[en] BEHAVIOR OF STRUCTURAL STEEL API 5L X65 AFTER EXPOSURE TO HYDROGEN: AN APPROACH BASED ON DUCTILE FRACTURE

[pt] COMPORTAMENTO DE AÇO ESTRUTURAL API 5L X65 APÓS EXPOSIÇÃO AO HIDROGÊNIO: UMA ABORDAGEM BASEADA NA FRATURA DÚCTIL

[pt] GILVANIA TERTO ALVES

[pt] PROPAGACAO DE TRINCAS

[pt] ENSAIOS DE TENACIDADE

[pt] HIDROGENACAO

[pt] INDUSTRIA OFFSHORE

[en] CRACK PROPAGATION

[en] OFFSHORE INDUSTRY

[pt] Aços ARBL são cada vez utilizados na construção de linhas de dutos (pipelines) devido aos benefícios de pressões de linha mais elevadas, redução de peso do tubo, e, principalmente, diminuição dos riscos de falhas estruturais. Entretanto, tais tubos, em serviço offshore, podem ser fragilizados pela presença de H2S no fluido transportado. Sendo assim, esta pesquisa estudou a influência do hidrogênio no comportamento à fratura do aço API 5L X65 por ensaios de tenacidade à fratura (CTOD e Integral J) no aço com e sem hidrogênio a – 30 Graus Celsius, o que possibilitou uma análise comparativa das duas condições. Pelos parâmetros CTOD e Integral J, se verificou ausência de redução da tenacidade à fratura do aço X65, uma vez que os valores dos parâmetros citados para a condição mais severa de hidrogenação foram similares àqueles encontrados na condição de referência. O efeito degradante provocado pelo hidrogênio foi associado a uma maior propagação de trinca durante os ensaios de tenacidade. Isto indica que o hidrogênio pode causar efeitos contraditórios no comportamento à fratura do material que estão relacionados ao tipo de investigação realizada para análise do comportamento mecânico do material (macroscópica ou microscópica), da microestrutura e às variáveis experimentais adotadas nos ensaios, tais como taxa de deformação, concentração de hidrogênio e nível de tensões.

[en] HSLA steels are increasingly used in the construction of pipelines due to its excellent mechanical properties, resulting in adjustments to higher line pressures, weight reduction of the tube, and mainly risk decrease of structural failure. However, such pipes, when in offshore operation, can be embrittled by the presence of H2S in the transported fluid. So that, this research aimed to study the influence of hydrogen on the fracture behavior of API 5L X65 steel with and without hydrogen at –30 Celsius Degree, which enabled a comparative analysis of the two conditions. Based on the CTOD and J Integral parameters, it was found that there was no reduction in the toughness of the X65 steel, since the CTOD and J related to the most severe hydrogenation conditions were similar to those found in the reference condition. The degrading effect caused by hydrogen was associated with a higher crack propagation during the toughness tests. This indicates that hydrogen can cause contradictory effects on the fracture behavior of the material. The discrepant effects are related to the type of research undertaken to analyze the mechanical behavior of the material (macroscopic or microscopic), microstructure and experimental variables adopted during the tests, such as strain rate, hydrogen concentration, stress levels.

MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

FATHI AREF IBRAHIM DARWISH

MARCOS VENICIUS SOARES PEREIRA

ANA ROSA FONSECA DE AGUIAR MARTINS

JOSE LUIZ FERNANDES

MARCELO ALEXANDRE TIRELLI

2015-08-17

2014-12-12

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.25057