Efeito da deformação plástica na corrosão do aço API 5L X65 em solução ácida de NaCl

Abstract

O objetivo deste trabalho foi investigar a influência da deformação plástica no comportamento corrosivo de oleodutos em ambiente ácido contendo cloreto de sódio. As tubulações trabalham em ambiente altamente corrosivo e estão sujeitas à deformação plástica, o que altera as propriedades mecânicas do aço. Com isso é necessário avaliar a integridade da tubulação em serviço. Para tanto retirou-se amostras de uma tubulação do aço de baixo carbono API 5L X65, um dos mais utilizados pela indústria do petróleo e gás para fabricação de tubulações de transporte. As amostras foram deformadas plasticamente em 0,5%; 1,0%; 1,5%; 2,0% e 2,5% por meio de um ensaio de tração. A microestrutura das amostras deformadas foi caracterizada, através da microscopia óptica e eletrônica de varredura, apresentando uma matriz de ferrita – perlita fina. Uma nova análise microestrutural foi realizada após os ensaios de corrosão, indicando que o aço sofre um processo de corrosão generalizada. Para avaliar o comportamento corrosivo foram realizados testes laboratoriais de imersão e eletroquímicos para caracterizar o processo corrosivo em solução ácida contendo 3% de cloreto de sódio. O teste de imersão teve a finalidade de comparar a perda de massa de uma amostra sem deformação plástica e outra com deformação plástica de 2,5%. Os resultados indicaram que não há diferença significativa entre as amostras. Utilizou se as técnicas eletroquímicas de OCP, polarização de Tafel, EIS e Permeação de hidrogênio, em todas as técnicas verificou-se que o processo de corrosão é uniforme. O processo de corrosão não apresentou variação significativa devido à deformação plástica, porém indicou que a deformação plástica aumenta a suscetibilidade à permeação de hidrogênio no aço.

This work aims to investigate the influence of plastic deformation on the corrosive behavior of pipelines in acidic environment containing sodium chloride. The pipelines work in a highly corrosive environment and are subject to plastic deformation, which alters the steel’s mechanical properties. Therefore, integrity assessment of a pipeline in service is necessary. For this purpose, samples were taken from a pipeline of API 5L X65 low carbon steel, one of the most used by the oil and gas industry to manufacture transport pipelines. The samples were plastically deformed in 0.5%; 1.0%; 1.5%; 2.0% and 2.5% by a tensile test. The microstructure of deformed samples was characterized by optical and scanning electronic microscopy, presenting a fine ferrite and pearlite matrix. A new microstructural analysis was performed after the corrosion tests, indicating that the corrosion process is uniform. The corrosive behavior was assessed by laboratory immersion and electrochemical tests to characterize the corrosive process in acid solution containing sodium chloride 3%. The immersion test was used to compare the mass loss between a sample without plastic deformation and another 2,5% plastic deformed. The results indicated that there was no significant difference between the samples. It was used the OCP, polarization of Tafel, EIS and Hydrogen Permeation electrochemical techniques, all techniques showed a uniform corrosion process. The corrosion process did not present significant variation due to the plastic deformation, however it indicated that the plastic deformation increases the susceptibility to the hydrogen permeation in the steel.