Análise de propagação de trincas e aços API 5L, em meio contendo H2S sob carregamento trativo constante

• Autor(a) principal: Mazzei, Leandro Silva
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/7911
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Propagação de trincas;; Fragilização por hidrogênio;; H2S.

A estrutura brasileira de abastecimento de petróleo, gás e derivados, interligando as fontes de produção, refinarias e centros de consumo, baseia-se principalmente na malha dutoviária do país. A extensão total desta malha ao final de 1997, incluindo oleodutos, polidutos e gasodutos, era de cerca de 12.000 km, recentemente aumentada sensivelmente com a inauguração do gasoduto Brasil/Bolívia. Toda esta malha é até o momento operada pela Petrobrás, sendo que uma parcela altamente significativa (77 %) de sua extensão é constituída por dutos com mais de 10 anos de operação.Estudos realizados pela Petrobrás têm mostrado que os dutos de transporte em atividade no país apresentam sérios problemas de corrosão interna e formação de depósitos, tanto orgânicos como inorgânicos. A extensão e gravidade destes problemas estão relacionadas ao tipo de produto transportado, condições de operação e localização, implicando em manutenção periódica dos mesmos e causando sérios prejuízos, tanto do ponto de vista do processo em si, como pela necessidade de interrupção de atividade. Embora os procedimentos para inibir processos corrosivos sejam amplamente utilizados, observa-se em alguns casos, que os processos convencionais não são suficientes para prolongar a vida útil do tubo. Os oleodutos são o meio de transporte preferencial tanto para atender o abastecimento das refinarias como para suprir a necessidade dos grandes centros consumidores de derivados.A necessidade de desenvolver novas tecnologias para exploração e retirada de petróleo em águas profundas e ultra profundas nos levam cada vez mais a novos desafios.No cenário mundial altamente competitivo,as empresas químicas e petroquímicas estão cada vez mais investindo em formas de aumento de produtividade operando em condições cada vez mais severas. Neste sentido,há intensa busca por novos materiais que sejam capazes de suportar as adversidades encontradas,ou mesmo avaliar os materiais já existentes associados a medidas mitigadoras que aumentam sua durabilidade. Os dutos normalmente apresentam descontinuidades e/ou outros defeitos introduzidos durante o processo de fabricação ou durante sua utilização,associado com um ambiente severo podem reduzir drasticamente sua vida útil,levando-os à fratura. Esse tipo 2 de falha pode significar elevados prejuízos financeiros e ambientais,causando sérios danos à população local, perdendo a confiabilidade do mercado.O petróleo e o gás natural são contaminados com H2S,que é muito agressivo aos aços usados no transporte e no processamento desses produtos.Programas de inspeção indicam que 25% dos equipamentos que falham na indústria de refino do petróleo estão associados a danos causados pelo hidrogênio[CARNEIRO,2002].A reação entre H2S úmido e o aço gera hidrogênio atômico,sendo uma parte desse hidrogênio absorvida pelo aço. Na ausência de carga a difusão do hidrogênio pode causar bolha(blistering) ou induzir trincas (HIC) iniciadas em fases duras ou em inclusões não metálicas [CARNEIRO,2002].Na presença de carga aplicada ou tensão residual, o processo de falha pode ocorrer por corrosão sob tensão assistida pelo sulfeto (sulfide stress corrosion cracking-SSCC)ou por trincas induzidas pelo hidrogênio e orientadas por tensão (stress oriented hydrogen induced cracking-SOHIC). Essa última ocorre principalmente em aços de menor resistência, tais como os aços API para linepi pede baixo grau[CARNEIRO,2002].Algumas medidas têm sido tomadas durante o processo de produção dos aços para redução desses efeitos,como o tratamento com cálcio que aumenta a dureza da inclusão não metálica de sulfeto de manganês durante o processo de laminação produzindo uma inclusão arredondada ao invés de alongada,minimizando o efeito do hidrogênio. As medidas pós-produção, tais como o uso de inibidores de corrosão,desumidificantes e aplicação de revestimentos tem se mostrado bem mais caras [TAKAHASH,1995].