Corrosão sob tensão por sulfeto em arames de aço SAE 1070 empregados na armadura de tração de dutos flexíveis : efeito de defeitos superficiais induzidos - Hatwig, Heitor (2023)
Os dutos flexíveis unbonded (camadas não aderentes) podem ser caracterizados como uma estrutura tubular de multicamadas de materiais metálicos e não metálicos, cada qual desempenhando uma função específica para garantir seu desempenho e sua integridade estrutural. Sua função é fazer a conexão entre o poço no fundo do mar à plataforma. Portanto, estão sujeitos a esforços mecânicos somados à ambientes corrosivos. Nesse sentido, é essencial o conhecimento dos limites suportados pelos materiais que estão sendo utilizados para a confecção dos dutos flexíveis. Com as reservas de petróleo e gás diminuindo, juntamente com o elevado consumo de combustíveis fósseis no mundo, a indústria de petróleo e gás necessita transitar para ambientes de extração cada vez mais agressivos, ricos em sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e cloretos somados a níveis elevados de pressão. Com isso, novos requisitos de projeto exigem materiais de maior resistência mecânica que, em geral, particularmente os metálicos, são mais suscetíveis ao fenômeno da Corrosão sob Tensão por Sulfeto, nos ambientes acima citados, comparados aos materiais de menor resistência mecânica. Portanto, é importante a seleção de materiais resistentes à corrosão associada e a esforços mecânicos, visando minimizar os riscos de falhas catastróficas. Defeitos superficiais podem surgir durante etapas de produção do arame, durante a confecção do duto, bem como, durante a instalação e operação. Neste trabalho, foi realizada a usinagem de entalhes que simulam defeitos na superfície de arames que compõem a armadura de tração do duto, na intenção de estudar os possíveis danos causados ao material em questão, por estes entalhes (com valores de 1,5 e 2,0 medidos pela variável Kt – “fator de concentração de tensões”). Foram realizados testes de flexão à quatro pontos, tendo como base as diretrizes da norma NACE TM0316-2016, em três diferentes concentrações de misturas gasosas para cada Kt (220, 700 e 1100 ppm - “partes por milhão” de H2S com balanço de CO2). Os resultados mostraram que as amostras não romperam apenas para a concentração gasosa de 220 ppm H2S/CO2, em ambos os Kt’s. Porém, apenas o Kt de 1,5 mostrou resultado isento de falha, pois o Kt de 2,0 acabou apresentando fissuras no sentido longitudinal dos arames, surgindo a partir do entalhe usinado. Com isso, é possível dizer que foi encontrada uma condição limite, entre as variáveis impostas (2 Kt’s e 3 misturas gasosas de H2S/CO2), que não levou a armadura de tração à ruptura nas condições estudadas nesse trabalho.