Caracterização mecânica, microestrutural e avaliação da fragilização pelo hidrogênio em tubos de aço API 5L grau X65MS PSL2

Abstract

Neste trabalho foi realizado o estudo da fragilização pelo hidrogênio em um tubo de aço API 5L X65 de alto grau de limpidez para uso em dutos de condução para aplicação em ambientes que contém gás sulfídrico. Ensaios normalizados foram realizados com o objetivo de caracterizar as propriedades do material em estudo, através de análise química, análise microestrutural, ensaios mecânicos - dureza, tração, impacto e drop weight (DWTT), ensaios de corrosão - ensaios de HIC e SSC - e ensaios eletroquímicos - curvas de polarização potenciodinâmica, voltametria cíclica e medições de corrente de permeação de hidrogênio. Os resultados apresentaram: a) microestrutura refinada predominante de ferrita acicular, b) caracterização mecânica com resultados dentro do especificado pela norma de fabricação, c) análise química e ensaios de corrosão com resultados superando os requisitos da norma de fabricação e d) nos ensaios eletroquímicos foi evidenciado que o aço em estudo apresentou uma baixa corrente de permeação e uma maior resistência à corrosão em meio de NaCl 3,5% em relação a um aço padrão. Os resultados indicam que o material em estudo atende os critérios da norma de fabricação do tubo (API 5L), sendo evidenciado que o mesmo é adequado para utilização ao ambiente que lhe é proposto

In this paper, it was carried out a study of a hydrogen embrittlement in a pipe API 5L X65 with high level of cleanness for linepipe used in sour service environment.. It was performed standardized testing in order to perform an assessment of the material properties, through the chemical analysis and microstructural analysis, mechanical tests – hardness, tensile, impact and drop weight tear test (DWTT), corrosion tests - HIC and SSC tests - and electrochemical tests - potentiodynamic polarization curves, cyclic voltammetry and hydrogen permeation current measurements. The results presented: a) refined microstructure predominant of acicular ferrite, b) mechanical characterization with results that fulfilled with the pipe fabrication standard, c) chemical analysis and corrosion tests with results exceeding the requirements of the standard and d) electrochemical tests showing the studied steel presenting a low permeation current and a higher corrosion resistance in a environment of NaCl 3,5% in relation of standard steel. The results indicate that the studied material complies with the acceptance criteria of the pipe fabrication standard (API 5L), and it was evidenced that the material is suitable for use in sour service environment