum este depus și diluat de către porțiunea plăcii de metal de bază care se topește în timpul procesului de sudură. Noțiunea HAZ semnifică porțiunea metalului de bază, care nu se topește în timpul sudării, dar a cărei microstructură și ale cărei proprietăți sunt modificate de căldura procesului de sudură. Porțiunea metalului de bază care este considerată în interiorul imediatei vecinătăți a HAZ și deci al unei părți a îmbinării sudate variază în funcție de factori cunoscuți celor care au cunoștințe de specialitate în acest domeniu, de exemplu, fără limitare, lățimea îmbinării sudate, dimensiunile plăcii de metal de bază ce se sudează, și distanțele dintre îmbinările sudate.

în scopul construirii unor recipiente pentru PLNG și pentru alte fluide sub presiune, la temperaturi criogenice, este de dorit să existe un procedeu de sudură, inclusiv un electrod de sudură, consumabil, un gaz de sudură, consumabil, și proceduri de sudură care vor asigura îmbinări sudate cu rezistentă la întindere și reziliența la rupere convenabile pentru respectiva aplicație criogenică în conformitate cu principiile cunoscute privind mecanica ruperii, în mod mai specific, la construirea unor recipiente de păstrare pentru PLNG este de dorit să existe un procedeu de sudură care să asigure îmbinări sudate cu rezistență la întindere de peste circa 900 MB și o reziliența la rupere convenabilă pentru aplicația cu PLNG, conform unor principii cunoscute privind mecanica ruperii. Rezistența la întindere a unor astfel de îmbinări sudate este, preferabil, de peste circa 930 MPa, preferabil peste 965 MPa și cel mai bine de cel puțin 1000 MPa. Procedeele de sudură, curent disponibile, care folosesc electrozi de sudură consumabili, nu sunt convenabile pentru sudarea oțelurilor slab aliate, de înaltă rezistență, menționate mai înainte, și pentru asigurarea unor îmbinări sudate cu proprietăți adecvate aplicațiilor criogenice, sub presiune.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unui procedeu de sudură îmbunătățit, aplicabil la oțeluri slab aliate, de rezistență ultraînaltă, astfel încât să se asigure obținerea unor îmbinări sudate care să aibă rezistență la întindere de peste 900 MPa și reziliență convenabilă pentru aplicații criogenice, conform principiilor cunoscute ale ruperii.

Problema este rezolvată cu un procedeu de sudură conceput pentru o microstructură ce imprimă o serie de proprietăți mecanice convenabile, pentru necesitățile stringente ale unor aplicații cu fluide sub presiune, la temperaturi criogenice, de exemplu aplicația de PLNG. Procedeul de sudură, conform invenției, produce un metal de adaus în care predomină o structură cristalină cu corp centrat cubic (BCC), cu granule foarte fine ale corpului și asigură de asemenea un metal de adaus, având un conținut scăzut de impurități și, astfel, un conținut scăzut de incluziuni nemetalice, ea dând naștere numai unor incluziuni individuale, de mici dimensiuni, ale conținutului de incluziuni asupra rezilienței. Totuși, metode de obținere a unor astfel de caracteristici în metale de adaus, convenabile, pentru aplicații cu PLHG nu sunt larg cunoscute, îmbinarea sudată ce rezultă din aplicarea procedeului de sudură, conform invenției, prezintă o rezistență la întindere mai mare ae circa 900 MPa și o reziliență adecvată pentru aplicații cu PLNG, în conformitate cu principii cunoscute ale mecanicii ruperii.

în continuare, se prezintă câteva exemple de realizare a invenției în legătură și cu fig. 1 și 2, care reprezintă:

- fig. 1, diagrama adâncimii critice de fisurare, pentru o lungime dată a fisurii, în funcție de reziliență CTOD șide eforturi reziduale;

- fig. 2, geometria fisurii (lungime și adâncime).

RO 120535 Β1

Invenția este descrisă în legătură cu exemple preferate, însă ea nu se limitează la acestea. Dimpotrivă, se intenționează ca invenția să acopere toate alternativele, variantele și echivalențele care se încadrează în limitele conceptului inventiv, așa cum este definit prin revendicările anexate.

Procedeul de sudură, conform invenției, poate fi folosit la îmbinarea unor oțeluri slab aliate, pentru a se obține îmbinări sudate, care au rezistență ultraînaltă și o excelentă reziliență la temperaturi criogenice. Aceste proprietăți de dorit sunt oferite, în special, de două aspecte din domeniul micronic al metalului de adaos. Primul aspect privește o structură cristalină cu corp centrat cubic (BCC) și granulație fină, iar al doilea aspect privește un conținut redus de incluziuni nemetalice, aceste incluziuni individuale având dimensiuni mici. Procedeul de sudură se realizează cu electrod de sudură consumabil, și prevede alegerea anumitor practici și parametri de sudură. Procesele de sudură, preferate, sunt oricare dintre procesele protejate cu gaz, de exemplu sudură cu arc de electrod metalic și gaz (GMAW), sudură în gaz inert cu wolfram (TIG), sudură cu arc electric în plasmă (PAW) sau variante ale acestora. Parametrii și practicile preferate de sudură, cum sunt aportul de căldură și compoziția gazului protector, sunt descrise în cele ce urmează.

Compoziția chimică a metalelor de adaos într-un exemplu de realizare, caracteristicile chimice ale metalelor de adaos, conform invenției, cuprind fier și elemente de aliere în cantitățile indicate aproximativ în tabelul I și în continuare.

Elementul de aliere	Limita inferioară preferată, %, în greutate	Limita superioară preferată %, în greutate
Carbon (C)	0,06	0,10
Mangan (Mn)	1,60	2,05
Siliciu (Si)	0,20	0,32
Nichel (Ni)	1,87	6,00
Crom (Cr)	0,30	0,87
Molibden (Mo)	0,40	0,56
Cupru (Cu(	0	0,30
Aluminiu (Al)	0	0,020
Zirconiu (Zr)	0	0,015
Titan (Ti)	0	0,010

Preferabil, limita superioară pentru conținutul de nichel este de circa 4,00%, în greutate.

Efectul mărimii granulelor fine

Mărimea granulelor fine din microstructura metalului de adaos, conform invenției, sporește rezistența îmbinării sudate prin blocaj de dislocație. Mărimea granulelor fine sporește reziliența de clivaj prin micșorarea lungimii aglomerărilor de dislocație care reduc intensitatea de efort posibil, maxim, la partea superioară a oricărei aglomerări singulare. Acest fapt face să fie mai puțin probabilă inițierea unei macrofisuri. Intensitatea mai mică de aglomerare îmbunătățește de asemenea reziliența, prin reducerea microeforturilor locale,

RO 120535 Β1 făcând astfel mai puțin probabilă inițierea de micropori. în plus, mărimea granulelor fine sporește reziliența globală prin asigurarea mai multor blocuri de cale către avansul de fisură (a se vedea lista de definiții pentru blocaj de dislocație, reziliența de clivaj, aglomerare de dislocație, microfisură, microeforturi și micropori).

Obținerea microstructurii și mărimii granulelor

Structura fin granulată BCC este dominată, preferabil, de martensită aciculară, autorevenită, conținând cel puțin circa 50%, în volum, preferabil cel puțin circa 70%, în volum, și, cel mai bine, cel puțin circa 90%, în volum, martensită aciculară, autorevenită. Totuși, pot fi prezente și cantități semnificative de bainită inferioară, de exemplu până la circa 49%, în volum. Unii constituenți minori, de exemplu ferită aciculară, ferită poligonală, și bainită superioară (sau alte forme degenerate de bainită) pot fi, de asemenea, în cantități mici, însă, preferabil, nu ele constituie morfologia dominantă.

Microstructura martensitică/bainitică dorită se obține prin folosirea unor proprietăți chimice adecvate ale metalului de adaus și o conducere adecvată a vitezei de răcire a metalului de adaos. Câteva exemple în care se analizează aspecte de proprietăți chimice sunt prezentate în continuare. O sudură cu aport redus de căldură se folosește astfel, încât metalul de adaos să se răcească mai rapid decât s-ar face în cazul unor aporturi de căldură mai ridicate. Aportul de căldură este definit ca fiind tensiunea de sudură multiplicată cu curentul de sudură și împărțită la viteza de deplasare a sudurii, adică energia arcului electric. Sudura cu aport redus de căldură, folosită în cadrul procedeului de sudură, conform invenției, prezintă energii ale arcului electric în intervalul cuprins între circa 0,3 kJ/mm și circa 2,5 kJ/m, însă mai bine în intervalul cuprins între circa 0,5 kj/mm și circa 1,5 kj/mm. Câteva niveluri diferite de mărime a granulelor pot fi descrise în interiorul microstructurii dorite, iar metoda de sudură cu aport redus de căldură este destinată să reducă mărimea fiecărei unități. Un aport redus de căldură la sudură ajută să se formeze o dimensiune redusă a granulelor columnare, o dimensiune mică a granulelor de austenită inițială, o dimensiune mică a pachetelor de martensită/bainită și o lățime îngustă a acelor de martensită și/sau de bainită. în înțelesul folosit aici cu privire la structură, fin granulat înseamnă că dimensiunea unei granule columnare (lățime) este, preferabil, sub circa 150 pm și, mai bine, sub circa 100 pm, că dimensiunea unei granule de austenită inițială este, preferabil, sub circa 150 pm, mai bine sub circa 35 pm și, chiar mai bine, sub 20 pm, și că dimensiunea unui pachet de martensită/bainită este, preferabil, sub circa 20 pm, preferabil sub circa 15 pm și, chiar mai bine, sub circa 10 pm. Așa cum se folosește aici, dimensiunea granulei înseamnă o dimensiune de granulă așa cum se determină prin metoda interceptării de linii, familiară celor care posedă cunoștințe de specialitate în acest domeniu.

Efectul conținutului scăzut de incluziuni

Conținutul redus de incluziuni tinde să sporească reziliența la clivaj prin eliminarea locurilor de inițiere a fisurilor de clivaj potențial și/sau prin reducerea numărului de locuri de concentrare a microeforturilor. Conținutul redus de incluziuni tinde să sporească reziliența la curgere prin locuri de inițiere a microporilor.

îmbinările sudate realizate conform invenției prezintă, preferabil, un conținut scăzut de incluziuni, dar nu sunt lipsite de incluziuni. Unele incluziuni pot contribui în mod semnificativ la obținerea unor proprietăți optime ale metalului de adaus. în primul rând, ele acționează ca dezoxidanți în baia de metal de adaus topit. Un conținut redus de oxigen în gazul protector este preferat pentru realizarea îmbinărilor sudate conform acestei invenții, reducând astfel nevoia de dezoxidare; totuși, un anumit potențial de dezoxidare în baia de metal de adaos, topit, este însă preferat. în al doilea rând, unele incluziuni pot fi utile în dirijarea creșterii granulelor de austenită inițială și a granulelor columnare prin faptul că ele prind și

RO 120535 Β1 fixează limitele granulei. Limitarea creșterii granulelor, la temperaturi ridicate, promovează 1 o dimensiune mică a granulelor la temperatura camerei. Totuși, întrucât aportul scăzut de căldură pentru realizarea de îmbinări sudate, conform invenției, ajută să se limiteze dimen- 3 siunea granulelor, conținutul de incluziuni poate fi redus până la un nivel care sporește reziliența, dar încă asigură efecte de prindere (fixare) a limitelor granulei. 5 îmbinările sudate, conform invenției, asigură rezistențe ridicate, așa cum s-a menționat mai înainte, iar în cazul unor metale de aport cu rezistență redusă, se recurge adesea 7 la crearea, ca o caracteristică, a unei fracțiuni semnificative, în volum, de incluziuni pe bază de Ti, în scopul de a crea nuclee de ferită aciculară. Pentru astfel de îmbinări sudate cu re- 9 zistență joasă, ferita aciculară reprezintă microstructura preferată datorită unor proprietăți remarcabile de rezistență și reziliență. Totuși, pentru prezenta invenție, acolo unde rezistența 11 mai ridicată prezintă interes, se evită în mod deliberat o fracțiune mare a volumului de incluziuni care produc nuclee de ferită aciculară. Mai degrabă se preferă a se crea o micro- 13 structură dominată de martensită aciculară.

Realizarea raportului dorit mărime/conținut de incluziuni 15

Conținutul scăzut, preferat, de incluziuni în îmbinările sudate, conform invenției, este asigurat prin alegerea unui gaz protector adecvat, menținerea unei bune stări de curățenie 17 a sudurii și folosirea unui electrod de sudură, consumabil, cu cantități reduse de sulf, fosfor, oxigen și siliciu. Caracteristica chimică specifică a electrodului este concepută să confere 19 caracteristica chimică dorită a metalului de adaus dorit care, la rândul lui, se alege pe baza proprietăților mecanice dorite. Proprietățile mecanice dorite depind de construcția specifică 21 a recipientului, iar această invenție acoperă un interval de caracteristici chimice ale metalului de adaus capabil să se adapteze unei game variate de construcții. Folosind procedeul de 23 sudură conform invenției, metalul de adaus în vrac poate fi diluat la minimum de câtre metalul de bază și, deci, caracteristica chimică a electrodului de sudură consumabil, va fi 25 aproape aceeași cu caracteristica chimică a metalului de adaos, așa cum se descrie aici. în conformitate cu procedeul de sudură, conform acestei invenții, diluția se așteaptă să fie mai 27 mică de circa 15%, însă, adesea, mai mică de circa 10%. Pentru zone apropiate de centrul metalului de adaos, diluția se așteaptă a fi mai mică de circa 5%. Folosind oricare din meto- 29 dele de calcul al diluției inverse, bine cunoscute, o persoană care posedă cunoștințe de specialitate în acest domeniu este capabilă să calculeze caracteristica chimică a electrodului 31 de sudură, consumabil, pentru folosire în procedeul conform prezentei invenții, în scopul de a obține caracteristica chimică dorită a metalului de adaos. Gazul protector are, preferabil, 33 un conținut scăzut de CO₂ și/sau O₂. Preferabil, gazul protector cuprinde mai puțin de 10%, în volum, mai bine sub circa 5%, în volum, și chiar mai bine sub 2%, în volum, C0₂ și/sau 0₂. 35

Componenta principală a gazului protector este, preferabil, reprezentată de argon. Preferabil, gazul protector cuprinde circa 80%, în volum, argon și, mai bine, 90%, în volum. în gazul pro- 37 tectorse poate adăuga heliu, în cantități de până la circa 12%, în volum, pentru a îmbunătăți caracteristicile funcționale ale arcului electric sau profilul și penetrarea cordonului de sudură. 39 Dacă este necesar, pentru o construcție specifică a recipientului de păstrare, unele impurități din gazul protector, care tind să conducă la formare de incluziuni nemetalice în metalul de 41 adaus, pot fi reduse, în continuare, prin debitarea unui gaz printr-un filtru nanochimic, un dispozitiv cunoscut celor cu pregătire de specialitate în domeniul sudurii de precizie TIG. Pentru 43 a ajuta la realizarea unui conținut redus de incluziuni în metalul de adaos, electrodul de sudură consumabil, și materialul de bază sunt, preferabil, sărace în oxigen sulf și fosfor. Carac- 45 teristicile de mai sus ale metodei de sudură, conform invenției, produc un metal de adaos care conține, preferabil, fosfor sub circa 150 ppm, dar mai bine fosfor sub circa 50 ppm, sulf 47 sub circa 150 ppm, dar mai bine sulf sub 30 ppm, și oxigen sub circa 300 ppm, dar mai bine oxigen sub circa 250 ppm. Pentru anumite construcții de recipiente de păstare criogenică, 49 conținutul de oxigen al metalului de adaus este preferabil dirijat la mai puțin de circa 200 ppm. 51

RO 120535 Β1

Cu privire la mărimea incluziunilor, aportul redus de căldură de sudură care este preferat pentru realizarea de îmbinări sudate, conform invenției, este ales pentru a produce o supraîncălzire limitată și o viteză de răcire rapidă, asfel limitând timpul de creștere a incluziunilor din baia de metal de adaus, topit. în afară de aceasta, pot fi adăugate mici cantități de Al, Ti și Zr (sub circa 0,015%, în greutate, din fiecare), individual sau în combinație, pentru a forma mici oxizi. Aceste elemente sunt alese datorită afinității lor ridicate, bine cunoscută, față de oxigen. Cu privire la Ti, cantitatea din acest element trebuie să fie ținută la nivel scăzut, preferabil sub 0,010 %, în greutate, pentru a împiedica formarea unui număr prea mare de nuclee ae ferită acciculară. Incluziunile create prin această invenție sunt, în medie, mai mici de 700 nm, în diametru, dar, preferabil, situate între circa 200 nm și circa 500 nm, în diametru. Numărul de incluziuni nemetalice pe unitatea de suprafață, de exemplu a unei felii de metal de adaus, creat conform invenției, incluziuni care sunt mai mari de circa 1000 nm, în diametru, este, preferabil, scăzut, adică, preferabil, este sub 250 per mm².

Echilibrul dintre preîncălzire și aportul de căldură

Aplicația PLNG necesită un oțel de înaltă rezistență care poate necesita un anumit nivel de preîncălzire pentru a împiedica fisurarea cordonului de sudură. Preîncălzirea poate modifica viteza de răcire a sudurii (o preîncălzire mai ridicată determină o răcire mai lentă), un obiectiv al prezentei invenții fiind acela de a echilibra preîncălzirea și aportul de căldură pentru sudură, astfel încât (1) să se excludă fisurarea cordonului de sudură și (2) să se producă o microstructură fin granulată. Preîncălzirea se face, preferabil, între temperatura camerei și circa 200’C, însă temperatura de preîncălzire specifică se alege, preferabil, ținând seama de temperatura de preîncălzire specifică și aportul de căldură la sudură. Sudabilitatea materialului poate fi apreciată folosind oricare din cele câteva metode de încercare cunoscute specialiștilor din acest domeniu, ca de exemplu metoda de separare termică dirijată, încercarea cu canelură în Y sau încercarea Canada a Institutului de Sudură. Stimulările pot servi, de asemenea, în acest scop, la care niște îmbinări sudate, alcătuite dintr-o bază efectivă și din metale de adaos, sunt asamblate folosind proceduri de fabricație curente. Modelele de simulare sunt, preferabil, de o mărime suficientă pentru a putea impune nivelul de solicitare ce va apare în recipientul de păstrare real.

Alimentare cu energie pulsatorie în general, o alimentare cu energie pulsatorie poate fi folosită în orice procedee protejate cu gaz, care sunt preferate pentru utilizare în procedeul de sudură, conform invenției. Anumite pierderi din stabilitatea arcului electric sau din capacitatea de penetrare, determinate de proprietățile chimice ale elementelor electrod/gaz, pot fi recuperate folosind o alimentare cu energie pulsatorie. De exemplu, în cazul în care această invenție se aplică folosind o sudură TIG cu aport redus de căldură și un electrod cu conținut redus de sulf, penetrarea cordonului de sudură poate fi mărită folosind o alimentare cu energie pulsatorie.

Controlul ruperii

Condițiile de lucru ce sunt luate în considerație la proiectarea unor recipiente de păstrare construite din oțel sudat, pentru transport de fluide criogenice sub presiune, includ, printre altele, temperatura și presiunea de exploatare precum și unele solicitări suplimentare ce ar putea fi aplicate asupra oțelului și îmbinărilor sudate. Măsurători standard de mecanică a ruperii ca factorul (Klc) de intensitate a efortului critic, care reprezintă o măsurare a rezilienței de rupere la solicitări plane și deplasarea deschiderii vârfului fisurii (CTOD), care poate fi folosită pentru a măsura reziliența în domeniul elastic - plastic, ambele măsurători fiind familiare specialiștilor din acest domeniu, pot fi folosite pentru determinarea rezilienței oțelului și îmbinărilor sudate. Anumite coduri din industrie, care sunt în general acceptabile pentru proiectarea structurilor de oțel pot fi folosite pentru determinarea mărimii defectului

RO 120535 Β1 maximum admisibil pentru recipiente, pe baza rezilienței a oțelului și îmbinărilor sudate 1 (inclusiv HAZ) și a solicitărilor aplicate asupra recipientului. Un specialist în acest domeniu poate să elaboreze un program de control al ruperii pentru a diminua inițierea ruperii printr-o 3 construcție adecvată a recipientului pentru a reduce la minimum eforturile la care este supus recipientul, printr-un control de calitate adecvat asupra fabricației pentru a reduce la mini- 5 mum defectele, printr-un control adecvat al presiunilor și sarcinilor ciclice aplicate recipientului pe durata de serviciu, precum și printr-un program adecvat de inspectare pentru a 7 depista în mod sigur defectele din recipient. O modalitate preferată de construire a recipientelor de păstrare, sudate conform invenției, este pierdere prin scurgere înainte de 9 defectare. Aceste considerente sunt calificate aici, în general, ca principii cunoscute privind mecanica ruperii. 11 în continuare se prezintă un exemplu nelimitativ de aplicare a acestor principii cunoscute din mecanica ruperii într-o procedură de calcul a adâncimii unui defect critic, la o 13 lungime dată a defectului, pentru a fi folosit într-un plan de control al ruperii, pentru a se preveni o inițiere a ruperii într-un vas sau recipient sub presiune. 15 în fig. 1 se prezintă un defect de lungime 315 mm și de adâncime 310 mm. îndrumarul PD 6493 se folosește pentru a calcula valorile diagramei 300 privind mărimea 17 defectului critic, diagramă care este arătată în fig. IA și se bazează pe următoarele condiții de proiectare: 19

- diametrul vasului............................................ 4,57 m

- grosimea peretelui vasului ...................................25,4 mm 21

- presiunea de proiectare.................................... 3445 kPa

- efort admisibil în platbande................................... 333 MPa 23 în cadrul acestui exemplu se admite că avem o lungime a defectului, la suprafață, de 100 mm, de exemplu un defect axial localizat într-un cordon de sudură. Acum, făcând refe- 25 rire la fig. 1, diagrama arată valoarea adâncimii defectului critic în funcție de reziliența CTOD și de efortul rezidual, pentru niveluri ale efortului rezidual de 15%, 50% și 100% din efortul 27 de curgere. Eforturi reziduale pot fi generate din cauze de fabricație și sudură; îndrumarul PD 64 93 recomandă folosirea unei valori a efortului rezidual de 100% din efortul de curgere 29 din cordoanele de sudură (inclusiv cordoane de sudură HAZ) în afară de cazul când cordoanele de sudură sunt detensionate prin folosirea unor metode ca tratament termic postsudură 31 (PWHT) sau detensionarea de eforturi mecanice.

Pe baza rezilienței CTOD a oțelului pentru vase de presiune la temperatura minimă 33 de serviciu, fabricația vaselor poate fi reglată pentru a reduce eforturile reziduale, iar un program de control poate fi aplicat (atât pentru control inițial cât și pe timpul serviciului), în 35 scopul de a depista și măsura defecte pentru comparație cu mărimea defectului critic. în acest exemplu, dacă oțelul are o reziliență CTOD de 0,025 mm, la temperatura minimă de 37 serviciu (măsurată folosind probe de laborator), și eforturile reziduale sunt reduse la 15% din rezistența la curgere a oțelului atunci valoarea adâncimii defectului critic este de aproximativ 39 4 mm (vezi punctul 320 din fig. IA). Urmând și alte proceduri similare de calcul, care sunt cunoscute specialiștilor în acest domeniu, pot fi determinate adâncimi ale defectului critic, 41 pentru diverse lungimi ale defectului ca și pentru diverse geometrii ale defectului. Folosind această informație, se poate elabora un program al controlului de calitate și un program de 43 inspectare (metode, dimensiuni, ale defectelor detectabile, frecvență), pentru a exista certitudinea că defectele sunt depistate și remediate înainte de a atinge adâncimea defectului critic 45 sau înainte de aplicarea sarcinii de proiectare. Pe baza unor corelații empirice, publicate, dintre CVN, K_lc și reziliența CTOD, reziliența CTOD de 0,025 mm se corelează, în general, 47 cu o valoare CVN de circa 37 J. Prin acest exemplu nu se intenționează să se limiteze în vreun fel prezenta invenție. 49

RO 120535 Β1

Exemple în exemplele ce urmează se folosește un procedeu de sudură, conform invenției, pentru sudarea unui oțel de bază care conține: carbon - 0,05%, în greutate, mangan -1,7%, în greutate, siliciu - 0,075%, în greutate, crom - 0,40%, în greutate, molibden - 0,2%, în greutate, nichel - 2,0%, în greutate, Nb - 0,05%, în greutate și alte elemente de aliere aflate în interiorul limitelor admise, inclusiv titan, la un nivel minim, variind de la circa 0,008%, în greutate, până la circa 0,03%, în greutate; aluminiu de la circa 0,001 %, în greutate, până la circa 0,05%, în greutate și azot de la circa 0,002%, în greutate, până la circa 0,005%, în greutate, în plus, componentele reziduale sunt, preferabil, reduse la minimum în oțelul de bază, de exemplu conținutul de fosfor (P) este, preferabil, sub circa 0,01%, în greutate, conținutul de sulf (S) este, preferabil, sub circa 0,004%, în greutate și conținutul de oxigen este, preferabil, sub circa 0,002%, în greutate. O bramă de oțel cu aceste caracteristici chimice este preparată pentru a asigura rezistență ultraînaltă, o placă de oțel din două faze având o microstructură care conține circa 10%, în volum, până la circa 40% în volum, din prima fază ce conține efectiv 100%, în volum, în principal ferită, și circa 60%, în volum, până la circa 90%, în volum, din a doua fază, formată, în mod predominant, din martensită fin granulată, bainită inferioară fin granulată, sau amestecuri ale acestora. Făcând referiri ceva mai detaliate se menționează operații privind: prepararea oțelului de bază, pentru aceste exemple, prin formarea unei brame având compoziția dorită, așa cum s-a arătat mai înainte, încălzirea bramei la o temperatură cu valori cuprinse între circa 995°C și circa 1065°C, laminarea la cald a bramei pentru formarea unei plăci de oțel, în una sau mai multe treceri, asigurând o reducere de circa 30% până la 70% în primul interval de temperatură, în care austenita se recristalizeaza adică peste temperatura Tnr, apoi laminarea la cald, a plăcii de oțel în una sau mai multe treceri, asigurându-se o reducere de circa 40% până la 80%, în al doilea interval de temperatură, situat, aproximativ, sub temperatura Tnr și, aproximativ, peste temperatura de transformare Ar₃, și terminarea procesului de laminare a plăcii de oțel, în una sau mai multe treceri, pentru a asigura o reducere de circa 15% până la circa 50%, într-un interval de temperatură intercritică situat, aproximativ, sub temperatura de transformare Ar₃ și aproximativ, peste temperatura de transformare Ar,. Apoi, placa de oțel laminat este călită, cu o viteză de răcire cuprinsă între circa 10’C per secundă și circa 40°C per secundă, până la o temperatură de oprire a călirii (QST) situată, preferabil, sub aproximativ temperatura de transformare M_s plus 200°C, la care călirea este încheiată. Placa de oțel este lăsată să se răcească în aer liber, la temperatura mediului ambiant, după ce procesul de călire a luat sfârșit. (A se vedea lista de definiții privind temperatura Tnr și temperaturile de transformare Ar₃, Ar, și M_s).

Exemplul 1. într-un prim exemplu, conform invenției, procedeul de sudură cu electrod metalic în gaz (GMAW) se folosește pentru a îmbunătăți proprietățile unui metal de adaus care cuprinde fier și circa 0,07%, în greutate, carbon, circa 2,05%, în greutate, mangan, circa 0,32%, în greutate, siliciu, circa 2,20%, în greutate, nichel, circa 0,45%, în greutate, crom, circa 0,56%, în greutate, molibden, sub circa 110 ppm - fosfor; și sub circa 50 ppm sulf. Cordonul de sudură se realizează pe un oțel, de exemplul oțelul de bază care a fost descris mai înainte, folosind un gaz protector pe bază de argon, având oxigen sub circa 1 % în greutate. Aportul de căldură se află într-un interval cuprins între circa 0,5 kJ/mm până la circa

1,5 kJ/mm. Sudura prin acest procedeu asigură o îmbinare sudată având o rezistență la întindere de peste circa 900 MPa. Mai departe, sudura prin acest procedeu prevede un metal de adaos cu DBTT sub circa - 73’C, preferabil sub circa - 96°C, și cel mai bine, sub circa 106°C și, încă mai bine, sub circa - 115’C.

RO 120535 Β1

Exemplul 2. într-un alt exemplu, conform invenției, procesul GMAW, este folosit 1 pentru a îmbunătăți proprietățile metalului de adaus care cuprinde fier și circa 0,10%, în greutate, carbon (preferabil sub circa 0,10% carbon, mai bine de la circa 0,07 până la circa 3 0,08% carbon), circa 1,60%, în greutate, mangan, circa 0,25%, în greutate, siliciu; circa 1,87%, în greutate, nichel, circa 0,87%, în greutate, crom; circa 0,51 %, în greutate, molibden, 5 sub circa 75 ppm, fosfor, și sub circa 100 ppm, sulf. Aportul de căldură pentru sudură se află în intervalul cuprins între circa 0,3 kJ/mm și circa 1,5 kJ/mm folosind o preîncălzire de circa 7 100°C. Cordonul de sudură se realizează pe un oțel, de exemplu oțel de bază descris mai înainte, folosind un gaz protector pe bază de argon având sub circa 1 %, în greutate, oxigen. 9

Sudura prin acest procedeu asigură o îmbinare sudată având o rezistență la întindere de peste circa 900 MPa, mai bine de peste circa 930 MPa și, chiar mai bine, de cel puțin 100 11

MPa. Mai departe, sudura prin acest procedeu prevede un metal de adaus cu DBTT sub circa 73’C, preferabil sub circa 96’C, mai bine sub circa -106’C și, chiar mai bine, sub circa 13 115’C.

Exemplul 3. într-un alt exemplu, conform invenției, procesul de sudură cu gaz inert, 15 wolfram (TIG) este folosit pentru a produce caracteristici chimice îmbunătățite ale cordonului de sudură care conține fier și circa 0,07%, în greutate, carbon (preferabil sub circa 0,07%, 17 în greutate, carbon), circa 1,80%, în greutate, mangan, circa 0,20%, în greutate, siliciu, circa 4,00% în greutate, nichel, circa 0,5%, în greutate crom, circa 0,40%, în greutate, molibden, 19 circa 0,02%, în greutate cupru, circa 0,02%, în greutate aluminiu, circa 0,010%, în greutate titan, circa 0,015%, în greutate Zr, sub circa 50 ppm, fosfor, și sub circa 30 ppm, sulf. Aportul 21 de căldură pentru sudură se află în intervalul cuprins între circa 0,3 kJ/mm și circa

1,5 kJ/mm, fiind folosită o preîncălzire de circa 100^cC. Cordonul de sudură se execută pe un 23 oțel, de exemplu oțelul de bază descris mai înainte, folosind un gaz protector pe bază de argon având sub circa 1%, în greutate, oxigen. Sudura prin această metodă prevede un 25 metal de adaus cu DBTT sub circa - 73°C, preferabil sub circa - 96°C, mai bine sub circa 106°C, și, încă mai bine, sub circa - 115’C. 27

Caracteristici ale metalului de adaus, similare celor menționate în exemplele date, potfi realizate folosind fie procesele GMAW, fie procesele TIG. Totuși, cordoanele de sudură 29

TIG se anticipează că pot avea un conținut mai scăzut de impurități și o microstructură mai înalt rafinată decât cordoanele de sudură GMAW, și astfel o reziliență îmbunătățită la tempe- 31 râturi joase.

învenția este prezentată cu referire la unul sau mai multe exemple de realizare, 33 preferate, însă trebuie să se înțeleagă că sunt posibile și alte variante în limitele conceptului inventiv care este prezentat în revendicările ce urmează. 35

Glosar de termeni

Temperatura de transformare Ar₂ = temperatura la care, în timpul răcirii, se ter- 37 mină transformarea austenitei în ferită sau în ferită plus cementită; 39

Temperatura de transformarde Ar₃ = temperatura la care, în timpul răcirii, austenita începe să se transforme în ferită; 41

BCC: = corp centrat cubic

Reziliență Charpy = energia, în Jouli, măsurată pe o epruvetă cu 43 (cu crestătură Charpy în V crestătură Charpy, în V,

Reziliență de clivaj = rezistența unui oțel la rupere prin clivaj, pro- 45 prietate care (de exemplu, fără limitare) poate fi măsurată folosind încercarea CTOD sau 47 care poate fi stabilită folosind DBTT dintr-un grup de încercări Charpy cu crestături în V; 49

Viteză de răcire = viteza de răcire la centru, sau efectiv la centru, din grosimea plăcii; 51

RO 120535 Β1

Temperatură criogenică CTOD

CVN:

DBTT (temperatura de trecere

Dislocație

Blocaj de dislocație

Aglomerare de dislocații în mod esențial 1

Structură fin granulată

GMAW

Mărimea (dimensiunea) granulei

HAZ

Interval de temperaturi intercritice;

^3C kJ kPa ksi oțel slab aliat

Sudură cu aport scăzut de căldură orice temperatură situată sub - 40°C; deplasare a deschiderii la partea superioară a unei fisuri, crestătură Charpy, în V, delimitează cele două regimuri de la ductil la fragil) de rupere din oțeluri structurale; la temperaturi situate sub DBTT, ruperea tinde să aibă loc printr-o rupere de clivaj (fragilitate), în timp ce la temperaturi situate peste DBTT, ruperea tinde să aibă loc printr-o rupere de ductilitate;

imperfecțiune liniară într-o rețea cristalină de atomi;

fenomen prin care un obstacol (de exemplu o limită de granulă sau un precipitat) previne sau împiedică deplasarea unor dislocații într-un metal:

apare când o mulțime de dislocații care se deplasează pe același sau aproape pe același plan de alunecare întâlnește întâmplător un obstacol și se suprapun unul după altul; efectiv 100%, în volum;

semnifică faptul că:

- dimensiunea granulei columnare (lățimea) este, preferabil, sub circa 150 pm și, mai bine, sub circa 100 pm;

- dimensiunea granulei de austenită inițială este, preferabil, sub circa 50 pm, mai bine sub circa 35 pm și, chiar mai bine, sub circa 20 pm; și că

- dimensiunea pachetului de martensită/bainită este, preferabil, sub circa 20 pm, mai bine sub circa 15 pm și, chiar mai bine, sub 10 pm. sudură cu arc, pe electrod metalic în gaz; mărimea (dimensiunea) granulei așa cum este determinată prin metoda de intercepție a liniilor;

zonă afectată de căldură, interval de la temperatura de transformare Ar₃până la temperatura de transformare Ar₃, de răcire;

factor de intensitate a efortului critic;

kilojoule;

mii de Pascali;

mii de punzi pe țol patrat;

oțel care, în total, conține fier și mai puțin de

10%, în greutate, aditivi de aliere;

sudură cu energie a arcului situată, preferabil, în intervalul cuprins între circa 0,3 kJ/mm și circa 2,5 kJ/mm, dar, mai bine, între circa 0,5 kJ/mm și circa 1,5 kJ/mm:

RO 120535 Β1

Conținut scăzut de incluziuni nemetalice

Dimensiune (mărime) a unui defect, maximum admisibilă Microfisură

Microeforturi

Micropor

MPA

Temperatură de transformare M_s ppm

Călire

Temperatură de încetare a călirii

Bramă

Rezistență la întindere

Sudură TIG Temperatură T_nr

USPTO îmbinare sudată numărul de incluziuni nemetalice pe unitatea 1 de suprafață, de exemplu de suprafață dintr-o felie de metal de adaus creat prin această 3 invenție, incluziuni care sunt mai mari de circa 1000 nm, în diametru, și, preferabil, sub 250 5 per mm²;

lungimea și adâncimea unui 7 defect critic;

prima dovadă de separare a materialului la 9 începutul inițierii de rupere prin clivaj; eforturi ce apar în scala de subgranule în jurul 11 unei discontinuități singure (sau un grup de discontinuități), de exemplu o incluziune, un 13 precipitat sau o arie mică dintr-o a doua fază; cavitate ce apare în apropiere de o discon- 15 tinuitate dintr-o matrice de oțel, de exemplu o incluziune, un precipitat sau o arie mică dintr-o 17 a doua fază;

milioane de Pascali; 19 temperatura la care începe transformarea austenitei în martensită, în timpul răcirii, 21 părți per milion, așa cum este folosit conform invenției semni- 23 fică o răcire accelerată prin orice mijloc la care se folosește un fluid ales pentru tendința lui de 25 a spori viteza de răcire în contrast cu răcirea în aer; 27 cea mai înaltă temperatură atinsă la suprafața unei plăci, după ce călirea se oprește din 29 cauza căldurii transmise din grosimea centrală a plăcii; 31 piesă de oțel având orice dimensiuni; într-o încercare la întindere reprezintă raportul 33 dintre sarcina maximă și aria suprafeței transversale, inițiale; 35 sudură cu gaz inert, tungsten;

temperatura sub care austenita nu se mai 37 recristalizează;

Oficiul de Invenții și Mărci al SUA; 39 o îmbinare sudată cae include: un metal de adaus, zona afectată de căldură, metalul de 41 bază din “imediata apropiere” a HAZ. Porțiunea din metalul de bază care este considerată 43 în interiorul “imediatei apropiere a HAZ, și deci o parte a îmbinării sudate, variază în 45 funcție de factori cunoscuți specialiștilor din acest domeniu, de exemplu, dar nelimitativ, 47 lățimea îmbinării sudate, dimensiunea piesei ce se sudează,numărul de îmbinări sudate 49 cerut pentru fabricarea acelei piese și distanța dintre îmbinările sudate. 51

Claims

Revendicări

1. Procedeu de realizare a unor îmbinări sudate criogenice de sudură protejată cu un gaz protector, de exemplu un gaz pe bază de argon, și folosind un electrod consumabil caracterizat prin aceea că prevede obținerea unui metal de adaos cu temperatură de trecere de la ductil la fragil, situată mai jos de -73’C și având o structură cristalină, centrată cubic, a corpului fin granulat, formată din cel puțin 50%, în volum, martensită aciculară, autorevenită, și mai puțin de circa 250 incluziuni nemetalice mai mari de circa 1000 nm, în diametru, per mm², așa cum este măsurată pe o suprafață dintr-o felie de metal de adaos, și cuprinzând următoarele elemente de aliere: circa 0,06%, în greutate, până la circa 0,10%, în greutate, carbon; circa 1,60%, în greutate, până la circa 2,05%, în greutate, mangan; circa 0,20%, în greutate, până la circa 0,32%, în greutate, siliciu; circa 1,87%, în greutate, până la circa 6,00%, în greutate, nichel; circa 0,30%, în greutate, până la circa 0,87%, în greutate, crom; și circa 0,40%, în greutate, până la circa 0,56%, în greutate, molibden.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că respectivul metal de adaus mai cuprinde cel puțin un aditiv ales din grupul care constă din 0%, in greutate, până la circa 0,30%, în greutate, cupru; 0%, în greutate, până la circa 0,020%, în greutate, aluminiu; 0%, în greutate, până la circa 0,015%, în greutate, zircon; și 0%, în greutate, până la circa 0,010%, în greutate, titan.
3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că procesul de sudură protejat cu gaz se execută cu un aport de căldură în intervalul cuprins între 0,5 kJ/mm și circa 1,5 kj/mm.
4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că procesul de sudură protejat cu gaz este o sudură cu arc pe electrod metalic în gaz, iar respectivul metal de adaos cuprinde fier și circa 0,07%, în greutate, carbon, circa 2,05%, în greutate, mangan;circa 0,32%, în greutate, siliciu, circa 2,20%, în greutate, nichel; circa 0,45%, în greutate, crom, circa 0,56%, în greutate, molibden; sub circa 110 ppm, fosfor și sub 50 ppm, sulf.
5. Procedeu conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că procesul de sudură protejat cu gaz se execută cu un aport decăldură în intervalul cuprins între circa 0,3 kJ/mm și circa 1,5kJ/mm.
6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că procesul de sudură protejat cu gaz este sudură cu arc pe electrod metalic în gaz, respectivul metal de adaos cuprinzând fier și circa 1,60% în greutate, mangan, circa 0,25%, în greutate, siliciu; circa 1,87%, în greutate, nichel, circa 0,87%, în greutate crom; circa 0,51 %, în greutate molibden; sub circa 75 ppm, fosfor; sub circa 100 ppm, sulf; și sub circa 0,10%, în greutate, carbon.
7. Procedeu conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că procesul de sudură protejat cu gaz se execută cu gaz protector pe bază de argon, cu mai puțin de circa 1%, în greutate, oxigen.
8. Procedeu conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că procesul de sudură cu gaz se execută cu aport de căldură într-un interval cuprins între circa 0,3 kj/mm și circa

1,5 kJ/mm.
9. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că procesul de sudură este o sudură cu wolfram, în gaz inert, respectivul metal de adaus cuprinzând fier și circa 1,80%, în greutate, mangan, circa 0,20%, în greutate siliciu, circa 4,00%, în greutate, nichel, circa 0,5%, în greutate crom, circa 0,40%, în greutate, molibden; circa 0,30%, în greutate, cupru, circa 0,02%, în greutate, aluminiu; circa 0,010%, în greutate, titan, circa 0,015%, în greutate, zircon; sub circa 50 ppm fosfor; sub circa 30 ppm, sulf; și sub circa 0,07%, în greutate, carbon.

RO 120535 Β1
10. Procedeu conform revendicării 9, caracterizat prin aceea că procesul de sudură, 1 protejat cu gaz, se execută cu aport de căldură în intervalul cuprins între circa 0,3 kJ/mm și

1,5 kj/mm și o preîncălzire de circa 100°C. 3
11. îmbinare sudată produsă prin sudarea a cel puțin două margini ale unui metal de bază, folosind un proces de sudură, protejat cu gaz, un gaz protector pe bază de argon și 5 un electrod consumabil de sudură, caracterizată prin aceea că respectiva îmbinare sudată are o rezistență la întindere de cel puțin circa 900 MPa și cuprinde un metal de adaus cu 7 temperatură de trecere de la ductil la fragil situată mai jos de - 73°C și având o structură cristalină centrată cubic a corpului fin granulat, formată din cel puțin 50%, în volum, 9 martensită aciculară, autorevenită, și mai puțin de circa 250 incluziuni nemetalice mai mari de circa 1000 nm, în diametru, per mm², așa cum este măsurată pe o suprafață dintr-o felie 11 de metal de adaus, și având următoarele elemente de aliere: circa 0,06%, în greutate, până la circa 0,10%, în greutate, carbon circa 1,60%, în greutate, până la circa 2,05%, în greutate, 13 mangan; circa 0,20%, în greutate, până la circa 0,32%, în greutate, siliciu; circa 1,87%, în greutate, până la circa 6,00%, în greutate, nichel: circa 0,30%, în greutate, până la circa 15 0,87%, în greutate, crom; și circa 0,40%, în greutate, până la circa 0,56%, în greutate, molibden; precum și o zonă afectată de căldură și porțiuni ale respectivului metal de bază 17 în imediata vecinătate a intervalului de temperaturi interciclice.
12. îmbinare sudată conform revendicării 11, caracterizată prin aceea că metalul 19 de adaus menționat mai cuprinde cel puțin un aditiv ales din grupul care constă din 0%, în greutate, până la circa 0,30%, în greutate, cupru; 0%, în greutate, până la circa 0,020%, în 21 greutate, aluminiu; 0%, în greutate, până la circa 0,015%, în greutate, zircon; și 0%, în greutate, până la circa 0,010%, în greutate, titan. 23