Influencia De Los Cordones De Soldadura Sobre La Resistencia A La Corrosión Del Acero APIL5LX - 52

“Influencia de los cordones de soldadura sobre la resistencia a la corrosión del acero APIL5LX – 52”

Universidad Nacional de Trujillo.

Departamento de la Libertad - Perú.

Por: Br.: J. F. Barboza Rodríguez.

Asesor: Dr. Arístides Távara Aponte.

Resumen.

Se analizó la susceptibilidad a la corrosión de dos tipos de juntas, empleando la soldadura manual con electrodos revestidos en multipasadas, en biseles “V” asimétricos (15° - 45°) a tope, soldados por un solo lado, cumpliendo con las exigencias de calificación de la norma API – 1104 y API – 5L; utilizándose los electrodos revestidos AWS E7018 y AWS E6010. La junta que lleva en todos los pases de soldadura el electrodo AWS E7018 es la que se practica en la unión de camisas de refuerzo de la tubería del Oleoducto Nor–Peruano, en zonas donde la tubería presenta daños mecánicos, fisuras y corrosión severa con pérdida del espesor de pared crítica para soportar las presiones de trabajo y la junta que lleva en el pase de raíz el electrodo AWS E6010 y en los demás pases el electrodo AWS E7018, es la que resultó tener las mejores propiedades mecánicas de una serie de juntas evaluadas para optimizar las propiedades mecánicas de las uniones del encamisetado de refuerzo (1). Para los ensayos de corrosión de las juntas se siguió las normas ASTM: G1-72 y ASTM: G5-78, también se prepararon y evaluaron las probetas para la evaluación metalográfica empleando la norma ASTM: E3-95 y E807-81, también se realizó un análisis del contenido inclusionario por su influencia en el comportamiento a la corrosión de las juntas (5).

1. Introducción.

Los cordones de soldadura de oleoductos y gasoductos constituye una de las zonas críticas más susceptibles donde podría iniciarse la corrosión, esto debido a la presencia de entallas, defectos superficiales, inclusiones, heterogeneidades estructurales que lleva consigo la unión soldada y cuando se encuentran presentes en los ductos agua, ácido sulfhídrico, bióxido de carbono y alta presión de operación, tenemos el cuadro ideal para que se desarrolle el mecanismo de corrosión y agrietamiento por hidrógeno inducido (2). En general los ductos estudiados son bastantes tolerantes de defectos en el cuerpo del ducto los puntos más débiles son las uniones soldadas. Los ductos cumplen la especificación API5LX-52 y presenta alta tenacidad excepto en algunas soldaduras.

El programa Integral de mantenimiento del Oleoducto Nor – Peruano, afronta problemas de daños en esta estructura, causado por procesos corrosivos tanto internos como externos, sumado a daños mecánicos provocado por fenómenos geodinámicos. La rehabilitación de estos sectores afectados, se realiza mediante la instalación de camisas de refuerzo soldadas, fabricadas con tubería API5LX–52 igual a la instalada en zonas donde el espesor remanente del ducto es crítica para soportar las presiones de trabajo del ducto debido a la presencia de daños mecánicos, fisuras y corrosión severa. Contribuyendo a las técnicas de reforzamiento en ductos el presente trabajo trata de investigar la susceptibilidad a la corrosión en uniones soldadas del encamisado de refuerzo de ductos API5LX–52, que están expuestas, en la parte interna de éstas, al crudo de petróleo en un posible desgaste por corrosión o fisuramiento de la tubería interna, evaluadas a partir de curvas de polarización en agua sedimentada de crudo de petróleo, como un problema que influye en la eficiencia para el transporte del crudo de petróleo de oleoductos.

2. Técnicas experimentales

Los materiales estudiados en este trabajo son:

 Material base API5LX – 52

Tabla 2.1 Composición química

Grado %C %Mn %P %S

X52 0.3 1.2 0.04% 0.05%

Tabla 2.2 Propiedades mecánicas

Resistencia

a la tracción Límite

de fluencia Alargamiento

50.6 Kg/mm2 36.6

Kg/mm2 43%

 Material de aporte de soldadura:

AWS E7018 y AWS E6010

Norma: AWS/ASME: A5.1 – 91

Tabla 2.3 Tipos de juntas experimentales

Junta 1 2

Pase de raíz (PR) E-6010 E-7018

Pase en Caliente (PC) E-7018 E-7018

Pase relleno (PRE)* E-7018 E-7018

Pase de acabado (PA) E-7018 E-7018

Tabla 2.4 Parámetros de soldadura utilizados en la elaboración de probetas.

Electrodo E-6010 E-7018

Diámetro (mm) 3.25 3.25 Voltaje (V) 25 25

Corriente (A) 115 150

Veloc. Avance(cm/min) 12.3 13.4

Calor aportado(KJ/cm) 14 16.8

 Ensayos electroquímicos de corrosión.

Las probetas se obtuvieron según la norma AWS A5.1–78, para el material de aporte puro, juntas soldadas y material base, fueron encapsuladas en resina epoxy, éste recubrimiento permitió dejar un área expuesta con una superficie perfectamente determinada de la probeta; se estableció el contacto eléctrico de cada probeta a través de un alambre de cobre revestido perfectamente unido a la probeta. La superficie expuesta, de las probetas, se las ensayó lijadas a 2000 mallas y en condiciones tal como quedaron después de la soldadura, previamente desengrasadas con acetato de etilo, enjuagadas con alcohol absoluto y secadas con aire caliente, luego fueron montadas en la celda electroquímica. Para los ensayos electroquímicos se usó una celda electroquímica convencional, con electrodo de referencia de calomel saturado(SCE) y contralectrodo de platino en agua sedimentada del crudo de petróleo. Éstos ensayos fueron potenciostáticos, comenzando a un potencial catódico de 300mV por debajo del potencial de corrosión de cada probeta a una velocidad de barrido de 10mV/min. Previo a cada medición se permitió a las probetas alcanzar un potencial de corrosión estable por exposición a la solución durante un tiempo de 50 minutos [ASTM: G5–78]. Se determinó la densidad de corriente de corrosión utilizando el método lineal o de intersección de las pendientes de Tafel (3,4), con ésta velocidad se calculó la velocidad de corrosión[ASTM: G3-74]. La caracterización microestructural se realizó como se describe en la norma ASTM: E3–95. Para la identificación de inclusiones se usó el método de microscópico óptico mediante la comparación con gráficos

...