Avaliação de corrosão sob tensão e corrosão-fadiga do aço API 5L X70 em solução etanólica sintética

dc.contributor.advisor-co1Sordi, Vitor Luiz
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8364164402481940por
dc.contributor.advisor1Rovere, Carlos Alberto Della
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8141224513975606por
dc.contributor.authorSantos, Elielson Alves dos
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2271690760151113por
dc.date.accessioned2022-07-05T18:14:48Z
dc.date.available2022-07-05T18:14:48Z
dc.date.issued2022-04-07
dc.description.abstractAPI X70 steel has been widely used in Brazil for the manufacture of ethanol transport pipelines, however, a recognized problem in carbon steel pipes exposed to ethanol is stress corrosion cracking (SCC) and, in addition, the pipelines are subject to fuel pressure fluctuations, causing concern in relation to fatigue. The objective of this research was to evaluate the SCC and corrosion-fatigue (CF) for X70 steel exposed to a circulating synthetic ethanol solution (CSES), with a view to the microstructure/environment interaction. Quench treatment in synthetic mineral oil was developed to modification of as-received microstructure. Mechanical tests were performed to analyze susceptibility to SCC, as well as cyclic loading tests to get fatigue crack growth rates (da/dN). Results on notched specimens with as-received microstructure (RA) and heat treated as-received microstructure (HTRA) revealed a strain reduction around 58% and 37%, respectively, after slow strain rate tests in CSES. Under constant load (CL), the RA microstructure steel appears no be sensitive to SCC at stress levels below the yield strength, however, under staggered constant load (SCL) the phenomenon was observed in both types of microstructure. The presence of corrosion product in the fracture surface initiation region for RA microstructure suggests crack closure, causing alterations in the initial portion of the da/dN-ΔK curves, shifting ΔKlim to higher values. Changes in crack growth rates in the Paris-Erdogan linear region for RA microstructure, at low ΔK levels at 0.25 Hz, were identified due to SCC, as well as some crack acceleration due to corrosion-fatigue. The interaction between HTRA microstructure and ethanol solution revealed lower da/dN rates when compared to rates obtained by contact of the solution with the RA microstructure.eng
dc.description.resumoO aço API grau X70 tem sido amplamente utilizado no Brasil para a fabricação de dutos transportadores de etanol, no entanto, um problema reconhecido em tubos de aço carbono expostos ao etanol é a corrosão sob tensão (CST) e, além disso, os dutos estão sujeitos a flutuações de pressão do combustível, causando preocupação em relação à fadiga. O objetivo desta pesquisa consistiu em avaliar os processos de CST e corrosão-fadiga para o aço X70 exposto a uma solução etanólica sintética circulante (SESC), com vistas à interação microestrutura/ambiente. Tratamento por têmpera em óleo mineral sintético foi realizado para alteração da microestrutura como-recebida. Testes mecânicos foram desenvolvidos para analisar a suscetibilidade à CST, bem como testes sob carregamento cíclico para obter taxas de propagação de trinca por fadiga, da/dN. Resultados em corpos de prova entalhados com microestrutura como-recebida (CR) e microestrutura como-recebida e termicamente tratada (CRTT) revelaram redução da deformação em torno de 58% e 37%, respectivamente, após testes em baixa taxa de deformação em SESC. Sob carga constante, o aço de microestrutura CR parece não ser sensível à CST em níveis de tensão abaixo do limite de escoamento, entretanto, sob carga constante escalonada (CCE) o fenômeno foi observado nos dois tipos de microestrutura. A presença de produto de corrosão na região de iniciação da superfície de fratura para microestrutura CR sugere fechamento de trinca, causando mudanças na porção inicial das curvas da/dN-ΔK, deslocando ΔKlim para maiores valores. Alterações nas taxas da/dN na região linear de Paris-Erdogan para a microestrutura CR, em baixos níveis de ΔK a 0,25 Hz, foram identificadas devido à CST, bem como alguma aceleração de trinca por conta da corrosão-fadiga. A interação entre a microestrutura CRTT e solução etanólica revelou menores taxas da/dN quando comparada às taxas obtidas pelo contato da solução com a microestrutura CR.por
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipId141054/2017-4por
dc.identifier.citationSANTOS, Elielson Alves dos. Avaliação de corrosão sob tensão e corrosão-fadiga do aço API 5L X70 em solução etanólica sintética. 2022. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/16353.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/16353
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectAço API X70por
dc.subjectCorrosão sob tensãopor
dc.subjectCorrosão-fadigapor
dc.subjectAmbiente etanólicopor
dc.subjectDutopor
dc.subjectAPI X70 steeleng
dc.subjectStress corrosion crackingeng
dc.subjectCorrosion-fatigueeng
dc.subjectEthanol environmenteng
dc.subjectPipelineeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAOpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICApor
dc.titleAvaliação de corrosão sob tensão e corrosão-fadiga do aço API 5L X70 em solução etanólica sintéticapor
dc.title.alternativeEvaluation of stress corrosion cracking and corrosion-fatigue of the API X70 steel in synthetic ethanol solutioneng
dc.typeTesepor

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