Produción de aceiros resistentes a HIC

A fendación inducida por hidróxeno (HIC) representa un desafío común, especialmente na industria do petróleo e a refinería, onde a pureza e a calidade xeral do aceiro son de suma importancia.

O proceso de produción de aceiros resistentes aos HIC inclúe técnicas críticas de desulfuración, como a inxección de magnesio e a axitación mediante inxección de argón no fondo.

A produción de aceiro limpo baséase en tecnoloxías para controlar e/ou eliminar inclusións no aceiro. A miúdo, os tipos e as características das inclusións non metálicas no aceiro inflúen significativamente nas propiedades mecánicas do aceiro e tamén determinan a súa limpeza. Polo tanto, é necesaria unha análise precisa destas características para optimizar o proceso de fabricación do aceiro para producir aceiros de calidade.

A fisuración inducida por hidróxeno (HIC) e a fisuración por tensión de sulfuro (SSC) representan dous tipos de danos específicos provocados por hidróxeno que se atopan con frecuencia na industria do petróleo e a refinería. No primeiro caso (HIC), recoñécese xeralmente que a resistencia dos aceiros depende principalmente das súas características microestruturais: inclusións non metálicas e bandas de segregación.

Os sulfuros de manganeso alongados considéranse os sitios de iniciación máis perigosos. No segundo caso (SSC), crese que a resistencia dos aceiros pode estar preferentemente relacionada co seu nivel de resistencia, mentres que as características da microestrutura son menos importantes. O artigo presentado está dedicado ao estudo da HIC e SSC en aceiros de carbono-manganeso, que difiren no seu tratamento térmico (microestrutura, nivel de propiedades mecánicas) e na súa limpeza.

A inclusión de MnS é o iniciador máis prexudicial para a HIC, polo que, como medida básica, débese reducir o contido de xofre nos aceiros utilizados en ambientes ácidos. Debido aos avances no proceso de fabricación do aceiro, o contido de xofre pódese reducir a un nivel bastante baixo; por debaixo do 0,0008 % en peso (8 ppm).

O tratamento con Ca aplícase normalmente para evitar a formación de MnS alongado e para controlar a inclusión de sulfuros nunha forma esférica, e se existe un contido de Ca axeitado para a propiedade de resistencia á fenda. Se o contido de Ca é relativamente alto en comparación co contido de S, o exceso de Ca pode formar óxidos que poden actuar como iniciadores da HIC. Introducíronse varios parámetros que representan o contido efectivo de Ca, e o contido de Ca debe controlarse coidadosamente nun rango estreito; por exemplo, 3

Táboa 1: Requisitos de composición química para tubos de aceiro de alta resistencia, [ppm]

A figura 1 mostra a ruta de produción de aceiro resistente ao carbono alto (HIC). Antes do proceso BOF, o metal en quente desulfurízase na estación de desulfuración de metal en quente mediante a inxección de magnesio e CaO. No BOF, só se debe cargar chatarra con baixo contido de xofre. O aluminio para a desoxidación e os axentes formadores de escoria engádense durante a roscada. A aliaxe principal tamén se procesa nese momento.

A continuación, o cucharón transpórtase á estación de borbullado, onde se sopra argón mediante unha lanza superior para mesturar metal e escoria co fin de desulfuralos. Despois, o cucharón transfírese para o tratamento ao baleiro. O aceiro axítase mediante inxección de argón na parte inferior para asegurar unha desulfuración e desgasificación profundas.