Esferoidização e grafitização em aços de componentes petroquímicos

Abstract

Os aços carbono submetidos a altas temperaturas estão sujeitos a degradação microestrutural e, consequentemente, à alteração das propriedades mecânicas. Estas alterações podem levar componentes industriais à diminuição da vida útil ou até a falhas inesperadas em serviço. Dois são os principais mecanismos de degradação microestrutural de aços carbono: a esferoidização da perlita e a grafitização. Neste trabalho é apresentado o estudo de componentes que apresentaram estes fenómenos em serviço. Foi efetuada uma caracterização microestrutural e, adicionalmente, uma avaliação das propriedades mecânicas à temperatura ambiente dos componentes. É de grande importância a avaliação das propriedades mecânicas à temperatura ambiente devido aos ciclos de parada/partida a que os equipamentos são submetidos ao longo de sua vida útil. Durante estes ciclos temos o surgimento de tensões de origem térmica que podem ser responsáveis por falhas nos componentes afetados. Os aços carbono estudados e que sofreram esferoidização em operação tiveram seu limite de resistência diminuído, porém com a tendência da dutilidade e a tenacidade aumentarem. Já as amostras de aços carbono que apresentaram o fenómeno de grafitização segregada mostraram uma apreciável queda de dutilidade e tenacidade o que compromete, confiabilidade do componente. Nas amostras com grafitização distribuida aleatoriamente na matriz, houve uma queda acentuada no limite de resistência, porém com tendência de aumento da dutilidade.

The carbon steels submitted to high temperature are subjected to a microstructural degradation and consequently to a decrease of the mechanical properties. This changes normally produce a shorter useful life or even are responsible for failure during operation. There are two main mechanisms of microscultural degradation in carbon steel: spheroidization and graphitization of the pearlite. In this work is studied the behaviour of the components which presented this phenomena during operation. It was made a microstructural characterization and the evaluation of the mechanical properties at room temperature. The spheroidized carbon steels present a decrease of the tensile strength with the increase of the ductility and toughness. The carbon steels with segregated graphitization present the opposite behaviour concerning toughness and ductility.