Estudo comparativo da resistência à corrosão e permeabilidade do hidrogênio de aços API grau X65 baixo manganês em solução B da norma NACE TM-0284 (2017)
- Authors:
- Autor USP: MARTINEZ, JUAN DAVID SANTOS - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMT
- Subjects: CORROSÃO; AÇO; MANGANÊS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) têm sido bastante utilizados na fabricação de tubulações para o transporte de petróleo e gás. Entretanto, o uso destes materiais em meios com elevadas concentrações de H2S, denominados sour, tem resultado em falhas frequentes, devido à suscetibilidade destes materiais ao desenvolvimento do fenômeno de trincamento induzido pelo hidrogênio (Hydrogen Induced Cracking - HIC), assim como devido a problemas de corrosão. O desenvolvimento de diferentes processos tecnológicos para a produção de tubos de aços ARBL, tais como a laminação controlada e resfriamento acelerado, a adição de microligantes, assim como a diminuição do teor de enxofre, fósforo, carbono e manganês, tem levado à elaboração de materiais com propriedades mecânicas otimizadas, permitindo também um melhor controle da microestrutura. As perdas de dureza e resistência mecânica devidas à redução do teor de manganês, são compensadas pela adição de elementos como cromo e nióbio. Neste trabalho estão sendo comparadas a resistência à corrosão e os parâmetros de permeabilidade do hidrogênio de dois tubos de aço API 5L X65 e uma chapa API 5L X65, todos do tipo ARBL e com baixo manganês (0,27%) e alto nióbio (0,083% a 0,090%), na solução B da norma NACE, TM-0284 (2011). Para isto, foram realizados ensaios de potencial de circuito aberto (Open Circuit Potential - OCP), espectroscopia de impedância eletroquímica (Electrochemical Impedance Spectroscopy - EIS) e curvas de polarização potenciodinâmicas no eletrólito naturalmente aerado, desaerado e saturado com H2S. Os testes de permeabilidade do hidrogênio foram realizados com base na norma ASTM INTERNATIONAL G148 - 97, porém usando a célula modificada de DEVANATHAN e STACHURSKY (1962) e com H2S como veneno catódico. Os materiais foram caracterizados por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura(MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de Raios-X (X-Ray Energy Dispersive Spectroscopy - EDS) antes e depois de testes de imersão nos diferentes eletrólitos. Caracterização dos produtos de corrosão por difração de raios-X (DRX) também foi realizada após imersão em meio saturado com H2S (sour). As análises por MO e MEV mostraram matrizes ferríticas para os três aços, com a presença de baixos teores do microconstituinte martensita/austenita (M/A), de perlita e com baixo nível de inclusões uniformemente distribuídas e com composições químicas semelhantes. Os resultados dos ensaios de corrosão mostraram que, para todos os meios investigados, o aço denominado como B apresentou a melhor resistência à corrosão, enquanto aquele denominado como C se mostrou o mais suscetível em todas as condições estudadas. Para os três aços, a resistência à corrosão apresentou a seguinte ordem crescente de acordo com o meio de exposição: meio saturado com H2S < meio naturalmente aerado < meios desaerados. Ensaios de OCP e EIS no meio saturado com H2S em um período de 24h mostraram que a resistência à corrosão aumenta com o tempo em razão da formação de uma camada de sulfeto de ferro, que, no entanto, se apresentou pouco aderente. Os resultados dos ensaios de permeação de hidrogênio mostraram que o aço denominado B, que apresentou maior resistência à corrosão em todos os meios e que não apresenta perlita em sua microestrutura, teve o maior valor de difusividade efetiva de hidrogênio, menor concentração de hidrogênio atômico na sub-superfície e menor quantidade de traps por unidade de volume. Quanto aos outros dois materiais, os resultados dos testes de permeabilidade ficaram em desacordo com os resultados da caracterização microestrutural e dostestes de resistência à corrosão, indicando que fatores diferentes dos detectados neste estudo são importantes para governar essas propriedades.
- Imprenta:
- Data da defesa: 10.11.2017
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ABNT
SANTOS MARTINEZ, Juan David. Estudo comparativo da resistência à corrosão e permeabilidade do hidrogênio de aços API grau X65 baixo manganês em solução B da norma NACE TM-0284. 2017. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15012018-145847/. Acesso em: 16 abr. 2024. -
APA
Santos Martinez, J. D. (2017). Estudo comparativo da resistência à corrosão e permeabilidade do hidrogênio de aços API grau X65 baixo manganês em solução B da norma NACE TM-0284 (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15012018-145847/ -
NLM
Santos Martinez JD. Estudo comparativo da resistência à corrosão e permeabilidade do hidrogênio de aços API grau X65 baixo manganês em solução B da norma NACE TM-0284 [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15012018-145847/ -
Vancouver
Santos Martinez JD. Estudo comparativo da resistência à corrosão e permeabilidade do hidrogênio de aços API grau X65 baixo manganês em solução B da norma NACE TM-0284 [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15012018-145847/ - Corrosion characterization of new low manganese microalloyed X65 steels in sour and NON-SOUR synthetic seawater
- Caracterização microestrutural e corrosão de aços microligados com diferentes teores de Mn e Nb
- Estudo comparativo da resistência à corrosão de aços API GRAU X65 em solução B NACE TM 0284 sem e com saturação de H2S
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