ESTUDO DA SUSCEPTIBILIDADE À CORROSÃO SOB TENSÃO EM ATMOSFERA DE H2S DAS ARMADURAS DE TRAÇÃO DE DUTOS FLEXÍVEIS

Abstract

During transportation of fluid produced in the flexible pipes, corrosive gases such as H2S and CO2 permeate through the polymeric barrier layer, creating an aggressive environment in the annular space. At this location are found carbon steel structures known as flexible pipe tensile armours. The tensile armours can suffer a process of embrittlement due to free hydrogen presence in annular space as a result of corrosion processes from the permeated gas. The presence of H2S in the pre-salt fields coupled with the residual stresses from the manufacturing process and service, can lead to the occurrence of the phenomenon of stress corrosion cracking, which ultimately could cause the tensile armours failure. The present work evaluated the flexible pipe tensile armours susceptibility to stress corrosion cracking using a slow strain- rate tests. The tests were performed in accordance to ASTM G129-00/2006 and the results confirmed an increased susceptibility to stress corrosion cracking of the steel investigated with the increasing of H2S concentrations. The decrease of the ultimate tensile strength, elongation and time to failure compared to tests carried out in the air at the same slow strain rate were the main indicative of increased of the susceptibility to stress corrosion cracking. .

Durante o transporte do fluido produzido nos dutos flexíveis, gases corrosivos como H2S e CO2 permeiam através da barreira polimérica do duto, gerando um ambiente agressivo no espaço anular. Neste local são encontradas estruturas de aço carbono conhecidas como armaduras de tração do duto flexível. As armaduras de tração podem sofrer um processo de fragilização devido à presença de hidrogênio livre no espaço anular, formado a partir dos gases permeados. A presença de H2S nos campos do pré-sal, aliada às tensões residuais do processo de manufatura e de serviço, podem levar à ocorrência do fenômeno de corrosão sob tensão, que em última instância poderia levar à falha das armaduras de tração. O presente trabalho avaliou a susceptibilidade a corrosão sob tensão das armaduras de tração em dutos flexíveis utilizando ensaios de baixa taxa de deformação. Os ensaios foram realizados segundo a norma ASTM G129-00/2006 e os resultados comprovaram o aumento da susceptibilidade à corrosão sob tensão do aço estudado com o aumento da concentração de H2S. A queda do limite de resistência, do alongamento e do tempo até de ruptura comparados aos ensaios realizados ao ar na mesma taxa de deformação foram os principais indicativos do aumento da susceptibilidade à corrosão sob tensão.