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Title in Portuguese: Avaliação do desempenho da soldagem do aço AISI 444 em aplicações de revestimento de torres de destilação
Title: Comparative assessment of donates steels AISI 444 for application in oil distillation towers
Author: Guimarães, Rodrigo Freitas
Advisor(s): Farias, Jesualdo Pereira
Keywords: Ciência dos materiais
Corrosão
Aço inoxidável
Issue Date: 2004
Citation: GUIMARÃES, R. F. Avaliação do desempenho da soldagem do aço AISI 444 em aplicações de revestimento de torres de destilação. 2004. 60 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2004.
Abstract in Portuguese: Os elevados teores de enxofre dos petróleos processados nas unidades de refino atacam o “clad” de aço AISI 405 ou 410S, expondo o aço estrutural ao meio corrosivo. A recuperação da região desgastada é feita pela aplicação de um “lining” de aço AISI 316L. Embora o aço AISI 316L garanta uma boa resistência à corrosão naftênica, surgem trincas na zona afetada pelo calor da solda ( ZAC) após um determinado período de operação da unidade, associadas a problemas metalúrgicos na ZAC e aos esforços de dilatação e contração do conjnto “lining” e parede da torre. Uma alternativa seria a aplicação de um “lining” de aço AISI 444 que tem resistência à corrosão comparável à do aço AISI 316L e coeficiente de expansão térmica mais próximo do coeficiente do próprio material da torre. Contudo, ainda não são conhecidos os efeitos sobre o desempenho deste aço nas condições de operação da torre. Assim, neste trabalho estudou-se a viabilidade da aplicação de um “lining” de aço AISI 444 para a recuperação da torre de destilação em substituição ao aço AISI 316L. Para tanto, foram avaliadas as condições de fragilização do aço AISI 444 na temperatura máxima da torre ( em torno de 400ºC) e na temperatura de 475ºC, através da medição da dureza Brinell e do ensaio de impacto Charpy-V. Corpos de prova de aço AISI 444 e AISI 316L soldados sobre chapas de aço ASTM A516 Gr60 foram submetidos a ciclos de Fadiga Térmica e, após cada ciclo (20 ao todo), passaram por uma inspeção para verificar a existência de trincas. Logo após foi feita a caracterização microestrutural da ZAC. Também foram retiradas amostras após os ensaios de Fadiga Térmica para serem submetidas a tratamentos em petróleo na temperatura de 300º C. Após o tratamento em petróleo, as amostras passaram por uma avaliação no microscópio eletrônica de varredura. Foram medidas as massas dos corpos de prova antes e após o tratamento em petróleo para determinar a perda de massa provocada pelo ambiente corrosivo. Os resultados indicam que a submissão do aço AISI 444 ao tratamento térmico, nas temperaturas de 400 a 475ºC, causa a fragilização do mesmo e um aumento da temperatura de transição dúctil frágil para valores acima de 30º C, mas abaixo de 60º C. Os aços AISI 316L e AISI 444 não apresentam trincas após os ensaios de Fadiga Térmica e nem após o tratamento em petróleo. O uso do aço AISI 444 pode representar uma redução nos custos nas paradas das torres de destilação uma vez que este apresentou menores taxas de corrosão que o aço AISI 316L.
Abstract: The high sulfur content of oil processed in the refining units attack the "clad" steel AISI 405 or 410S, exposing the structural steel to the corrosive medium. The recovery of the eroded region is made by applying a "lining" of AISI 316L steel. Although steel AISI 316L ensure good corrosion resistance naphthenic, cracks appear in the heat affected zone of the weld (HAZ) after a certain period of operation of the unit, metallurgical problems associated with the HAZ and the efforts of expansion and contraction of conjnto " lining "of the tower and wall. An alternative would be the application of a "lining" of AISI 444 steel having corrosion resistance comparable to the AISI 316L steel and the thermal expansion coefficient closer to the coefficient of the material itself of the tower. However, are not yet known effects on the performance of the steel in the conditions of operation of the tower. In this work we studied the feasibility of applying a "lining" steel AISI 444 for the recovery of the distillation tower to replace the steel AISI 316L. Thus, we evaluated the conditions of embrittlement of AISI 444 in the maximum temperature of the tower (about 400 ° C) and temperature of 475 ° C, by measuring the Brinell hardness and Charpy impact test-V. Specimens of AISI 444 and AISI 316L welded onto steel plates ASTM A516 Gr60 were subjected to thermal fatigue cycles and after each cycle (20 in all), passed an inspection to check for cracks. Soon after it was made microstructural characterization of ZAC. Also samples were taken after the thermal fatigue tests in order to undergo treatment in oil at a temperature of 300 ° C. After treatment in oil, the samples underwent an evaluation in the scanning electron microscope. Were measured masses of the samples before and after treatment in oil to determine the weight loss caused by the corrosive environment. The results indicate that the subjection of the AISI 444 steel to thermal treatment at temperatures 400-475 ° C, causes embrittlement of the same and increasing the temperature of transition ductile brittle to values ​​above 30 ° C but below 60 ° C. The AISI 316L and AISI 444 do not exhibit cracks after the tests and Thermal Fatigue or after treatment in oil. The use of steel AISI 444 may represent a cost savings in the charts of distillation towers since it showed the lowest corrosion rates than steel AISI 316L.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/16194
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DEMM - Dissertações defendidas na UFC

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