Avaliação da possibilidade de aplicação de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações como mecanismo de refino microestrutural e incremento de propriedades mecânicas em aços API OCTG.
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Data
2022
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Resumo
Os graus API K55 e T95 apresentam boa relação entre resistência mecânica e
tenacidade à fratura, sendo eles aplicados em linhas OCTG “Oil Country Tubular
Golds”, fabricados de acordo com a Norma API 5CT. A combinação de propriedades
mecânicas é necessária para aplicações em águas profundas e para áreas remotas onde
os tubos estão submetidos a pressões superiores a 2500 psi. A literatura técnica tem
apontado que há um potencial, ainda pouco explorado, para que a relação resistência
mecânica e tenacidade de alguns tipos de aços possa ser melhorada por meio da
utilização de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações, combinando duas
características principais: pequeno tamanho de grão e precipitados finamente dispersos
na matriz. Como o refino microestrutural é um mecanismo eficiente para aumento de
resistência mecânica sem depreciação da tenacidade, o entendimento dos possíveis
efeitos de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações sobre as características
microestruturais e as propriedades mecânicas de aços para aplicação na indústria de óleo
e gás é de fundamental importância, uma vez que o sucesso do emprego de tais
tratamentos pode representar a melhoria do desempenho mecânico e a elevação no
tempo médio de vida dos tubos. Dessa forma, tendo em vista que existem poucos
trabalhos na literatura que exploram a utilização deste tipo de tratamento térmico com o
objetivo de potencializar o refino microestrutural e a precipitação como mecanismos de
incremento de propriedades mecânicas, este trabalho avaliou o efeito do tratamentos
térmicos de múltiplas normalizações sobre as características microestruturais e
propriedades mecânicas medidas em tração e impacto Charpy de três aços API que,
quando processados adequadamente, podem atender aos graus K55 e T95. Pôde-se
concluir que, em relação ao grau K55, ao se considerar a dupla e a tripla normalização,
não houve significativa diferença entre as propriedades medidas. Neste contexto, a
aplicação de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações para o grau K55 não seria
viável para a composição química avaliada. Para o grau T95, além do refino
microestrutural, os tratamentos térmicos de múltiplas normalizações alteraram as
distribuições de frequência e de tamanho de precipitados (carbonetos de Cr e Mo),
xv
assim como, provavelmente, alteraram as concentrações de C, Cr e Mo em solução
sólida. A combinação dos mecanismos de endurecimento por solução sólida, por
precipitação e por refino de grão fizeram com que houvesse um aumento contínuo tanto
dos indicadores de resistência mecânica quanto do alongamento e da tenacidade ao
impacto com a aplicação dos sucessivos tratamentos térmicos de normalização. Neste
contexto, pode-se considerar que os tratamentos térmicos de múltiplas normalizações
possuem bom potencial de aplicação nos aços que atendem ao grau T95, para a
composição química avaliada.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
American Petroleum Institute - API - múltiplas normalizações, Petróleo - refinação - refino microestrutural
Citação
ROCHA, José Márcio da. Avaliação da possibilidade de aplicação de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações como mecanismo de refino microestrutural e incremento de propriedades mecânicas em aços API OCTG. 2022. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.