Influência da temperatura e da presença de H2S no comportamento mecânico e eletroquímico do aço API 5CT grau P110 em água do mar sintética

Abstract

o presente trabalho teve por objetivo estudar o comportamento de um aço de alta resistência e baixa liga (com amostras de composição aproximada de 0,4% C, 0,6% Cr e 0,4% Mo), da classe API scr PIlO, utilizado na perfuração de petróleo offshore, frente a processos de fragilização causados pelo meio. Água do mar sintética foi utilizada como meio, com intuito de padronizar, em laboratório, as condições a que o material fica submetido na prática. Buscou-se avaliar e comparar o comportamento mecânico do material pela modificação dos parâmetros: temperatura, potencial aplicado ao material, e o efeito da presença ou ausência de H2S na solução. Para isso, foram realizados ensaios de tração pelo método de baixa taxa de deformação (da ordem de 10-6S-I), obtendo-se as curvas tensão x deformação nas diferentes situações ensaiadas, comparadas com as obtidas em óleo mineral. Análises fratográficas também foram utilizadas como forma de caracterizar os processos de fragilização. Além disso, estudou-se o comportamento eletroquímico do material nas diferentes condições através de ensaios de polarização potenciostáticos. Com isso, pode-se determinar quais as condições mais danosas e de maior risco para a utilização do material e em quais delas o seu uso é seguro. O aço estudado apresentou-se susceptível a processos de fragilização e todos os parâmetros analisados mostraram-se importantes no estudo desses processos.

The objective of this research was to study the behavior of a high-strength low-alIoy steel, ofthe API 5CT PIlO class, used for the offshore oil drilling, when faced with the embrittlement caused by the environment. Synthetic seawater was used as the environment trying to reproduce in the laboratory the conditions to which the steel is submitted in practice. The evaluation of the mechanical behavior of the material was sought through the modification of the parameters: temperature, applied potential and the effect of H2S in the solution. To achieve the objectives, tensile tests using the slow strain-rate method (strain- . rate in the orderof 10-6S-I)wereperformed,obtainingthe stress x strain curvesin the different experimental situations, comparing the results with those obtained in a mineral oil environment. Fractographic analysis facilitated the evaluation of the degree of embrittlement. Furthermore, the electrochemical behaviour of the steel was studied under different conditions, using potentiostatic polarization tests. From the results, the most damaging and highest risk conditions for the utilization of the material were determined, and also under which conditions its use was safe. The steel studied showed to be susceptible to the environmentalIy induced cracking process, and alI the parameters analyzed were shown to be important in the study of this processo.