Investigações de juntas soldadas de tubo de aço de liga ASTM A335 P5 sobre comportamento de corrosão
Investigações sobre o comportamento de corrosão de juntas soldadas em tubos de liga de aço ASTM A335 P5
Introdução
A corrosão é um dos desafios mais críticos no desempenho e longevidade das juntas soldadas, especialmente em aplicações de alta temperatura e alta pressão, como aquelas que envolvem tubos de liga de aço. Aço de liga ASTM A335 P5, conhecido por sua excelente resistência a altas temperaturas e resistência à oxidação, é amplamente utilizado em indústrias como geração de energia, petroquímico, e óleo & gás. No entanto, o processo de soldagem pode introduzir vulnerabilidades que afetam a resistência à corrosão do material. Este artigo investiga o comportamento à corrosão de juntas soldadas em tubos de aço-liga ASTM A335 P5, explorando os fatores que influenciam a corrosão, os tipos de corrosão observados, e métodos para mitigar esses efeitos.
Visão geral da liga de aço ASTM A335 P5
Composição e Propriedades
ASTM A335 P5 é uma liga de aço de cromo-molibdênio projetada para serviços em altas temperaturas. Sua composição química normalmente inclui:
- Cromo (Cr): 4.0-6.0%
- Molibdênio (Mo): 0.45-0.65%
- Carbono (C): 0.15% máx.
- Silício (E): 0.50% máx.
- Manganês (Mn): 0.30-0.60%
A adição de cromo proporciona resistência à oxidação e corrosão, enquanto o molibdênio aumenta a força e a resistência do material à fluência em altas temperaturas. Essas propriedades tornam a ASTM A335 P5 ideal para uso em ambientes onde são necessárias resistência mecânica e resistência à corrosão..
Aplicativos
As aplicações comuns de tubos de aço-liga ASTM A335 P5 incluem:
- Tubulações de vapor em usinas de energia
- Refinarias petroquímicas
- Trocadores de calor
- Caldeiras de alta pressão
Soldagem de liga de aço ASTM A335 P5
Técnicas de soldagem
A soldagem do aço-liga ASTM A335 P5 requer uma consideração cuidadosa da técnica de soldagem e do tratamento térmico pós-soldagem (PWHT) para preservar as propriedades mecânicas do material e a resistência à corrosão. Técnicas de soldagem comuns incluem:
- Soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW): Também conhecida como soldagem TIG, este método é frequentemente usado para soldagem de precisão de ligas de aço.
- Soldagem a arco de metal blindado (SMAW): Este método é comumente usado para soldagem em campo e trabalhos de reparo.
- Soldagem por arco submerso (SERRA): Usado para tubos de grande diâmetro, SAW proporciona penetração profunda e altas taxas de deposição.
Tratamento térmico pós-soldagem (PWHT)
O PWHT é crucial para juntas soldadas em aço-liga ASTM A335 P5. Ajuda a aliviar as tensões residuais induzidas pela soldagem e restaura as propriedades mecânicas do material. O PWHT também desempenha um papel vital na mitigação do risco de fissuração por corrosão sob tensão (CCS) e outras formas de corrosão.
Comportamento de corrosão de juntas soldadas
Tipos de corrosão
Juntas soldadas em tubos de liga de aço ASTM A335 P5 são suscetíveis a vários tipos de corrosão, dependendo do ambiente de serviço e da qualidade da solda. As formas mais comuns de corrosão incluem:
- Corrosão por picada: Corrosão localizada que resulta em pequenos buracos ou buracos no material. Isso geralmente é causado pela quebra da camada protetora de óxido na superfície do aço..
- Corrosão Intergranular: Ocorre ao longo dos limites de grão do material, particularmente em áreas afetadas pela soldagem. Este tipo de corrosão está frequentemente associado a tratamento térmico inadequado ou sensibilização.
- Fissuração por corrosão sob tensão (CCS): Uma combinação de tensão de tração e um ambiente corrosivo pode levar à SCC, o que é particularmente perigoso, pois pode causar falha repentina do material.
- Corrosão em fendas: Ocorre em áreas onde há uma lacuna ou fenda, como entre a solda e o metal base. Este tipo de corrosão é frequentemente exacerbado por condições de estagnação e pela presença de cloretos.
Fatores que influenciam a corrosão
Vários fatores influenciam o comportamento à corrosão de juntas soldadas em tubos de aço-liga ASTM A335 P5:
- Qualidade de solda: Defeitos como porosidade, fusão incompleta, e inclusões de escória podem atuar como locais de iniciação para corrosão.
- Zona Afetada pelo Calor (HAZ): A ZTA é a área do metal base que é termicamente afetada pelo processo de soldagem.. Mudanças na microestrutura da ZTA podem torná-la mais suscetível à corrosão.
- Tratamento térmico pós-soldagem (PWHT): PWHT inadequado ou impróprio pode levar a tensões residuais e alterações microestruturais que aumentam o risco de corrosão.
- Ambiente de serviço: A presença de agentes corrosivos como cloretos, compostos de enxofre, e a umidade podem acelerar a corrosão das juntas soldadas.
Métodos de investigação para comportamento de corrosão
Teste Eletroquímico
Métodos de teste eletroquímico, como polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIA), são usados para avaliar a resistência à corrosão de juntas soldadas. Esses testes fornecem informações sobre o potencial de corrosão, taxa de corrosão, e comportamento de passivação do material.
Análise Metalográfica
A análise metalográfica envolve o exame da microestrutura da junta soldada, particularmente a zona afetada pelo calor (HAZ) e o metal de solda. Esta análise ajuda a identificar alterações microestruturais que podem contribuir para a corrosão, como sensibilização de contorno de grão ou precipitação de carboneto.
Teste de névoa salina
O teste de névoa salina é um método comum para avaliar a resistência de juntas soldadas à corrosão por pite e em frestas.. As amostras soldadas são expostas a uma névoa salina por um período especificado, e a extensão da corrosão é avaliada.
Fissuração por corrosão sob tensão (CCS) Teste
O teste SCC envolve submeter juntas soldadas a uma combinação de tensão de tração e um ambiente corrosivo para avaliar sua suscetibilidade à fissuração por corrosão sob tensão.. Este teste é particularmente importante para aplicações que envolvem vapor de alta pressão ou produtos químicos corrosivos..
Estratégias de Mitigação para Corrosão
Técnicas adequadas de soldagem
Usar técnicas de soldagem apropriadas e garantir a qualidade da solda são fundamentais para prevenir a corrosão. Isso inclui selecionar o material de preenchimento correto, mantendo a entrada de calor adequada, e evitando defeitos de soldagem.
Tratamento térmico pós-soldagem (PWHT)
A realização de PWHT adequado é essencial para reduzir tensões residuais e restaurar a resistência à corrosão do material. O processo PWHT deve ser cuidadosamente controlado para garantir que a microestrutura do material seja otimizada para resistência à corrosão.
Revestimentos resistentes à corrosão
Aplicação de revestimentos resistentes à corrosão, como revestimentos epóxi ou revestimentos metálicos, pode fornecer uma camada adicional de proteção para juntas soldadas. Esses revestimentos ajudam a prevenir a exposição do metal base a agentes corrosivos.
Proteção Catódica
A proteção catódica é uma técnica usada para prevenir a corrosão, fazendo da junta soldada o cátodo de uma célula eletroquímica.. Este método é comumente usado em tubulações e outras estruturas enterradas ou submersas..
Conclusão
Juntas soldadas em tubos de liga de aço ASTM A335 P5 são suscetíveis a diversas formas de corrosão, especialmente em ambientes agressivos. O processo de soldagem, zona afetada pelo calor, e o tratamento térmico pós-soldagem desempenham papéis críticos na determinação do comportamento de corrosão do material. Ao empregar técnicas de soldagem adequadas, conduzindo PWHT adequado, e usando revestimentos resistentes à corrosão, o risco de corrosão pode ser significativamente mitigado. Compreender os fatores que influenciam a corrosão e implementar estratégias de mitigação apropriadas são essenciais para garantir o desempenho e a confiabilidade a longo prazo das juntas soldadas em tubos de aço-liga ASTM A335 P5.
Perguntas frequentes
Para que é usado o aço-liga ASTM A335 P5?
O aço-liga ASTM A335 P5 é comumente usado em aplicações de alta temperatura e alta pressão, como tubulações de vapor, refinarias petroquímicas, e usinas de energia.
Por que o tratamento térmico pós-soldagem (PWHT) importante para ASTM A335 P5?
O PWHT é essencial para aliviar tensões residuais e restaurar as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão do material após a soldagem.
Que tipos de corrosão podem afetar juntas soldadas na ASTM A335 P5?
Juntas soldadas em ASTM A335 P5 podem ser afetadas pela corrosão por pite, corrosão intergranular, corrosão sob tensão (CCS), e corrosão em fendas.
Como a corrosão das juntas soldadas pode ser mitigada?
A corrosão pode ser mitigada usando técnicas de soldagem adequadas, conduzindo PWHT adequado, aplicação de revestimentos resistentes à corrosão, e usando proteção catódica.
Quais métodos de teste são usados para investigar o comportamento de corrosão de juntas soldadas?
Métodos de teste comuns incluem testes eletroquímicos, análise metalográfica, teste de névoa salina, e corrosão sob tensão (CCS) testando.
Tubos ERW PRETOS. Resistência Elétrica Soldada (ERW) Os tubos são fabricados a partir de bobinas laminadas a quente / Fendas. Todas as bobinas recebidas são verificadas com base no certificado de teste recebido da siderúrgica quanto às suas propriedades químicas e mecânicas. O tubo ERW é formado a frio em formato cilíndrico, não formado a quente.
O tubo sem costura é fabricado extrusando o metal no comprimento desejado; portanto, o tubo ERW tem uma junta soldada em sua seção transversal, enquanto o tubo sem costura não possui nenhuma junta em sua seção transversal em todo o seu comprimento. Em tubo sem costura, não há soldagem ou juntas e é fabricado a partir de tarugos redondos sólidos.
O 3 elementos de dimensão do tubo Dimensão Padrões de tubo de carbono e aço inoxidável (ASME B36.10M & B36.19M) Cronograma de tamanho de tubo (Agendar 40 & 80 tubo de aço significa) Meios de tamanho nominal do tubo (NPS) e diâmetro nominal (DN) Tabela de dimensões de tubos de aço (Tabela de tamanhos) Cronograma de Classe de Peso do Tubo (WGT)
Tubos sem costura são fabricados usando um processo de perfuração, onde um tarugo sólido é aquecido e perfurado para formar um tubo oco. Tubos soldados, por outro lado, são formados pela união de duas bordas de placas ou bobinas de aço usando várias técnicas de soldagem.
O tubo de aço carbono é altamente resistente a choques e vibrações, o que o torna ideal para transportar água, óleo & gás e outros fluidos sob estradas. Dimensões Tamanho: 1/8″a 48″ / Espessura DN6 a DN1200: Sch 20, DST, 40, XS, 80, 120, 160, Tipo XXS: Superfície da tubulação sem emenda ou soldada: Cartilha, Óleo antiferrugem, FBE, 2Educação Física, 3Material revestido LPE: ASTM A106B, A53, API 5L B, X42, X46, X52, X56, X60, X65, Serviço X70: Corte, Chanfrar, Rosqueamento, Ranhura, Revestimento, Galvanização
As especificações ASTM International para tubos de aço listam requisitos padrão para tubos de caldeiras e superaquecedores, tubos de serviço geral, tubos de aço em serviço de refinaria, tubos do trocador de calor e do condensador, tubulação mecânica e estrutural.
