1 |
[pt] AVALIAÇÃO DA JUNTA SOLDADA DE AÇO API EM MEIO CORROSIVO / [en] EVALUATION OF API STEEL WELDED JOINTS IN A CORROSIVE MEDIUMFRANCISCO DE ARAUJO MARTINS 20 December 2005 (has links)
[pt] As tubulações de aços utilizadas pela indústria do
petróleo estão
constantemente expostas à ação do ácido sulfídrico (H2S)
que é o veículo para
a difusão do hidrogênio no aço, provocando o surgimento
de
trincas induzidas
pela fragilização por hidrogênio e/ou trincas de
corrosão
sob tensão. A junta
soldada, que é considerada a região crítica dos dutos,
foi
o objeto de avaliação
neste trabalho mediante ensaios de tração sob baixa taxa
de deformação
(BTD) e através da norma NACE TM0177/96 - Método A
(Standard Tensile
Test), verificando o seu comportamento quanto à
fragilização por hidrogênio e
à corrosão sob tensão em aços da classe API grau X70 e
X80. Uma solução de
tiossulfato de sódio foi utilizada no ensaio BTD para
avaliação da fragilização
por hidrogênio e corrosão sob tensão, reduzindo custos e
atendendo aos ítens
de segurança. Os resultados mostraram que os aços API 5L
X70 e X80 são
susceptíveis à fragilização por hidrogênio e à corrosão
sob tensão. / [en] The steel tubes used in the Oil Industry are constantly
exposed to
hydrogen sulphide (H2S) which leads to the diffusion of
hydrogen into the steel,
provoking hydrogen induced embrittlement cracks and/or
stress corrosion
cracking. Welded joints, generally considered to be the
critical region in
pipelines, were evaluated in this study, using slow strain
rate tensile testing
(SSRT) and NACE TMO177/96 - Method A (standard tensile
test) norm,
verifying the behaviour of joints in API X-70 and X-80
grade steels, with regard
to hydrogen embrittlement and stress corrosion cracking.
Sodium thiosulphate
was used in the slow strain rate tests permit the
evaluation of hydrogen
embrittlement and stress corrosion cracking while reducing
testing costs and
maintaining safety standards. The results show that the
API X-70 and X-80
grade steels are susceptible to hydrogen embrittlement and
stress corrosion
cracking.
|
2 |
[en] CHARACTERIZATION OF CARBON-STEEL JOINTS WELDED BY TWO-LAYER DEPOSITION TECHNIQUE AND EXPOSED TO H2S / [pt] CARACTERIZAÇÃO DE JUNTAS DE AÇO-CARBONO SOLDADAS POR DUPLA-CAMADA SUBMETIDAS À AÇÃO DO H2SPAULO ROBERTO MANSO VIEIRA 23 June 2004 (has links)
[pt] Na indústria do petróleo, as tubulações de aço que
conduzem
hidrocarbonetos estão constantemente submetidas à ação do
gás sulfídrico (H2S).Na condição de veículo do átomo de
hidrogênio, este gás pode ensejar sua difusão
no aço, provocando a fragilização do mesmo. O tratamento
térmico pós-soldagem,previsto nos procedimentos de
soldagem
convencionais qualificados pela Petrobras, atua no
sentido
de atenuar os efeitos danosos do hidrogênio, na medida
em que reduz o nível de tensões presentes na junta
soldada,
quando em contato com o H2S. O presente trabalho conduz
um
estudo a respeito do comportamento de juntas de topo de
tubulações em aço-carbono microligado, soldadas conforme o
procedimento conhecido como Dupla-Camada, comparando-o ao
de juntas obtidas pelo procedimento de soldagem dito
Convencional. O procedimento Dupla-Camada não contempla
tratamento térmico pós-soldagem de revenimento,
pois as tensões internas remanescentes na zona de solda
são
aliviadas pelo passe de soldagem subseqüente, agregando,
portanto, redução do custo de manutenção e acréscimo da
disponibilidade de tubos condutores de derivados do
petróleo. Outrossim, este procedimento eleva a vida-útil
da
junta, pela melhoria da sua tenacidade, em função da
redução do tamanho de grão obtida nas zonas
termicamente afetadas (ZTA s). A medição das tensões
residuais provenientes da soldagem (oriundas de
contração,
transformação de fases, gradiente de resfriamento e
difusão
do átomo de hidrogênio inerente ao processo) e da
exposição do material ao H2S (provocadas por difusão do
H),
através do método de difração de raios-X, avaliou a
efetividade do alívio de tensões alcançado em
juntas idênticas soldadas pelos dois procedimentos
citados.
Foi, também, investigada a ocorrência de microtrincas
inter
e/ou transgranulares, bem como foram observadas as
microestruturas resultantes, através de metalografias
óptica e eletrônica de varredura, medidas as microdurezas
das juntas, assim como os tamanhos de grão na zona de
ligação das ZTA s, e comparados os resultados
obtidos segundo os dois procedimentos de soldagem. A
seguir, as amostras foram submetidas a análise em
microscópio eletrônico de transmissão, visando a
observação das discordâncias existentes, mecanismos que
contribuem para o alcance do nível de tensões residuais
reinante, que não puderam ser avaliados pelo
método de medição empregado. Os resultados obtidos
indicaram, em média, um estado de tensões mais relaxado,
com evidência de microestrutura de granulação
ligeiramente mais fina, após a soldagem pelo procedimento
Convencional. Não foram encontradas microtrincas, nem
constatada uma substancial existência de discordâncias, e
constatou-se uma microdureza maior nas regiões de
granulação
refinada nas ZTA s. Torna-se necessária a realização de
mais medições de tensões residuais, que forneçam suporte
estatístico à tomada de decisão na escolha do
procedimento
de soldagem mais adequado. Do ponto-de-vista operacional,
os
resultados obtidos indicam a demanda por um controle mais
apurado na velocidade de avanço da deposição do eletrodo
(metal de adição) por parte do soldador executante do
procedimento de soldagem Dupla-Camada, suficiente à
garantia da elevação do aporte térmico exigida ao
recozimento da microestrutura de granulação grosseira das
ZTA s, visando a garantia do alcance das propriedades
requeridas à junta soldada. / [en] In petroleum industry, steel pipes that conduct products
are frequently submitted to the H2S action, that produces
steel atomic hydrogen diffusion and embrittlement. The post-
welding heat treatment, predicted in welding procedures
qualified by Petrobras, reduce the dangerous hydrogen
effect when joint is in contact with H2S, by reducing
existing residual internal stresses level. This thesis
studies a top joint performance when welded by two
different techniques:Conventional, with tempering after
welding, and Two-Layer Deposition, without post-welding
heat treatment to internal stresses relief. In the last
case, the residual stresses produced during welding
deposition are reduced by action of second layer, what
reduces maintenance costs and increase the equipments
availability. This welding procedure increase the welded
joint life too, by reducing grain size and increasing
toughness of thermal affected zone. By X-ray diffraction
methode, were measured internal stresses deriving from
welding process and H2S exposition, to detect the efficacy
of stress relief made on identical joints welded
by the two refered procedures. They were also investigated
existing microcracks, observed resultant microstructures by
optical and scanning electron microscopy, measured
microhardnesses and compared grain sizes in joints regions
welded by both procedures. Then, samples were analysed by
transmission electron microscopy to evaluate itself
existing dislocations level, responsible by internal
tension level existing at regions from welded zone that
were inable to be measured by X-ray methode. Results
obtained showed a major stress relief state and a
relatively lowest grain size in joints welded by
Conventional welding process. There was detected neither
microcracks nor an important dislocations level and
the microhardnesses showed higher values on the biggest
grains at the thermal affected zones. It´s necessary to
make more residual stresses measures to give a
statistical support to decision about what is the most
adequate welding procedure. From the operational point-of-
view, these results suggest the necessity of a better
parameters control process by the welder, in the case of
alternative welding procedure proposed, the Two-Layer
Deposition Technique.
|
3 |
[en] HYDROGEN INTERACTION WITH THE MICROSTRUCTURE OF THE WELDED JOINT OF DUPLEX AND AUSTENITIC STAINLESS STEEL / [pt] INTERAÇÃO DO HIDROGÊNIO COM A MICROESTRUTURA DOS AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICO P550 E DUPLEX S31803VANESSA FELICIANO M DE QUEIROZ 26 August 2021 (has links)
[pt] A exposição de aços a condições de geração de hidrogênio, como em ambientes que contenham H2S ou sob proteção catódica, pode provocar o aumento do teor de hidrogênio na sua superfície, fragilizando o material.
Foi desenvolvido um estudo com o objetivo de comparar o comportamento das microestruturas de dois diferentes aços inoxidáveis, um austenítico de classe P550 e um duplex S31803, com relação à permeação e consequente fragilização pelo hidrogênio.
Os aços foram testados nas condições com e sem solda autógena utilizando os mesmos parâmetros de soldagem. Foram realizados análise microestrutural por MO, MEV e MET, ensaios de tração, ensaios de BTD com os corpos de prova imersos em solução de água do mar sintética e sob aplicação de potencial catódico de -1200 mV SCE, com o objetivo de simular condições de serviço e fractografia por MEV dos corpos de prova ensaiados por BTD.
Observou-se que ambas as classes de aços sofreram alguma fragilização, no entanto, com relação à perda de ductilidade em função da redução de área dos corpos de prova, esta ocorreu de forma mais pronunciada para o aço inoxidável duplex.
Foi observado que o aço austenítico no metal de base continha maior densidade de maclas do que o metal de solda, resultando em maior fragilização. Além disto, no metal de base, observou-se mais alta densidade de discordâncias e de precipitados.
O aço duplex, por outro lado, apresentou fragilização muito maior do que o austenítico em ambas as condições quando permeado pelo hidrogênio. No entanto, esta fragilização foi mais pronunciada na condição de como soldado.
Atribuiu-se este comportamento à ferritização parcial da estrutura e à formação de austenita Widmanstätten.
As análises fractográficas sugerem a alteração do mecanismo de fratura dos corpos de prova de dúctil, quando ensaiados ao ar, para frágil, na condição de ensaio com geração de hidrogênio. Esta observação fundamenta-se no fato de que as superfícies de fratura de todos os corpos de prova ensaiados ao ar são formadas predominantemente por dimples (dúctil), enquanto no ensaio com geração de hidrogênio, as superfícies de fratura se apresentam com aspecto frágil de diferentes formas para cada aço. / [en] Steel exposure to hydrogen generation conditions, such as in environments containing H2S or under cathodic protection, can cause an increase in the hydrogen content on the surface which leads to the material embrittlement.
A comparative study was carried out on the structure behavior of two different stainless steels, an austenitic class P550 and a duplex S31803, concerning permeation and consequent hydrogen embrittlement.
The steels were tested in conditions with and without autogenous welding using the same welding parameters. It was performed microstructural analysis by OM, SEM and TEM, tensile tests, BTD tests with the specimens immersed in a synthetic seawater solution and under application of a cathodic potential of -1200 mV SCE, in order to simulate service conditions, and surface fractography of these specimens by SEM.
It was observed that both grades of steel suffered some fragility. However, the loss of ductility due to the reduction of the area of the specimens occurred in a more pronounced way for the duplex stainless steel.
It was also observed that the austenitic steel in the base metal contained a higher density of twinnings than the weld metal, resulting in greater embrittlement. In addition, a higher density of dislocations and precipitates was observed in the base metal.
On the other hand, duplex steel showed much more significant embrittlement than austenitic in both conditions when permeated by hydrogen. However, this weakness was more pronounced in the as welded condition. This behavior was attributed to the partial ferritization of the structure and the formation of Widmanstätten austenite.
Fractographic analyzes suggest that the fracture mechanism morphology changed from ductile to brittle when the specimens were tested in the air and hydrogen condition respectively. This observation is based on the fact that the fracture surfaces of all samples tested in the air consisted predominantly of dimples (ductile). In contrast, in the test with hydrogen generation, the fracture surfaces appear with different brittle morphologies for each steel.
|
Page generated in 0.0495 seconds