Avaliação da Resistência à Corrosão Sob Tensão por Sulfetos de Aços Supermartensíticos Submetidos a Diferentes Tratamentos Térmicos Pós-Soldagem
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA
Resumo
Supermartensitic stainless steels (SMSS) are widely used in offshore well completions located at Santos Basin’s pre-salt fields. Those steels have the utmost performance in corrosive environments with high amounts of CO2 and chloride. They also have limited resistance to environmental cracking caused by hydrogen sulfide that is also present, in low levels, with the produced fluids coming from the carbonatic reservoirs, hence their use in production tubing strings. However, forged and welded elements belonging to other completion components are also in contact with corrosive fluids and have lower chemical resistance than hot rolled tubing. SSC-associated failures in these components can lead to the breakdown of well integrity, resulting in loss of production and possible high-impact environmental damage. Understanding the behavior of this alloy in acidic media is essential, in order to rely on using these types of material in forged and welded equipment. Therefore, the determination of the limits of forged and welded SMSS steels to Sulfide Stress Cracking is the subject of several studies. For welded elements, special attention is given to the HAZ and post-welding heat treatments, to ensure compliance with current standards about the use of these materials as well equipment. The present study seeks to carry out a comparative analysis on the effect of post- welding heat treatments on a supermartensitic steel, microalloyed with vanadium and subjected to a representative environment of a pre-salt well in production. This analysis will be performed through slow strain rate tests in corrosive media on samples subjected to different tempering treatments after simulating a thermal welding cycle. The microstructures obtained and the influence of certain phases on the mechanical properties and resistance to localized corrosion will be evaluated. It will also be discussed the feasibility of applying the methodology used in this study in the field, where conditions are similar to those tested.
Aços inoxidáveis supermartensíticos (SMSS) são amplamente utilizados em completações de poços submarinos do Pré-sal da Bacia de Santos, com o objetivo de resistir à ação de contaminantes associados aos fluidos provenientes da formação. Estas ligas são extremamente resistentes a ambientes corrosivos contendo altos teores de CO2 , caso específico dos reservatórios carbonáticos, e também possuem certa resistência ao gás sulfídrico (H2 S) presente em poucos teores, daí o seu uso em colunas de produção. No entanto, elementos forjados e soldados pertencentes a outros componentes da completação também estão em contato com fluidos corrosivos e possuem resistência menor do que os tubos laminados. Estes elementos, quando têm função estrutural dentro do poço, podem causar falhas catastróficas que acarretam perda de produção ou até mesmo danos ambientais de grande impacto. O estudo do comportamento dessa liga em meios contendo gás sulfídrico é de extrema importância para garantir a continuidade de uso em equipamentos forjados e soldados de alta complexidade. Por isso a determinação dos limites de aços SMSS forjados e soldados é alvo de diversos estudos visando determinar os limites reais quando expostos ao meio corrosivo. No caso de elementos soldados, atenção especial é dada à ZTA e aos tratamentos térmicos pós-soldagem, que vai garantir o atendimento às normas vigentes de utilização destes materiais como componentes de poços. O presente estudo tem por objetivo realizar uma análise comparativa sobre o efeito dos tratamentos térmicos pós-soldagem em um aço supermartensítico microligado ao vanádio sujeito a um ambiente representativo de um poço do Pré-sal em produção.Serão utilizadas amostras obtidas de equipamentos forjados utilizados em poços, que serão preparadas para caracterização e testes. A análise será feita através de ensaios de baixa taxa de deformação em meios corrosivos em amostras submetidas a diferentes tratamentos de revenimento após a simulação de um ciclo térmico de soldagem. Serão avaliadas as microestruturas obtidas e a influência de determinadas fases nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão localizada. Será discutida também a viabilidade da aplicação da metodologia utilizada neste estudo em campo, onde as condições são similares às ensaiadas
Aços inoxidáveis supermartensíticos (SMSS) são amplamente utilizados em completações de poços submarinos do Pré-sal da Bacia de Santos, com o objetivo de resistir à ação de contaminantes associados aos fluidos provenientes da formação. Estas ligas são extremamente resistentes a ambientes corrosivos contendo altos teores de CO2 , caso específico dos reservatórios carbonáticos, e também possuem certa resistência ao gás sulfídrico (H2 S) presente em poucos teores, daí o seu uso em colunas de produção. No entanto, elementos forjados e soldados pertencentes a outros componentes da completação também estão em contato com fluidos corrosivos e possuem resistência menor do que os tubos laminados. Estes elementos, quando têm função estrutural dentro do poço, podem causar falhas catastróficas que acarretam perda de produção ou até mesmo danos ambientais de grande impacto. O estudo do comportamento dessa liga em meios contendo gás sulfídrico é de extrema importância para garantir a continuidade de uso em equipamentos forjados e soldados de alta complexidade. Por isso a determinação dos limites de aços SMSS forjados e soldados é alvo de diversos estudos visando determinar os limites reais quando expostos ao meio corrosivo. No caso de elementos soldados, atenção especial é dada à ZTA e aos tratamentos térmicos pós-soldagem, que vai garantir o atendimento às normas vigentes de utilização destes materiais como componentes de poços. O presente estudo tem por objetivo realizar uma análise comparativa sobre o efeito dos tratamentos térmicos pós-soldagem em um aço supermartensítico microligado ao vanádio sujeito a um ambiente representativo de um poço do Pré-sal em produção.Serão utilizadas amostras obtidas de equipamentos forjados utilizados em poços, que serão preparadas para caracterização e testes. A análise será feita através de ensaios de baixa taxa de deformação em meios corrosivos em amostras submetidas a diferentes tratamentos de revenimento após a simulação de um ciclo térmico de soldagem. Serão avaliadas as microestruturas obtidas e a influência de determinadas fases nas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão localizada. Será discutida também a viabilidade da aplicação da metodologia utilizada neste estudo em campo, onde as condições são similares às ensaiadas