Estudo da microestrutura de aço inoxidável austenítico ASTM A351 HK40 proveniente de um suporte de tubos de um forno com 200.000 horas de serviço

Abstract

Aços inoxidáveis com resistência à corrosão a altas temperaturas são materiais recorrentes nos projetos em indústrias do ramo petroquímico, em especial aços inoxidáveis austeníticos das famílias HK e HP. O estudo dos processos de transformações de fases, micro trincas por fluência e de corrosão intergranular são os maiores objetivos de trabalhos envolvendo estes materiais, visando predizer uma estimativa de vida em serviço para estes. Neste trabalho, foi estudada a microestrutura e mecanismos de falha do aço inoxidável austenítico ASTM A351 HK40 na condição de fundido, por análises de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDS) e difração de raios-X (DRX). Uma das amostras é proveniente de um suporte para tubos de forno de destilação atmosférica na região de convecção da REFAP/PETROBRAS com aproximadamente 200.000 mil horas de vida em serviço, e a outra é de um tubo como fundido na condição de novo. Este suporte de tubos sofreu danos permanentes devido à deformação plástica e ruptura catastrófica por sobrecarga decorrente da montagem incorreta que não ofereceu margem para dilatação térmica, visto que a temperatura a qual a peça fica submetida compreende uma faixa entre 650°C a 870°C. A estrutura apresentou trincas catastróficas e que se uniam aos microvazios de fluência. O aço na condição de novo serviu para identificar a microestrutura original desta liga, pois a microestrutura do suporte do forno de destilação encontrava-se consideravelmente alterada pela presença de fase s (sigma) e carbetos complexos. Estudou-se também a transformação microestrutural dos precipitados primários, constituídos de possíveis fase G e fase h (eta), encontradas na peça na condição de nova, em fase sigma (s) após 200.000 horas de serviço.