Fissuração por corrosão sob tensão do calor do aço X80

npj Degradação de materiais volume 7, número do artigo: 27 (2023) Citar este artigo

704 Acessos

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 do 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 incremento na sensibilidade do SCC após exposição a B. cereus foi maior na ZAC de granulação grossa (7,68 e 16,79% no OCP e -0,9 V, respectivamente), seguida pelas ZAC intercríticas e de granulação fina. Devido às diferenças na composição de fases, tipo de contorno de grão, densidade de discordância e potencial de volta superficial, o número de adesão inicial e a posição de B. cereus na microestrutura da ZTA foram diferentes, resultando em diferentes sensibilidades ao SCC.

O aço para dutos X80 é amplamente aceito como um dos aços para dutos sem costura e soldados mais econômicos devido à sua alta resistência, resistência e soldabilidade. Embora os acidentes de corrosão sejam minimizados em tubos fabricados e operados de acordo com as regulamentações, eles não são completamente eliminados devido à microestrutura especial das juntas soldadas1,2,3. A mudança na microestrutura local durante o ciclo térmico da soldagem é atribuída ao comportamento de corrosão da região de solda correspondente4,5,6. A zona afetada pelo calor (ZTA) merece atenção especial por seu papel na resistência à corrosão, pois as propriedades físicas, mecânicas e químicas da liga nela contida diferem daquelas observadas na área do metal original. Nos aços convencionais, a ZTA pode ser dividida em três componentes cruciais: a ZTA intercrítica (ICHAZ), a ZTA de granulação fina (FGHAZ) e a ZTA de granulação grossa (CGHAZ), com cada componente exibindo uma microestrutura distinta.

Nas últimas décadas, um número significativo de estudos sobre a corrosão de juntas soldadas concentrou-se nas corrosões galvânicas, de tensão e de fadiga na atmosfera oceânica, na solução do solo e em 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 alterações 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 soldagem de aço inoxidável duplex 2205, sendo restrito à fase austenita do metal original. Liduino et al.15 realizaram um estudo comparativo da área de soldagem do aço X65 e observaram que a região de soldagem é mais propensa ao desenvolvimento de biofilme, que está principalmente relacionado à rugosidade superficial. Evidentemente, a microestrutura do aço inoxidável ou do aço 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 microrganismos 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 metal . O SRB possui diferentes mecanismos de controle para a corrosão sob tensão (SCC) do aço 980 em diferentes tempos de cultura por permeação de hidrogênio, o que também está intimamente relacionado ao potencial catódico . Sob um potencial catódico, a corrosão assistida por SRB e a promoção da permeação de hidrogênio no aço facilitam o início e a propagação de trincas, responsáveis ​​pelo aumento na suscetibilidade ao CCS21. Muitos estudos concentraram-se no SRB, mas pouco foi relatado sobre Bacillus cereus (B. cereus), uma típica bactéria redutora de nitrato (NRB) que é difundida nos solos e oceanos22,23,24. O único estudo sobre corrosão sob tensão realizado pelo NRB relata que a amônia produzida pelo seu metabolismo leva à dezincificação e à subsequente fratura da liga de cobre25. Estudos anteriores confirmaram que o aço X80 apresenta altas taxas de corrosão e suscetibilidade ao SCC em ambiente de Bacillus cereus (B. cereus) . O efeito de B. cereus na deterioração da ZTA de solda é pouco explorado. Assim, há uma lacuna de pesquisa na investigação da corrosão sob tensão do aço X80 na ZTA após exposição a B. cereus em um ambiente de pH quase neutro.