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Os elementos de fixação offshore de petróleo e gás devem resistir à corrosão por água do mar, à fissuração induzida por H2S e a pressões extremas até 15 000+ psi. NACE MR0175/ISO 15156 rege a seleção de materiais para ambientes de serviço ácido. Inconel 718 (1379 MPa em tração) é a escolha principal para aparafusamento estrutural submarino de alta resistência, enquanto Super Duplex 2507 (PREN ≥42,5) proporciona resistência aos cloretos económica para conectores submarinos e aplicações de superfície.
As operações de petróleo e gás offshore impõem algumas das condições mais exigentes aos materiais de elementos de fixação: imersão contínua em água do mar, exposição a sulfureto de hidrogénio (H2S) e dióxido de carbono (CO2), pressões extremas até 15 000+ psi em fundo de poço e temperaturas que variam de -46°C a mais de 200°C. A seleção de uma liga incorreta pode provocar fissuração por corrosão sob tensão sulfurosa (SSC), fissuração por corrosão sob tensão (SCC) ou fissuração induzida por hidrogénio (HIC) com consequências catastróficas.
NACE MR0175/ISO 15156 é a norma que rege os materiais metálicos em ambientes contendo H2S (serviço ácido) na produção de petróleo e gás. Aborda a fissuração por corrosão sob tensão sulfurosa (SSC), a fissuração por corrosão sob tensão (SCC), a fissuração induzida por hidrogénio (HIC), a fissuração escalonada, a fissuração induzida por hidrogénio orientada por tensões (SOHIC) e a fissuração por tensão de hidrogénio induzida galvanicamente (GHSC). A conformidade é obrigatória para todos os elementos de fixação em serviço ácido.
A tabela seguinte fornece recomendações de ligas para aplicações comuns de elementos de fixação offshore de petróleo e gás, baseadas na prática industrial e nos requisitos de conformidade NACE MR0175.
| Componente | Ligas recomendadas | Porquê |
|---|---|---|
| Cabeça de poço submarina / aparafusamento de árvore | Inconel 718, Inconel 625 | Alta resistência + resistência à água do mar; 718 para cargas estruturais, 625 para revestimentos soldados |
| Parafusos de conectores submarinos | Super Duplex 2507, Inconel 718 | Resistência a cloretos + alta resistência |
| Aparafusamento de flanges de superfície | Duplex 2205, Super Duplex 2507 | Resistência à corrosão económica |
| Fundo de poço (serviço ácido) | Inconel 718, Inconel 625 | H₂S + alta temperatura + alta pressão |
| Aparafusamento de riser | Super Duplex 2507, Inconel 625 | Imersão prolongada em água do mar |
| Fixações de permutadores de calor | Inconel 625, Hastelloy C-276 | Compatibilidade com fluidos de processo |
NACE MR0175 especifica valores de dureza máximos para prevenir a fissuração por corrosão sob tensão sulfurosa: Inconel 625 (recozido) máx. 22 HRC (237 HBW), Inconel 718 (endurecido por envelhecimento) máx. 40 HRC, Duplex 2205 máx. 28 HRC e Super Duplex 2507 máx. 32 HRC. Exceder estes limites em ambientes de serviço ácido implica risco de falha por SSC.
Os elementos de fixação submarinos e de superfície operam a temperaturas de -46°C a 250°C, excedendo 200°C em fundo de poço. As pressões atingem 5 000–10 000 psi em submarino e 15 000+ psi em fundo de poço. Os meios incluem água do mar, H2S, CO2, salmoura e fluidos de produção. A seleção de materiais deve ter em conta todas estas variáveis simultaneamente.
O Inconel é muito forte em uma ampla faixa de temperatura, de abaixo de zero a aprox. 980°C. O material também possui muito boa resistência a ácidos minerais e orgânicos.
Ver especificaçõesO Hastelloy tem alta resistência à corrosão em ambientes oxidantes e redutores. O material possui excelente resistência à corrosão localizada, como pites, bem como à fissuração por corrosão sob tensão e em frestas.
Ver especificaçõesEm comparação com as grades de aço inoxidável padrão, o Duplex é duas vezes mais forte e mais resistente à corrosão localizada. A resistência à corrosão é excelente em ambientes com ácido fosfórico, ácidos orgânicos e cloreto.
Ver especificaçõesA nossa equipa possui décadas de experiência no fornecimento de elementos de fixação em ligas exóticas para aplicações críticas. Contacte-nos para orientação na seleção de ligas e orçamentos competitivos.