Estudio mecánico y de corrosión de una unión soldada disímil de un acero inoxidable superdúplex SAF 2507 con un acero HSLA API X-52 para su aplicación en ambientes marinos

Abstract

Different grades of API steels are used for gas pipeline transportation and distinct equipment on the petrochemistry industry. Nevertheless, these types of steels have low corrosion resistance considering that it is necessary to join them with alloys that present better corrosion behaviors as is the case of stainless steels, producing as a result Dissimilar Welded Joints (DWJ). The aim of the present investigation is to analyze the effect of the thermal cycles using two groove preparations; 60° and 75° over the mechanical and corrosion properties of the API X-52/ER 2594/SAF 2507 interphase, API X-52 and SAF 2507 base metals, ER 2594 filler metal and the heat affected zones of both alloys, in order to compare the corrosion rate and type, so that it could be possible to approve the application of the DWJ in sour environments. The corrosion tests were performed by means of Electrochemical Noise (EN) in two different types of environments; synthetic sea water and CO2 saturated synthetic sea water. Besides tension test, bend test and Vickers hardness were performed to assess the mechanical properties of the welds. Microstructural characterization of the weld joints and the rust surfaces was carried out by Scanning Electron Microscopy (SEM). The experimental results show that the last thermal cycle had no meaningful influence over the properties of the welds, and both grooves; 60° and 75° revealed similar mechanical and corrosion properties. The formation of the grain boundary type II and the transition region were observed on the interphase API X-52/ER 2594. The welds were found to have overmatching mechanical properties.

Los distintos grados de aceros de la clase API se utilizan en la construcción de gasoductos y diversos utillajes de la industria petroquímica; sin embargo, al ser metales que presentan baja resistencia a la corrosión, se advierte necesaria su unión con aleaciones que detenten mejores comportamientos electroquímicos, como lo es el caso de los aceros inoxidables, dando origen a las uniones soldadas disímiles (USD). El objetivo del presente estudio es el de analizar el efecto que tienen los ciclos térmicos de un proceso de pasadas múltiples para dos diferentes tipos de biseles: 60° y 75°, sobre el comportamiento electroquímico que forma la interface API X-52/ER 2594/SAF 2507, además del de los metales base API X-52 y SAF 2507, las zonas afectadas térmicamente de cada aleación y los cordones de soldadura del metal de aporte ER 2594, en dos diferentes tipos de ambientes; en salmuera sintética y en salmuera sintética saturada con CO2, utilizando la técnica de ruido electroquímico; para así, determinar la velocidad y tipo de corrosión de cada zona, y dictaminar la factibilidad de que dicha interfase pueda aplicarse en ambientes costa fuera. Adicionalmente se tuvo a bien evaluar las propiedades mecánicas de ambas uniones por medio de los ensayos de microdureza, tensión y doblez guiado. La caracterización microestructural de las uniones y de las superficies expuestas a los ambientes corrosivos se realizó por medio de microscopia electrónica de barrido (MEB). Los resultados indican que el último paso de soldadura no influyó de manera significativa en las propiedades de las uniones. Se presentó la región de transición y el borde de grano tipo II en ambas uniones cerca de la línea de fusión. Las propiedades mecánicas de las juntas soldadas fueron satisfactorias para ambas uniones