Fragilización por Hidrógeno de los Aceros API 5L X60 y API 5L X80

Abstract

ResumenSe ha determinado el comportamiento mecánico de los aceros API 5L grados X60 y X80, fragilizados por hidrógeno ambiental y por hidrógeno interno. El potencial y la densidad de corriente para la generación del hidrógeno fueron determinados por polarización potenciodinámica, y el tiempo de saturación estimado a partir de datos de difusividad y solubilidad obtenidos en ensayos de permeación con una célula electroquímica. La carga de hidrógeno para reproducir las condiciones de la fragilización por hidrógeno ambiental y fragilización por hidrógeno interno fue realizada generando un gradiente de concentración para el primer caso, y generando gradientes de concentración y de tensiones para el segundo. Luego de los ensayos de tracción se verificò que, en las condiciones definidas en este trabajo, el modo de fractura en ambos tipos de fragilización fue predominantemente dúctil. Ademàs, los dos aceros mostraron una susceptibilidad baja o moderada a la fragilización por hidrógeno ambiental, no siendo susceptibles a la fragilización por hidrógeno interno. Palabras clave: fragilización por hidrógeno, polarización potenciodinámica, acero API 5L X60, acero API 5L X80 Hydrogen Embrittlement of API 5L X60 and API 5L X80 Steels AbstractThe mechanical behavior of the API 5L X60 and X80 grade steels under environmental hydrogen embrittlement effect and internal hydrogen embrittlement effect was determined. The potential and current density for hydrogen generation were determined by potentiodynamic polarization. The saturation time was estimated from diffusivity and solubility data, obtained from permeation tests with an electrochemical cell. The hydrogen charge to reproduce the conditions of the environmental hydrogen embrittlement and the internal hydrogen embrittlement was performed by generating a concentration gradient in the first case, and a concentration and stress gradients in the second case. After the tensile tests it was verified that in the defined tests conditions, the fracture mode in both types of embrittlement was predominantly ductile. Also, both steels showed low or moderate susceptibility to environmental hydrogen embrittlement, not being susceptible to internal hydrogen embrittlement. Tecnológica Vol. 22(6), 129-140 (2011) (ASM, 1987). La FHA ocurre por la adsorción de hidrógeno molecular generado en una atmósfera hidrogenada, o por una reacción de corrosión, y su absorción en el reticulado cristalino luego de su disociación a la forma atómica. La FHI ocurre en ausencia de una atmósfera hidrogenada y es causada por el hidrógeno que ingresa en el reticulado durante la producción del acero y en algunos de los procesos de fabricación de las estructuras, como la soldadura, antes de las pruebas o del inicio del servicio. Ese ingreso es facilitado debido a que la solubilidad del hidrógeno en el metal fundido es mucho más alta que cuando está en estado sólido. Una vez en el reticulado, y en presencia de tensiones, el hidrógeno fragiliza el material luego de un período de tiempo que es función de la concen...

Hydrogen Permeation in Carbon Steels

“…The results of this work were compared with those obtained in similar studies reported in the literature, in order to validate our results and to determine if similar effects of carbon content and microstructure are observed. The results of Araujo et al [53] were obtained for ferrite-pearlite steels, similar to the P steels tested in this work. The API 5 L-X80 steel with carbon content of 0.084% wt showed a D eff = 3.37 E À06 cm 2 s À1 , while an API 5 L-X60 steel with carbon content of 0.12% wt showed a D eff = 2.11 E À06 cm 2 s À1 , These values are within the same range of the D eff values obtained here.…”