Investigação da relação entre a suscetibilidade ao trincamento induzido pelo hidrogênio (HIC) e parâmetros de resistência à corrosão de tubos de aços ARBL graus API 5L X65 e X80.

• Autor(a) principal: Quispe Avilés, Janeth Marlene
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-05012018-104419/
• topic: Ácidos; Aço; Corrosão; Corrosion; Electrochemical impedance spectroscopy; Espectroscopia; Hidrogênio; Hydrogen induced cracking; Hydrogen sulfide; Microalloyed steel

Atualmente a maior parte da energia consumida no mundo provém de fontes como carvão, petróleo e gás natural. Nas últimas décadas, o aumento na demanda por petróleo e gás natural teve como resultado um grande aumento no uso de tubos de aço para transportar estes produtos por longas distâncias. Os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) produzidos de acordo com a norma API 5L são atrativos para estas aplicações por apresentarem boas propriedades mecânicas e soldabilidade aliadas a baixos custos. Entretanto, nestas aplicações os materiais são expostos a meios corrosivos com altos teores de H2S, tornando-os susceptíveis aos danos provocados pelo hidrogênio. Dentre estes um dos mais importantes é o trincamento induzido pelo hidrogênio (hydrogen induced cracking - HIC). Neste trabalho a resistência à corrosão e ao HIC de dois aços API 5L X65, cujas composições diferem principalmente com relação aos teores de Mn e de Nb, e de um aço API 5L X80 comercial foi investigada na solução A da norma NACE TM0284-2011. A avaliação da resistência à corrosão foi realizada em solução naturalmente aerada ou desaerada sem e com saturação com H2S por meio de ensaios de potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Análises microestruturais por microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) foram realizadas para correlacionar a microestrutura com os dois parâmetros investigados. As análises por MO e MEV mostraram que os dois aços API 5L X65 possuem inclusões uniformemente distribuídas em uma matriz ferrítica com ilhas de perlita degenerada e microconstituintes M/A (martensita/ austenita) nos contornos de grão da ferrita. Por sua vez, o aço API 5L X80 apresentou matriz ferrítica com microconstituintes M/A, e inclusões de formas arredondadas e irregulares em maior número e distribuídas de forma irregular. Os resultados dos ensaios eletroquímicos mostraram que, para os três aços, a resistência à corrosão diminui sensivelmente na presença de H2S. Por outro lado, os ensaios de impedância evidenciaram aumento da resistência à corrosão com o tempo de imersão em todos os meios, provavelmente associado à formação de produtos de corrosão insolúveis e que precipitam sobre a superfície dos aços. Todos os ensaios mostraram que os dois aços API 5L X65 são mais resistentes à corrosão que o aço API 5L X80. Os ensaios de HIC mostraram que os dois aços API 5L X65 não são suscetíveis a este tipo de falha, contrariamente ao aço API 5L X80. Neste último houve formação de trincas da parte central e inferior (interna) da amostra fornecida em forma de tubo. A análise do caminho de propagação da trinca mostrou a presença de inclusões ricas em Mn e S, indicando que elas têm um papel relevante no mecanismo de trincamento. Os resultados de todos os ensaios de corrosão mostraram que o aço experimental API 5L X65 produzido pela CBMM com baixos teores de Mn e altos teores de Nb apresentou resistência à corrosão ligeiramente superior ao aço API 5L X65 comercial, indicando ser esta composição promissora para aplicações em meios sour.