Um estudo sobre o mecanismo de fraturamento induzido por hidrogênio em aços de oleodutos de velha e nova geração

As características do fraturamento induzido por hidrogênio (HIC) em aços de oleodutos de média resistência (OG) de velha geração e alta resistência (NG) de nova geração API 5L foram estudadas. O HIC foi induzido por carregamento catódico e o crescimento da trinca foi monitorado por inspeção ultrassônica com feixe reto. A microestrutura, perfis de trinca HIC e superfícies de fratura foram examinados por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difração de retroespalhamento eletrônico (ESBD). A técnica de impressão micro-hidrogênio (HMT) foi utilizada para visualizar os locais de permeação de hidrogênio na microestrutura. Os resultados mostraram que tanto nos aços OG quanto nos NG, o HIC começou como trincas individuais aleatoriamente dispersas, identificadas como Estágio I, com a taxa de crescimento máxima de 0,35 cm²/h, seguida pela interconexão de trincas, identificada como Estágio II, onde a taxa de crescimento da trinca diminuiu abaixo de 0,75 cm²/h até se tornar quase zero. A taxa de crescimento do HIC no Estágio I correlaciona-se bem com a solubilidade do H, separadamente para cada tipo de aço, mas correlacionou-se muito bem com a densidade de armadilhas reversíveis de H para os aços OG e NG, independente da microestrutura. O HMT mostrou que o caminho do hidrogênio nos aços OG era principalmente através de ilhas de perlita, enquanto no aço NG era através de martensita/austenita em bloco, mas é mais intenso ao redor de inclusões NMI de formas cuboides. A análise de EBSD mostrou que os caminhos de HIC para aços NG são preferencialmente ao longo de limites de grão de alto ângulo e a trinca HIC se propagou através de grãos deformados ou recuperados, e limites de grão de alto ângulo facilitaram o HIC independente da microestrutura. Os resultados mostraram que a cinética do HIC depende do efeito sinérgico de características microestruturais como microestrutura, tamanho de grão, conteúdo de inclusões e densidade de limites de grão aleatórios de alto ângulo.