CARACTERIZAÇÃO POR TÉCNICAS NÃO DESTRUTIVAS DO AÇO AISI 317L ENVELHECIDO EM DIFERENTES TEMPERATURAS

Abstract

The austenitic stainless steels are corrosion resistance alloys with good mechanical properties, mainly toughness at low temperatures. Thus, in this family, stands out the AISI 317L steel due to its greater resistance to localized corrosion when compared to traditional grades AISI 304L and AISI 316L. Some applications of AISI 317L steel in oil refineries are clads, vessels, tubes, valves and accessories whose service temperature can reach 450°C or higher. However, microstructural changes in prolonged exposure above 450°C, promote the progressive formation of intermetallic phases, causing embrittlement and deterioration of corrosion resistance of metal. Thus, there will be a considerable decrease of the above-mentioned properties, making attractive the application of non-destructive techniques that aim to characterize the microstructure of these materials when in service. In this context, the present work evaluated the effects of the microstructural changes produced these material, when thermal aged at 450°C, 550°C and 650°C for periods up to 400 hours. Non-destructive techniques were used, through Vickers hardness measurements based on the Ultrasonic Contact Impedance (UCI) principle, electromagnetic measurements by using the techniques of permeametry and Magnetic Barkhausen Noise, performing a comparative characterization of these techniques inspection in order to correlate with microstructural changes. The results indicated that the increase in temperature and thermal aging period caused a progressive reduction in the percentage of δ ferrite and an increase in hardness, converging with the microstructural aspects presented in the analyzed conditions. Such results will contribute towards consolidating the use of non-destructive techniques in the characterization of this family of stainless steels, so that these techniques are used in the quality control and inspection of pipes and process equipment.

Os aços inoxidáveis austeníticos são ligas resistentes à corrosão com boas propriedades mecânicas, principalmente tenacidade em baixas temperaturas. Sendo assim, nesta família, destaca-se o aço AISI 317L devido à sua maior resistência à corrosão localizada quando comparado aos tipos tradicionais AISI 304L e AISI 316L. Algumas aplicações do aço AISI 317L, em refinarias de petróleo, são em revestimentos, vasos, tubos, válvulas e acessórios cuja temperatura de serviço pode chegar a 450°C ou mais. Entretanto, mudanças microestruturais em exposição prolongada acima de 450°C promovem a formação progressiva de fases intermetálicas, causando fragilização e deterioração da resistência à corrosão do metal. Assim, haverá uma diminuição considerável das propriedades supracitadas, tornando atrativa a aplicação de técnicas não destrutivas que visem caracterizar a microestrutura destes materiais quando em serviço. Neste contexto, o presente trabalho avaliou os efeitos das alterações microestruturais produzidas neste material quando envelhecido a 450°C, 550°C e 650°C por períodos de até 400 horas. Foram utilizadas técnicas não destrutivas através de medições de dureza Vickers baseadas no princípio da impedância ultrassônica de contato (Ultrasonic Contact Impedance – UCI), medidas eletromagnéticas pelo uso das técnicas de permeametria e Ruído Magnético de Barkhausen, realizando uma caracterização comparativa destas técnicas de inspeção a fim de correlacionar com as mudanças microestruturais. Os resultados indicaram que o aumento da temperatura e período de envelhecimento térmico provocou uma progressiva redução no percentual de ferrita δ e aumento de dureza, convergindo com os aspectos microestruturais apresentados nas condições analisadas. Tais resultados contribuirão no sentido de consolidar o uso de técnicas não destrutivas na caracterização desta família de aços inoxidáveis, para que essas técnicas sejam utilizadas no controle de qualidade e inspeção de tubulações e equipamentos de processo.