Evaluación de la resistencia a corrosión sobre tensión y fragilización por hidrógeno de soldaduras circunferenciales de aceros API 5L X80 fabricados en Brasil

Evaluation of the susceptibility to sulphide stress corrosion cracking and hydrogen embrittlement of API 5L X80 girth welds steel manufactured in Brazil

Este estudio evalúa la susceptibilidad a corrosión sobre tensión (SSCC) y la fragilización por hidrógeno (HE), de soldaduras circunferenciales de acero API 5L-X80 producidos en Brasil. Ensayos de tracción con baja velocidad de deformación (SSRT) y ensayos de permeación de hidrógeno se realizaron a temperatura ambiente, en soluciones de tiosulfato de sodio, para simular diferentes ambientes ácidos. La susceptibilidad a la HE y potencialmente a SSCC se manifestó por la reducción de la ductilidad en los ensayos SSRT y el aumento en los valores de corriente de permeación de hidrógeno, para casi todas las uniones soldadas ensayadas. Se observó mayor susceptibilidad en las soluciones más ácidas (pH = 3,4), mientras que para las soluciones de ensayo menos ácidas (pH = 4,4) se observó poca pérdida de ductilidad y la corriente de permeación de hidrógeno se mantuvo en valores cercanos a cero, lo que indica poca o ninguna penetración de hidrógeno a través del metal para los tiempos de ensayo utilizados. Este comportamiento fue atribuido a la disolución anódica del Fe junto con la fragilización por hidrógeno. Se observó que el pH de la solución tiene mayor influencia que la concentración de H₂S, en la susceptibilidad a SSCC y HE.

Introducción

La susceptibilidad a corrosión bajo esfuerzos y fragilización por hidrógeno de aceros para ductos son dependientes de una serie de eventos que van desde la manufactura de la placa de acero, fabricación del tubo, montaje y tipo de sustancia que va a transportar el ducto. El continuo desarrollo de tecnología para la explotación y producción de petróleo, gas y sus derivados, en condiciones de operación cada vez más críticas, crea la necesidad de realizar estudios más intensos en busca de nuevos materiales y de evaluar en condiciones más severas los materiales ya existentes. La susceptibilidad de los aceros a corrosión bajo tensión en presencia de sulfatos (SSCC) y a la fragilización por hidrógeno (HE) son problemas graves en la industria del petróleo y gas, no sólo en la etapa de extracción y refinación, sino también en el transporte de los productos.

El proceso de soldadura envuelto en el montaje de ductos puede modificar las propiedades mecánicas del metal base en la zona térmicamente afectada (ZTA), así,  como  las  propiedades  metalúrgicas y de resistencia a la corrosión, razón por la cual la unión soldada tiene una mayor tendencia a sufrir corrosión bajo esfuerzos y fragilización por hidrógeno.