Grant: Collaborative Research and Development Grants

Welded pipeline steels made of 316 or 316L grade stainless steels are widely used in oil and gas industry mainly for the transportation of very corrosive substances. One of the main challenges in welding of these steels is the occurrence of discoloration, also called heat tinting, of the weld region which results often in the rejection of the part. The origin of the discoloration phenomenon has been related to the formation of chromium oxides during the welding of the root pass and subsequent fill and cap passes. Recent research has indicated that oxygen trapping in the fusion zone could also be a probable source for the occurrence of the discoloration phenomenon. However, the influence of the oxygen level present during welding on the extent of discoloration and level of damage to the microstructure and corrosion properties has not been quantified yet. In addition to the oxygen level, surface preparation has been identified as a very important process parameter that could affect the quality of the joint and its durability under service conditions. The main objective of the present research is therefore to investigate the influence of starting base material, weld process parameters, and surface preparation on the extent and severity of the discoloration and its correlation with joint structure and properties through the identification of the governing mechanisms. The outcome of the project for the industrial partner will be to implement improved surface preparations and welding procedures as a function of the selected material in order to achieve acceptable discoloration levels.#(cr)#(lf)Les aciers pour pipeline soudés en aciers inoxydables 316 ou 316L sont largement utilisés dans l'industrie du pétrole et du gaz, principalement pour le transport de substances très corrosives. L'un des principaux défis du soudage de ces aciers est la décoloration de la zone de soudure, également appelée coloration due à la chaleur, qui se traduit souvent par le rejet de la pièce. L'origine du phénomène de décoloration est liée à la formation d'oxydes de chrome lors du soudage. Des recherches récentes ont indiqué que le piégeage de l'oxygène dans la zone de fusion pourrait également être une source probable de l'apparition du phénomène de décoloration. Cependant, l'influence du niveau d'oxygène présent pendant le soudage sur l'étendue de la décoloration et le niveau d'endommagement de la microstructure et des propriétés de corrosion n'a pas encore été quantifié. Outre le niveau d'oxygène, la préparation de la surface a été identifiée comme un paramètre de processus très important susceptible d'affecter la qualité du joint et sa durabilité en conditions de service. L'objectif principal de la présente recherche est donc d'étudier l'influence du matériau de départ, des paramètres du processus de soudage et de la préparation de la surface sur l'étendue et la gravité de la décoloration, ainsi que sa corrélation avec la structure et les propriétés des joints grâce à l'identification des mécanismes directeurs. Pour le partenaire industriel, le projet aboutira à la mise en oeuvre de procédés de préparation de la surface et de soudage améliorés en fonction du matériau sélectionné, afin de parvenir à des niveaux de décoloration acceptables.