Proposta de metodologia de carregamento de amostras bimetálicas entalhadas para ensaio de corrosão sob tensão utilizando elementos finitos

Abstract

Desde a descoberta do Pré-Sal, o Brasil vislumbra-se como o quarto maior produ tor mundial de petróleo até 2030. O termo "Pré-Sal" refere-se a uma formação geológica profunda com grande potencial de armazenamento de petróleo. Contudo, a extração nessas profundidades enfrenta desafios significativos devido às condições extremas, como altas pressões, temperaturas e a presença de gases corrosivos. Para enfrentar esses desafios, dutos rígidos são a escolha prevalente, e o uso de revestimentos, espe cialmente com a liga de níquel UNS N06625, é uma solução eficaz contra a corrosão. Este trabalho apresenta uma proposta de metodologia de ensaio para avaliar a fragilização por hidrogênio em dutos revestidos com ligas metálicas resistentes a corro são, utilizando amostras com diferentes geometrias de entalhes que simulam defeitos no revestimento. A metodologia se baseia em ensaios de flexão em quatro pontos, com carregamentos estabelecidos por modelos numéricos de elementos finitos. O método consiste na teoria de que a tensão hidrostática aumenta a solubilidade de hidrogênio. Para isso, monitora-se a tensão hidrostática a fim de garantir que todos os ensaios sejam feitos com um mesmo nível de carregamento e solubilidade de hidrogênio. A validação é realizada comparando os resultados numéricos com ensaios experimen tais, demonstrando a eficácia dos modelos proposto

Since the discovery of the Pre-Salt, Brazil envisions itself as the world’s fourth largest oil producer by 2030. The term "Pre-Salt" refers to a deep geological formation with significant oil storage potential. However, extraction at these depths faces signi ficant challenges due to extreme conditions, such as high pressures, temperatures, and the presence of corrosive gases. To tackle these challenges, rigid pipelines are the pre valent choice, and the use of coatings, particularly with the nickel alloy UNS N06625, is an effective solution against corrosion. This work presents a testing methodology to evaluate hydrogen embrittlement in pipelines coated with corrosion-resistant metal alloys, using samples with different notch geometries simulating coating defects. The methodology is based on four-point bending tests, with loadings established by finite element numerical models. The method is based on the theory that hydrostatic stress increases hydrogen solubility. For this, hydrostatic stress is monitored to ensure that all tests are conducted with the same level of loading and hydrogen solubility. Validation is performed by comparing numerical results with experimental tests, demonstrating the effectiveness of the pro posed models