Hydrogen damage of a welded API 5L X52 steel

Abstract

Las tuberías de acero API 5L X52, utilizadas para el transporte de crudo y gas, pueden sufrir diversos tipos de corrosión y, por consiguiente, experimentar una pérdida considerable de sus propiedades mecánicas cuando están en contacto con medios agrios. Específicamente, cuando estos aceros al carbono y aquellos de baja aleación son expuestos a medios acuosos contaminados con H 2 S son susceptibles al fenó-meno conocido como daño por hidrógeno. Este fenó-meno, que se refiere a la modificación de ciertas propiedades mecánicas debido a la presencia o interacción con el hidrógeno atómico, puede manifestarse en presencia de esfuerzos aplicados o residuales [1 y 2] .El hidrógeno es absorbido por el metal de forma atómica (H), causando su fragilización, agrietamiento y/o ampollamiento. El agrietamiento inducido por hidrógeno es altamente influenciado por parámetros metalúrgicos como: inclusiones, bandas de segregación de elementos (P, Mn), bordes de grano, dislocaciones, entre otros. También ejercen una marcada E Es st tu ud di io o d de el l d da añ ño o p po or r h hi id dr ró óg ge en no o e en n u un ni io on ne es s s so ol ld da ad da as s d de e u un n a ac ce e--r ro o A AP PI I 5 5L L X X5 52 2 (R. Réquiz * , S. Camero ** , V. Aristizabal * y A. Rivas * R Re es su um me en n En la presente investigación se estudió la susceptibilidad al daño por hidrógeno en un acero API 5L X52 soldado por resistencia eléctrica. Para ello, se emplearon técnicas de permeación y de carga catódica de hidrógeno. El material fue caracterizado mediante microscopía electrónica de barrido y de transmisión. La susceptibilidad al daño por hidróge-no fue similar tanto en el metal base como en el cordón de soldadura. Este comportamiento se vincula a la microestructura homogénea constituida por perlita y ferrita, que presentan ambos, aun cuando existen diferencias en el tamaño de grano. El cordón de soldadura tenía dimensiones muy pequeñas, donde la zona de fusión y la afectada por el calor poseen espesores de 5 mm y 1 mm, respectivamente. El daño inducido por hidrógeno se presentó en forma de ampollas en la superficie del material, asociado, principalmente, a la presencia de inclusiones globulares y semiglobulares ricas en aluminio. Además, se manifestó una disolución parcial de las inclusiones y/o un ataque de la matriz en la zona adyacente a la inclusión. P Pa al la ab br ra as s c cl la av ve eAcero API 5L X52. Soldadura por resistencia eléctrica. Daño por hidrógeno. Permeación. Ampollamiento.H Hy yd dr ro og ge en n d da am ma ag ge e o of f a a w we el ld de ed d A AP PI I 5 5L L X X5 52 2 s st te ee el l A Ab bs st tr ra ac ct tThe main objective of the present investigation was to study the susceptibility to hydrogen damage on a type API 5L X52 steel welded by electrical resistance. Several techniques, such as hydrogen permeation and cathodic charging were used. The metallic material was characterized using SEM and TEM. The base metal microstructure was very similar to that one corresponding to the welded area. This microstructure ...