p Em 2014, O maior e mais novo campo de petróleo do Cazaquistão estava programado para se tornar um dos principais contribuintes para o abastecimento global. Mas dentro de um mês de operação, um desligamento total ocorreu. Sem avisar, grandes rachaduras apareceram em seus dutos. Pelos próximos dois anos, o campo permaneceu ocioso devido a reparos caros. A causa:fragilização dos dutos. p Como ossos, oleodutos e gasodutos sofrem com a fragilidade e rachaduras. Agora, um grupo de pesquisadores da Universidade do Texas em San Antonio (UTSA) e do Southwest Research Institute (SwRI) propõe examinar como as condições de fragilização por hidrogênio se desenvolvem. Sua pesquisa está focada em uma liga usada na indústria de petróleo e gás, mas fabricado por meio de manufatura aditiva (AM).

p “As condições operacionais na indústria de óleo e gás podem levar à fragilização por hidrogênio. Esse fenômeno causa a falha prematura de estruturas em decorrência da entrada de hidrogênio no material. O hidrogênio uma vez dentro do material interage com a microestrutura da liga degradando seu desempenho mecânico e resultando em fratura frágil sem qualquer sinal de alerta, "disse o professor assistente Brendy Rincon Troconis no Departamento de Engenharia Mecânica da UTSA.

p AM foi adotado por muitos motivos no chão de fábrica. Com o uso de AM, designs e materiais mais complexos podem ser criados uma camada de cada vez. AM também reduz os custos indiretos, uma vez que as peças podem ser montadas rapidamente no local, em vez de manter um estoque grande e caro.

p Embora muitas indústrias estejam adotando AM rapidamente, os pesquisadores estão preocupados com o fato de não ter havido testes suficientes sobre como a fragilização por hidrogênio afeta o desempenho do material desse metal em particular. Os pesquisadores de San Antonio se concentrarão na liga de níquel-718 porque ela pode ser usada em condições críticas onde altas propriedades mecânicas e resistência à corrosão são desejadas.

p A pesquisa do professor Rincon Troconis não afeta apenas a indústria de petróleo e gás. Cada vez mais metais AM são introduzidos na indústria aeroespacial. A Airbus Defense testou materiais AM em seus sistemas de propulsão. A Space X já usa materiais AM para fabricar algumas partes do Falcon Rocket 9 e da câmara do motor Super Draco. DNV-GL, um provedor internacional de gestão de risco e serviços de garantia de qualidade, já está promovendo uma iniciativa para definir diretrizes e certificações de como as peças AM serão utilizadas em aplicações offshore.

p Embora as medidas de segurança sejam essenciais, sem dados de teste suficientes para entender o efeito da fragilização por hidrogênio no desempenho das ligas AM, a segurança dos sistemas fabricados em AM permanece desconhecida.

p O professor Rincon Troconis e W. Fassett Hickey, da Divisão de Engenharia Mecânica da SwRI, trabalharão para entender como a integridade do níquel-718 AM é afetada pela fragilização por hidrogênio. Troconis e Hickey vão estudar a fragilização por hidrogênio em um nível molecular para ver como a localização dos átomos de hidrogênio afeta a integridade do material metálico sob altas pressões e temperaturas elevadas típicas de ambientes de perfuração. Isso será realizado nas instalações de teste exclusivas do SwRI, que permitem testes mecânicos em hidrogênio gasoso até 3, 000 PSI e 500 graus Fahrenheit. A UTSA irá utilizar seu espectrômetro de dessorção térmica (TDS) e microscópio de força de sonda Kelvin de varredura (SKPFM), um dos poucos laboratórios universitários do país com a combinação dessas tecnologias avançadas.

p O estudo de fragilização por hidrogênio é possibilitado pelo Programa Connect, uma iniciativa de colaboração financiada conjuntamente entre UTSA e SwRI. Os pesquisadores esperam ter dados disponíveis até o verão de 2020 para fornecer melhor orientação às indústrias sobre como projetar peças AM que são menos suscetíveis à fragilização por hidrogênio. Atualmente, poucos laboratórios nacionais estão trabalhando neste tipo de pesquisa.

p "Ao compreender mais sobre a fragilização por hidrogênio de materiais AM, podemos fornecer informações cruciais, com mais confiança, para otimizar os processos de AM e pós-fabricação e evitar fratura frágil de sistemas futuros e atuais, enquanto avança a tecnologia AM, o que levará a uma melhor proteção da comunidade, seus ativos, e o meio ambiente, "disse Rincon Troconis.