Avaliação do comportamento de tenacidade de aços-liga submetidos a proteção catódica

Abstract

A produção de petróleo em águas profundas representa um grande desafio, impulsionando o aperfeiçoamento dos sistemas offshore. Nessa aplicação, são atingidas profundidades superiores a sete mil metros, exigindo o uso de materiais com propriedades mecânicas e metalúrgicas especiais. Isso se deve às condições extremas, como altas temperaturas e pressões, além da suscetibilidade à corrosão e à ação do hidrogênio. Além disso, falhas nessas estruturas causaram derramamentos de petróleo, gerando impactos ambientais, danos à saúde humana e até perda de vidas. Esse trabalho faz parte de pesquisas que consideram os processamentos mecânico e térmico dos materiais utilizados em componentes soldados do sistema offshore. Considerando que esses componentes demandam o emprego de tratamentos térmicos pós soldagem, esse trabalho trata da aplicação do aços-ligas ASTM A182 F22 (F22) e ASTM A36 (A36) como fornecido, ou seja, aplicou-se os aços nos estados forjado e laminado, respectivamente. Nesse estudo considerou-se o comportamento de tenacidade ao impacto e dureza de aços-liga, F22 cortado na direção longitudinal e transversal do tarugo, e A36 cortado apenas na direção longitudinal (direção que é utilizada nas aplicações de componentes soldados no sistema offshore), para a condição com proteção catódica. Ambos os materiais passaram por um Tratamento Térmico de Alívio de Tensão (TTAT), para o F22 as temperaturas foram de 650 ºC e 677 ºC e para o A36 empregou-se 650 ºC e 704 ºC, com duração de 6 horas e resfriamento ao ar. A tenacidade foi avaliada por meio do ensaio de impacto Charpy e a dureza pelo ensaio Rockwell. Os corpos de prova foram submetidos à proteção catódica por 336 horas. O sistema de proteção catódica demonstrou-se eficiente, impedindo a oxidação dos corpos de prova de impacto e não promoveu alterações significativas na tenacidade ao impacto dos aços testados. Essa conclusão foi baseada na comparação dos valores de tenacidade com os encontrados na literatura para a condição sem proteção catódica e sob as mesmas condições experimentais. A energia absorvida durante o impacto foi maior nos corpos de prova do aço F22 extraídos longitudinalmente, registrando 144,66  17,47 J à temperatura de 650ºC e 161,33  18,47 J à temperatura de 677ºC. Seguido do aço A36 que apresentou 80 ± 13,85 J à temperatura de 650ºC e, à temperatura de 704ºC, obteve um valor de 68,66710,26 J. Por fim, a menor tenacidade foi observada para o aço F22 extraído transversalmente cujos valores foram de 28,66 ± 5,03 J à temperatura de 650ºC e 37 ± 12,12 J à temperatura de 677ºC. Assim, o F22 na orientação longitudinal apresentou melhor comportamento de tenacidade. Além disso, ao analisar os valores de desvio padrão, o TTAT não influenciou na tenacidade de ambos os aços. O aumento de temperatura de TTAT também não influenciou na resposta de dureza do material.