A fissuração por corrosão sob tensão é uma fissuração causada pelo efeito combinado da tensão de tração e de um ambiente corrosivo. O efeito da fissuração por corrosão sob tensão em um material geralmente varia entre a fissuração a seco e o limiar de fadiga desse material. As tensões de tração necessárias podem ser na forma de tensões aplicadas diretamente ou tensões residuais.
Deformação e conformação a frio, soldagem, tratamento térmico, usinagem e retificação podem causar tensões residuais. A magnitude e a importância de tais tensões são frequentemente subestimadas. As tensões residuais que ocorrem como resultado das operações de soldagem tendem a se aproximar do limite de escoamento. A acumulação de produtos de corrosão em espaços confinados também pode criar tensões significativas e não deve ser ignorada. A fissuração por corrosão sob tensão ocorre frequentemente em certas combinações liga-ambiente-tensão.
Normalmente, a maior parte da superfície permanece intacta, mas há rachaduras que penetram no material. Na microestrutura, essas fissuras podem apresentar morfologia intergranular. Macroscopicamente, as fraturas por corrosão sob tensão têm uma aparência frágil. A fissuração por corrosão sob tensão é classificada como uma forma extremamente desagradável de corrosão, uma vez que tais fissuras finas podem ser muito difíceis de detectar e os danos não podem ser facilmente previstos.
Essencialmente, a corrosão sob tensão é um mecanismo de fissuração lentamente progressivo que afeta metais e outros materiais sob tensão de tração sustentada (aplicada ou residual) em ambientes corrosivos (aquosos ou gasosos).
A fissuração por corrosão sob tensão é caracterizada pela propagação subcrítica de fissuras devido à interação simultânea combinada de tensão mecânica e exposição ambiental. Nenhum desses fatores resulta, independente ou alternadamente, em fissuração por corrosão sob tensão, mas podem causar outros tipos de degradação do material.
Existem muitas formas de corrosão sob tensão que comumente afetam equipamentos de pressão em refino de petróleo, petroquímica e outras indústrias de processamento pesado. Isso inclui, mas não está limitado a:
As morfologias de dano dessas diferentes formas de fissuração por corrosão sob tensão são de natureza muito semelhante, mas tendem a se desenvolver em equipamentos de pressão, propriedades e química do material, procedimentos de soldagem, geometria da solda, leito de solda e dureza/microestrutura da zona afetada pelo calor, calor original tratamento, as condições ambientais externas dependem de muitas variáveis específicas de fabricação e operação do processo, como composição da corrente do processo, valor de pH, temperatura, nível de tensão operacional e proximidade de concentrações de tensão locais.
Como resultado, as falhas de equipamentos resultantes da corrosão sob tensão continuam a impactar inúmeras indústrias.
O teste de corrosão sob tensão é projetado para avaliar a suscetibilidade de materiais metálicos a danos por fissuração sob a ação combinada de resistência à tração e corrosão em soluções contendo sulfeto de hidrogênio em altas temperaturas. Este teste geralmente é realizado de acordo com a norma NACE TM0177 e requer um recipiente resistente à corrosão, dispositivos para medição de temperatura e pressão da solução ácida, um capacitor e outros acessórios.
No padrão “NACE TM0177-2016 Laboratório de testes de metais para resistência à fissuração por tensão de enxofre e fissuração por corrosão sob tensão em ambientes H2S” desenvolvido pela Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão (NACE), tensões de tração são exigidas para resistência à falha por fissuração em baixo pH ambientes aquosos contendo sulfeto de hidrogênio (H2S). Um procedimento para testar metais submetidos é descrito. Seguindo este padrão, os aços carbono e de baixa liga são geralmente testados quanto à resistência à corrosão-erosão à temperatura ambiente, onde a suscetibilidade à corrosão sob tensão é normalmente alta. Para outros tipos de liga, a correlação da suscetibilidade à erosão-corrosão com a temperatura é mais complexa.
Esta norma descreve os reagentes, amostras de teste e equipamentos a serem usados, aborda propriedades básicas de materiais e amostras de teste e especifica os procedimentos de teste a serem seguidos. Esta norma descreve quatro métodos de teste:
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