[pt] O desenvolvimento de novas tecnologias com Hidrogênio como fonte de
energia ressalta um antigo desafio nos meios de transporte e armazenamento desse,
visto que todos materiais estruturais têm susceptibilidade a fragilização pelo
hidrogênio. A forma usual de resolver esse problema é o uso de materiais nobres e
mais resistentes a fragilização pelo hidrogênio. Uma alternativa para o
dimensionamento mecânico em condições de fragilização pelo hidrogênio vem da
modelagem de trincas curtas através da mecânica da fratura linear elástica ou
Elasto-Plástica. Esses modelos consideram dois parâmetros do material, o Limite
de Resistência ao Trincamento Assistido pelo Ambiente e o Limiar de Propagação
de Trincas no meio. Nesse trabalho o modelo proposto é validado
experimentalmente em condições de Corrosão sob Tensão Induzida por Sulfetos
(aço de alta resistência e baixa liga e o aço inoxidável super martensítico UNS
S41426 expostos ao sulfeto de hidrogênio), bem como o aço 17-4PH em 200bar(g)
de H2. O método de teste T-WOL recomendado no código ASME BPVC para a
obtenção da tenacidade à fratura sob alta pressão de H2 é avaliada para materiais
com alta tenacidade, a qual não apresentou bons resultados. Como alternativa, uma
metodologia modificada a partir da norma ASTM E1820 para obter a curva J-R em
H2 a alta pressão é testada, obtendo o limiar de propagação de trincas em condições
Elasto-Plásticas. Durante as atividades, uma célula de carga utilizada no interior da
autoclave de teste falhou quando exposta a 200bar(g) de H2. Foi realizada análise
de falha e redimensionamento, conforme o modelo de trincas curtas proposto, para
que células semelhantes pudessem ser utilizadas nos testes subsequentes / [en] The development of new technologies with hydrogen as an energy source underscores a longstanding challenge in its transportation and storage, since all structural materials are susceptible to hydrogen embrittlement. The usual approach to solve this problem is to use nobler materials more resistant to hydrogen embrittlement. An alternative approach to mechanical design under hydrogen
embrittlement conditions involves the modeling of the behavior of short cracks through linear elastic or elastoplastic fracture mechanics. These models consider two key material parameters: the Environmental Assisted Cracking Resistance Limit and the Crack Propagation Threshold in the environment. In this study, the proposed model is validated by suitable tests under sulfide stress corrosion cracking - High Strength and Low Alloy steel and a supermartensitic stainless steel UNS S41426 exposed to hydrogen sulfide, and in a 17-4PH steel exposed to high-pressure gaseous hydrogen, at 200 bar(g) of H2. A T-WOL test methodology recommended in ASME BPVC code for measuring the fracture toughness at high pressure of H2 for materials with high toughness is evaluated, and it yields unsatisfactory results. As an alternative, a modified ASTM E1820 test method is proposed to obtain the J-R curve under high-pressure H2, obtaining the crack propagation threshold at elastoplastic conditions. During these activities, a load cell used within the test autoclave failed when exposed to 200 bar(g) of H2. Failure analysis and a new design were conducted according the short crack tolerance model, to allow the use of similar load cells in the following tests.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:68347 |
| Date | 10 October 2024 |
| Creators | RODRIGO VIEIRA LANDIM |
| Contributors | MARCO ANTONIO MEGGIOLARO, MARCO ANTONIO MEGGIOLARO, MARCO ANTONIO MEGGIOLARO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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