Fragilização pelo hidrogênio em aço API 5L X65 em ambiente salino saturado com CO2 e CO2 com baixo teor de H2S

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Samara Cruz da
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/13506
Resumo: Os mecanismos básicos de corrosão por CO2 e por H2S são de amplo conhecimento da comunidade científica. No entanto, os mecanismos de falhas por trincamento em ambiente de CO2 ou em um ambiente onde essa espécie coexista com outras, necessitam de melhor entendimento. Com base nisso, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do CO2 e do CO2 com baixo teor de H2S sobre o aço API 5L X65, a fim de melhor entender os mecanismos de falhas por trincamento que podem ocorrer. O principal foco dessa investigação foi entender como a presença de produtos de corrosão (Fe3C) ou filmes de superfície (FeCO3 ou FeS) influenciam na permeação de hidrogênio e no mecanismo de trincamento do aço API 5L X65 em ambiente salino saturado com CO2 ou com a mistura de CO2 com baixo teor de H2S. Para isso, testes de permeação de hidrogênio e de tração sob baixa taxa de deformação (BTD) foram realizados em ambiente de CO2, nas condições de superfície original, rica em Fe3C e com filme de FeCO3. Foram realizados também testes em ambiente de CO2/H2S para avaliar a contribuição de baixos teores de H2S no processo. Os resultados mostraram que em meio de CO2 a maior perda de ductilidade ocorreu para a superfície rica em Fe3C. À medida que, sob polarização catódica, a densidade de corrente de permeação aumentou continuamente nas superfícies polida e de Fe3C, e na superfície de FeCO3 decaiu com o tempo, porém o efeito fragilizante do hidrogênio foi maior nas superfícies polida e de FeCO3. Contudo, em relação a todas as outras condições estudadas, as densidades de corrente de permeação e perda de ductilidade foram maiores em ambiente de CO2/H2S.
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O principal foco dessa investigação foi entender como a presença de produtos de corrosão (Fe3C) ou filmes de superfície (FeCO3 ou FeS) influenciam na permeação de hidrogênio e no mecanismo de trincamento do aço API 5L X65 em ambiente salino saturado com CO2 ou com a mistura de CO2 com baixo teor de H2S. Para isso, testes de permeação de hidrogênio e de tração sob baixa taxa de deformação (BTD) foram realizados em ambiente de CO2, nas condições de superfície original, rica em Fe3C e com filme de FeCO3. Foram realizados também testes em ambiente de CO2/H2S para avaliar a contribuição de baixos teores de H2S no processo. Os resultados mostraram que em meio de CO2 a maior perda de ductilidade ocorreu para a superfície rica em Fe3C. À medida que, sob polarização catódica, a densidade de corrente de permeação aumentou continuamente nas superfícies polida e de Fe3C, e na superfície de FeCO3 decaiu com o tempo, porém o efeito fragilizante do hidrogênio foi maior nas superfícies polida e de FeCO3. Contudo, em relação a todas as outras condições estudadas, as densidades de corrente de permeação e perda de ductilidade foram maiores em ambiente de CO2/H2S.The basic mechanisms of CO2 corrosion and H2S corrosion are widely known to the scientific community. However, the cracking failure mechanisms in a CO2 environment or in an environment where this species coexists with others, needs better understanding. Based on this, the aim of this work was to assess the effect of CO2 and of CO2 with low H2S content under the API 5L X65 steel, in order to better understand the cracking failure mechanisms that can occur. The main focus of this inquiry was to understand how the presence of the corrosion products (Fe3C) or surface films (FeCO3 or FeS) influence on hydrogen permeation and in cracking mechanism of the API 5L X65 steel in saline environment saturated with CO2 or with the mix of CO2 with low H2S content. Therefore, hydrogen permeation and Slow Strain Rate (SSR) tests were performed in CO2 environment, in surface conditions of wet-ground, Fe3C rich and with FeCO3 film. These tests were also performed in CO2/H2S environments to assess the contribution low H2S content in the process. The results showed that in CO2 environment the highest loss of ductility occurred for the Fe3C rich surface. Whilst, under cathodic polarization, the permeation current density increased continuously into the surface conditions wet-ground and Fe3C rich, and into the FeCO3 filmed surface declined along the time, but the embrittlement effect was higher into the wet-ground and FeCO3 surfaces. Nevertheless, in reference to all other conditions studied, permeation current density and loss of ductility were higher in CO2/H2S environments.Submitted by Natasha Valladão (natashasilvaa4@gmail.com) on 2021-01-12T17:03:28Z No. of bitstreams: 1 SamaraCruzDaSilva.pdf: 15459420 bytes, checksum: e6bd97af20b9e7714b08a0e1f75099ee (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-12T17:03:28Z (GMT). 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