Rachadura por corrosão sob tensão do calor do aço X80

npj Materials Degradation volume 7, Número do artigo: 27 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Observa-se que Bacillus cereus (B. cereus) tem efeitos variados na sensibilidade à corrosão sob tensão (SCC) de diferentes microestruturas na zona afetada pelo calor simulada (HAZ) do aço X80. No potencial de circuito aberto (OCP), a sensibilidade SCC de diferentes microestruturas aumentou de 3,40–7,49% em meio abiótico para 10,22–15,17% em meio biótico. Em −0,9 V (SCE), aumentou de 22,81–26,51% para 35,76–39,60%. O aumento na sensibilidade SCC após a exposição a B. cereus foi maior na HAZ de granulação grossa (7,68 e 16,79% em OCP e -0,9 V, respectivamente), seguido pelas HAZs intercríticas e de granulação fina. Devido a diferenças na composição de fase, tipo de contorno de grão, densidade de discordância e potencial volta de superfície, o número de adesão inicial e a posição de B. cereus na microestrutura da HAZ foram diferentes, resultando em diferentes sensibilidades a SCC.

O aço para dutos X80 é amplamente aceito como um dos aços para dutos soldados e sem costura mais econômicos devido à sua alta resistência, força e soldabilidade. Embora os acidentes de corrosão sejam minimizados em tubulações, que são fabricadas e operadas de acordo com as normas, eles não são totalmente eliminados devido à microestrutura especial das juntas soldadas1,2,3. A alteração da microestrutura local durante o ciclo térmico da soldagem é atribuída ao comportamento corrosivo da região de solda correspondente4,5,6. A zona afetada pelo calor (HAZ) merece atenção especial por seu papel na resistência à corrosão, pois as propriedades físicas, mecânicas e químicas da liga diferem daquelas observadas na área do metal original. Em aços convencionais, a HAZ pode ser dividida em três componentes cruciais: a HAZ intercrítica (ICHAZ), HAZ de grão fino (FGHAZ) e HAZ de grão grosso (CGHAZ), com cada componente exibindo uma microestrutura distinta.

Nas últimas décadas, um número significativo de estudos sobre a corrosão de juntas soldadas se concentrou nas corrosões galvânicas, por estresse e fadiga na atmosfera do oceano, solução do solo e outros ambientes7,8,9. Recentemente, a corrosão influenciada microbiologicamente (MIC) de juntas soldadas tem atraído a atenção de pesquisadores10,11,12. Arun et al.13 investigaram as mudanças microestruturais no aço inoxidável, incluindo a formação de austenita secundária e intergranular em cordões de solda que reduziram os níveis de elementos de liga e resultaram em MIC. Antony et al.14 relataram que o ataque de bactérias redutoras de sulfato (SRB) ocorre preferencialmente na fase ferrita de uma solda de aço inoxidável duplex 2205, enquanto está restrito à fase austenita do metal original. Liduino et al.15 realizaram um estudo comparativo na área de soldagem do aço X65 e observaram que a região de soldagem é mais propensa ao desenvolvimento de biofilme, que está relacionado principalmente à rugosidade da superfície. Evidentemente, a microestrutura do aço inoxidável ou carbono afeta substancialmente a sensibilidade à corrosão e seus mecanismos subjacentes.

A maioria dos equipamentos está sujeita a estresse durante o serviço. Posteriormente, a relação entre microorganismos e corrosão sob tensão está sendo estudada16,17,18. O SRB melhora as características de fratura frágil do aço carbono, facilitando a recombinação do hidrogênio e a difusão do hidrogênio atômico no metal19. O SRB possui diferentes mecanismos de controle para trinca por corrosão sob tensão (SCC) do aço 980 em diferentes tempos de cultura por permeação de hidrogênio, que também está intimamente relacionada àquela sob um potencial catódico20. Sob um potencial catódico, o pite assistido por SRB e a promoção da permeação de hidrogênio no aço facilitam a iniciação e propagação de trincas, responsáveis ​​pelo aumento da suscetibilidade de SCC21. Muitos estudos têm focado em SRB, mas pouco tem sido relatado em Bacillus cereus (B. cereus), uma típica bactéria redutora de nitrato (NRB) que é difundida em solos e oceanos22,23,24. O único estudo sobre corrosão sob tensão por NRB relata que a amônia produzida por seu metabolismo leva à dezincificação e posterior fratura da liga de cobre25. Estudos anteriores confirmaram que o aço X80 exibe altas taxas de corrosão e suscetibilidade SCC em um ambiente de Bacillus cereus (B. cereus)26,27. O efeito de B. cereus na deterioração de solda HAZ é pouco explorado. Assim, há uma lacuna de pesquisa na investigação da corrosão sob tensão do aço X80 na HAZ após a exposição a B. cereus em um ambiente de pH quase neutro.