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Type: Dissertação
Title: Estudo da fragilização por hidrogênio de um aço inoxidável super martensítico através da teoria da redução da energia interfacial
Author(s)/Inventor(s): Molter, Debora Lima
Advisor: Santos, Dilson Silva dos
Abstract: Um dos maiores problemas enfrentados na produção de óleo e gás é a fragilização dos aços pelo hidrogênio. Ao longo dos anos diversos modelos foram propostos para explicar este fenômeno. Neste trabalho, o objetivo é estudar a fragilização por hidrogênio a partir da teoria da redução da energia interfacial. Para aplicar esta teoria foi escolhido o aço inoxidável super martensítico (AISM), que é uma liga extensivamente utilizada pelas indústrias de petróleo por apresentar elevada resistência mecânica, tenacidade e resistência à corrosão. Entretanto, este aço está sujeito à fragilização por hidrogênio devido às condições em que opera. A teoria da redução da energia interfacial diz respeito à redução da energia da interface ou superfície (γ) com o aumento do potencial químico (μ) do hidrogênio, favorecendo a formação e propagação de trincas no material. Testes de permeação eletroquímica foram realizados com aplicação de diferentes potenciais catódicos para geração de hidrogênio, desde -950 mV/ECS até -2000 mV/ECS. Corpos de prova de tração foram hidrogenados com aplicação destes mesmos potenciais. Para este aço, a difusividade do hidrogênio obtida com baixo carregamento catódico foi da ordem de 10-13 m2 /s enquanto que com a aplicação de maiores potenciais a difusividade foi da ordem de 10-12 m2 /s, o que corresponde a um rápido preenchimento dos sítios aprisionadores de hidrogênio. Observou-se a redução da ductilidade do material com o aumento do potencial químico do hidrogênio. Foi possível aplicar a teoria proposta e observar a redução da energia interfacial com o aumento do potencial químico do hidrogênio.
Abstract: One of the biggest problems faced in the production of oil and gas is the hydrogen embrittlement of steels. Throughout the years several models were proposed to explain this phenomenon. The aim of this work is to study the hydrogen embrittlement by using the theory of interfacial energy reduction. In order to apply this theory super martensitic stainless steel was used. This alloy is extensively used by the oil industry, due to its high mechanical resistance, toughness and corrosion resistance. However, this alloy is prone to hydrogen embrittlement due to the conditions in which it operates. The theory of interfacial energy reduction refers to the surface or interface energy reduction (Υ) along with the increase of the chemical potential (μ) of hydrogen, therefore favoring the formation and propagation of cracks in the material. Electrochemical permeation tests were performed by applying different cathodic potentials for the generation of hydrogen, from -950 mV/SCE to -2000 mV/SCE. Samples for tensile testes were hydrogenated by applying the same potentials. For this alloy, the hydrogen’s diffusivity obtained through low cathodic charging was of the order of 10-13 m²/s, whereas with the application of higher potentials the diffusivity was of the order of 10-12 m²/s, which corresponds to a quicker fill of the hydrogen traping sites. A reduction in the material’s ductility was observed with the increase of the hydrogen chemical potential. It was possible to apply the proposed theory and observe the reduction of the interfacial energy through the increase of the hydrogen chemical potential.
Keywords: Engenharia metalúrgica e de materiais
Aço inoxidável super martensítico
Energia interfacial
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Aug-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Metalúrgica e de Materiais

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