BR112016019375B1

BR112016019375B1 - Método de teste de rachadura por corrosão sob tensão para ambientes de álcool

Info

Publication number: BR112016019375B1
Application number: BR112016019375-0A
Authority: BR
Inventors: Itaru Samusawa; Kazuhiko Shiotani
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2021-08-24
Also published as: BR112016019375A2; CN106030281B; KR101821083B1; JPWO2015129215A1; US20160363526A1; JP6160764B2; CN106030281A; WO2015129215A1; KR20160124875A; US10024781B2

Abstract

método de teste de rachadura por corrosão sob tensão para ambientes de álcool. fornece-se um método de teste de scc pelo qual um ambiente de scc em bioálcool pode ser simulado em um laboratório e um material de aço em um ambiente de bioálcool pode ser avaliado em um curto período de tempo. o método de teste de rachadura por corrosão sob tensão para ambientes de álcool é um teste pelo qual a suscetibilidade de rachadura por corrosão sob tensão de um material de aço em álcool é avaliada, em que o dito método é distinguido por: células que cobrem uma peça de teste de tração uniaxial do material de aço que é preenchida com uma solução de álcool que inclui pelo menos 0,1 mmol/l, mas menos que 40 mmol/l, de ácido carboxílico, pelo menos 0,05 mg/l, mas menos que 300 mg/l, de íons de cloreto e pelo menos 0,1 % em volume, mas menos que 5 % em volume, de água; e aplicar, na direção do eixo geométrico de tração da peça de teste de tração uniaxial e em uma frequência de 2,0 . 10-5 hz a 2,0 . 10-2 hz, uma tensão flutuante à peça de teste de tração uniaxial, em que a dita tensão flutuante tem uma tensão máxima de pelo menos o ponto de flexão à temperatura de solução de teste, mas menor que a resistibilidade à tração, e uma tensão mínima de 0% a 90% do dito ponto de flexão.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um método de teste que tem capacidade para avaliar a suscetibilidade de rachadura por corrosão sob tensão (doravante, denominada como SCC) de um material de aço simulando-se experimentalmente a rachadura por corrosão sob tensão de um material de aço que é usado em um ambiente de álcool.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] Dentre os diversos tipos de bioálcool, por exemplo, o bioe- tanol é fabricado principalmente degradando-se e refinando-se o açúcar de, por exemplo, milho ou trigo. Atualmente, o bioetanol é amplamente usado no mundo como um combustível alternativo ao petróleo (gasolina) ou como um combustível a ser misturado com gasolina, e a quantidade de bioetanol usada tende a aumentar ano a ano. Por exemplo, em um processo de armazenamento e transporte de bioeta- nol ou em um processo de mistura de bioetanol com gasolina, um material de aço é usado. Entretanto, uma vez que o bioetanol é altamente corrosivo ao material de aço, isto é, uma vez que uma SCC tende a ser gerada em uma porção de um material de aço em que existe uma tensão residual alta ou que é exposta a uma carga flutuante, é difícil manusear o bioetanol.

[0003] O fato de que uma quantidade extremamente pequena de ácido carboxílico, tal como ácido acético, existe como uma impureza em um processo de fabricação de bioetanol e o fato de que o bioetanol absorve água, oxigênio dissolvido e íons de cloreto em armazenamento contribuem para um aumento na corrosividade de bioetanol. Portanto, existe uma demanda para um método de teste de SCC para avaliar corretamente a suscetibilidade de SCC de um material de aço em um ambiente de bioálcool.

[0004] Por exemplo, a Literatura de Não Patente 1 e a Literatura de Não Patente 2 fornecem relatórios em relação a um método para avaliar a suscetibilidade de SCC com base no estado de uma superfície de fratura, após fratura, que foi gerada aplicando-se pressão a uma peça de teste de tração a uma taxa de pressão constante de 5,08 x 106 cm/s (2 x 10-6 pol/s) a 20,32 x 10-7 cm/s (8 x 10-7 pol/s).

[0005] Além disso, por exemplo, a Literatura de Não Patente 3 fornece um relatório em relação a um método para avaliar a suscetibilidade de SCC com base em uma distância de crescimento de rachadura em um teste em que uma carga flutuante que corresponde a 60% a 80% da resistibilidade à tração de um material de aço em uma frequência de 1,4 x 10-4 Hz é aplicada a uma peça de teste de fadiga de tração dotada de uma pré-rachadura em uma solução de bioetanol simulado.

LISTA DE CITAÇÕESLITERATURA DE NÃO PATENTE

[0006] NPL 1: F. Gui, J.A. Beavers e N. Sridhar: Evaluation of ammonia hydroxide for mitigating stress corrosion cracking of carbon steel in fuel grade ethanol, NACE Corrosion Paper, no11138 (2011).

[0007] NPL 2: X. Lou, J.D. Yang, e Preet M. Singh: Film breakdown and anodic dissolution during stress corrosion cracking of carbon steel in bioethanol, J. Electrochem. Soc., 157, C86, (2010).

[0008] NPL 3: F. Gui, N. Sridhar, e J.A. Beavers: Localized corrosion of carbon steel and its implications on the mechanism and inhibition of stress corrosion cracking in Fuel-grade ethanol, Corrosion, Vol. 66, no 12, 125001 (2010).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA

[0009] Entretanto, no caso do método de teste revelado na Litera- tura de Não Patente 1 ou na Literatura de Não Patente 2, não é possível simular uma SCC real em que uma rachadura aumenta devido à tensão residual alta e a uma carga flutuante. Isto é, no caso desse método, a geração de uma superfície recentemente formada sempre ocorre em uma ponta da rachadura, enquanto a pressão continua a ser aplicada em uma taxa de pressão constante, o que é um ambiente de SCC mais severo que um ambiente real e, dessa forma, existe um risco de que pode não ser possível avaliar corretamente a suscetibilidade de SCC real de um material de aço.

[0010] Além disso, uma vez que uma rachadura é gerada à força aplicando-se pressão no método de teste descrito acima, enquanto uma rachadura é gerada, em um ambiente real, devido a uma concentração de tensão em uma porção em que uma corrosão localizada ocorre, é difícil dizer que um ambiente de SCC em bioálcool é simulado. Isto é, existe um risco em que pode não ser possível avaliar corretamente a suscetibilidade de SCC real de um material de aço.

[0011] Além disso, no caso do método de teste para avaliar a suscetibilidade de SCC revelado na Literatura de Não Patente 3, uma vez que o crescimento de uma rachadura, que foi artificialmente fornecido, é avaliado enquanto um ciclo de carga flutuante é aplicado, a influência da SCC em um processo de crescimento de rachadura é levada em consideração. Entretanto, uma vez que nenhuma consideração é dada ao processo de geração de rachadura, o método é insuficientemente eficaz para avaliar de forma abrangente a suscetibilidade de SCC.

[0012] Além disso, uma vez que a carga de teste máxima está dentro de uma região elástica, ao se considerar a peça de teste em um nível macro, e uma vez que o teste é desempenhado em um ciclo relaxado, o teste leva muitos dias devido ao fato de que a taxa de crescimento de rachadura é baixa, o que torna difícil completar a avaliação em um curto período de tempo. Um objetivo da presente invenção é fornecer um método de teste de SCC com o qual é possível avaliar um material de aço em um ambiente de bioálcool em um curto período de tempo simulando-se experimentalmente um ambiente de SCC em bio- álcool.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0013] Portanto, os presentes inventores, a fim de solucionar os problemas descritos acima, conduziram diligentemente uma pesquisa e investigações, e, como um resultado, obtiveram a seguinte solução para os problemas.

[0014] [1] Um método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, em que o método é um método de teste para avaliar a suscetibilidade de rachadura por corrosão sob tensão de um material de aço em álcool e inclui preencher uma célula que contém uma peça de teste de tração uniaxial do material de aço com uma solução de álcool que contém ácido carboxílico: 0,1 mmol/l ou mais e menos que 40 mmol/l, íons de cloreto: 0,05 mg/l ou mais e menos que 300 mg/l e água: 0,1 % em volume ou mais e menos que 5 % em volume e aplicar uma tensão flutuante em uma frequência de 2,0 x 10-5 Hz ou mais e 2,0 x 10-2 Hz ou menos à peça de teste de tração uniaxial na direção de tração, em que a tensão máxima é igual ou maior que a resistibilidade à flexão a uma temperatura de solução de teste e menor que a resistibilidade à tração à temperatura de solução de teste e em que a tensão mínima é igual ou maior que 0% e igual ou menor que 90% da resistibilidade à flexão à temperatura de solução de teste.

[0015] [2] O método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, de acordo com o item [1], em que a temperatura de solução de teste é 0°C ou maior e me nor que 50°C.

[0016] [3] O método de teste de rachadura por corrosão sob ten são em um ambiente de álcool, de acordo com o item [1] ou [2], em que a solução de teste tem uma concentração de oxigênio dissolvido de 1 mg/l ou mais.

[0017] [4] O método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, de acordo com qualquer um dos itens [1] a [3], em que a tensão máxima continua a ser aplicada por 30 segundos ou mais após a tensão flutuante ter alcançado a tensão máxima.

[0018] [5] O método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, de acordo com qualquer um dos itens [1] a [4], em que a peça de teste de tração uniaxial tem um entalhe em uma parte paralela da peça de teste.

[0019] Aqui, o "álcool" que pode ser usado no teste, de acordo com a presente invenção, se refere a um álcool monoídrico alifático e, especificamente, por exemplo, metanol, etanol, propanol e butanol podem ser preferencialmente usados.

[0020] Além disso, o "ácido carboxílico" que pode ser usado no teste, de acordo com a presente invenção, se refere a um ácido graxo saturado e, especificamente, por exemplo, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico e ácido butírico podem ser preferencialmente usados.

[0021] Além disso, os "íons de cloreto" que podem ser usados no teste, de acordo com a presente invenção, se referem a íons de Cl- contidos em um sal inorgânico e, como exemplos específicos de um sal inorgânico, cloreto de lítio, cloreto de sódio e cloreto de cálcio podem ser preferencialmente usados.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0022] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um método de teste de SCC com o qual é possível avaliar um material de aço em um ambiente de bioálcool em um curto período de tempo si- mulando-se experimentalmente um ambiente de SCC em bioálcool.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] A Figura 1 é um diagrama que ilustra um exemplo do formato de uma peça de teste de rachadura por corrosão sob tensão.

[0024] A Figura 2 é um diagrama que ilustra uma imagem através da observação microscópica do estado em que rachaduras são geradas no corte transversal de uma peça de teste após um teste de rachadura por corrosão sob tensão ter sido desempenhado.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0025] A presente invenção será descrita especificamente doravante.

[0026] Os presentes inventores conduziram investigações em relação ao mecanismo de geração de uma SCC em um ambiente de bio- álcool e, como um resultado, obtiveram o seguinte conhecimento.

[0027] Em geral, uma vez que um filme de óxido pode existir de modo estável na superfície de um material de aço em álcool e uma vez que a superfície do material de aço é protegida com esse filme de óxido, uma reação de corrosão progride de modo limitado. Entretanto, no caso em que, por exemplo, uma porção na proximidade de uma zona de solda está localizada em uma posição em que uma carga flutuante ocorre na operação de, por exemplo, um cano de transporte, e no caso em que existe uma tensão residual alta na porção, por exemplo, na proximidade da zona de solda, o filme de óxido superficial é mecanicamente rompido devido ao fato de que a porção é localmente subme-tida a uma tensão em uma região plástica. Uma vez que a dissolução anódica seletiva ocorre nessa porção em que um filme de óxido foi rompido, uma rachadura é gerada.

[0028] Além disso, no caso de uma estrutura que é exposta a um ambiente em que uma carga flutuante é aplicada por muito tempo, uma vez que a corrosão local e a regeneração de filme são repetidas muitas vezes na porção em que um filme de óxido foi rompido, não é possível manter a estrutura devido ao progresso do crescimento de rachadura. Um processo de crescimento de rachadura será descrito em detalhes doravante. Primeiro, uma reação de dissolução anódica ocorre em uma rachadura que foi gerada recentemente devido ao fato de que a rachadura tem uma superfície recentemente formada. Entretanto, uma vez que uma reação em que um filme de óxido é regenerado ocorre ao mesmo tempo, a dissolução anódica na direção de profundidade (crescimento de rachadura) não ocorre de modo elevado.

[0029] Entretanto, uma vez que o filme de óxido é rompido novamente devido ao fato de que uma tensão local em uma região plástica é aplicada novamente devido à carga flutuante, a dissolução anódica ocorre. Uma vez que a dissolução anódica progride de tal forma, a rachadura que tem a profundidade aumentada é exposta a uma concentração de tensão em um nível mais alto. Além disso, uma vez que é difícil suprir oxigênio para a ponta da rachadura, um filme de óxido é insuficientemente gerado.

[0030] Além disso, uma vez que é mais provável que uma reação de corrosão progrida na ponta da rachadura, a qual é uma porção anódica seletiva, devido à diferença na concentração de oxigênio entre a ponta da rachadura e a superfície do material de aço e à existência de íons de cloreto e ácido carboxílico, o crescimento de rachadura é promovido devido a uma reação de dissolução acelerada. Considera- se que, uma vez que não é possível manter a estrutura, a fratura finalmente ocorre. Os presentes inventores, com base no conhecimento em relação ao mecanismo obtido conforme descrito acima, estabeleceram as condições a seguir a fim de tornar possível desempenhar um teste de avaliação em um curto período de tempo simulando-se expe-rimentalmente um ambiente de SCC em bioálcool.

[0031] Na presente invenção, o método de teste inclui preencher uma célula que contém uma peça de teste de tração uniaxial do material de aço com uma solução de álcool que contém ácido carboxílico: 0,1 mmol/l ou mais e menos que 40 mmol/l, íons de cloreto: 0,05 mg/l ou mais e menos que 300 mg/l e água: 0,1 % em volume ou mais e menos que 5 % em volume e aplicar uma tensão flutuante na direção de tração da peça de teste de tração uniaxial. No método de teste, de acordo com a presente invenção, o ambiente de solução de álcool simula um ambiente corrosivo de bioálcool e a aplicação de tensão usando-se tensão flutuante simula a tensão que é inevitavelmente gerada devido à operação de uma instalação.

[0032] Doravante, os motivos para as limitações nas condições de ambiente de teste serão descritos. A corrosão por bioálcool depende profundamente das concentrações dos fatores de corrosão na solução de álcool.

[0033] Primeiro, o ácido carboxílico, que é um fator que promove a corrosão local em bioetanol, tem as funções de dissolver um filme de óxido na superfície de um material de aço e inibir a regeneração de um filme de óxido. Em um ambiente de carga em que um filme de óxido superficial é mecanicamente rompido, a dissolução do filme por ácido carboxílico, tal como ácido acético, não é sempre necessária para a geração de rachadura. Entretanto, a função de inibir a regeneração do filme através do ácido carboxílico na ponta da rachadura é necessária para o crescimento de rachadura. Entretanto, no caso em que a concentração de ácido carboxílico é menor que 0,1 mmol/l, a função de inibir a regeneração do filme de óxido é insuficiente. Além disso, no caso em que a concentração de ácido carboxílico é 40 mmol/l ou mais, a dissolução do filme se espalha por uma área ampla, o que resulta em uma corrosão geral. Portanto, a concentração de ácido carboxílico é definida para ser 0,1 mmol/l ou mais e menor que 40 mmol/l ou, preferencialmente, 0,1 mmol/l ou mais e menor que 30 mmol/l.

[0034] Além disso, os íons de cloreto, que também são um fator promovendo uma corrosão local em bioálcool, têm a função de promover uma reação anódica em uma porção de um material de aço em que um filme de óxido é dissolvido. Entretanto, no caso em que a concentração de íon de cloreto é menor que 0,05 mg/l, a corrosão não é promovida. Portanto, a concentração de íon de cloreto é definida para ser 0,05 mg/l ou mais ou, preferencialmente, 0,1 mg/l ou mais. Por outro lado, no caso em que a concentração de íon de cloreto é 300 mg/l ou mais, uma vez que a corrosão geral ocorre devido ao fato de que a corrosão é excessivamente promovida, uma rachadura por corrosão sob tensão não é gerada. Portanto, a concentração de íon de cloreto é definida para ser menor que 300 mg/l. Aqui, é preferencial que a con-centração de íon de cloreto seja 0,1 mg/l ou mais e menor que 270 mg/l.

[0035] Além disso, a água também tem uma grande contribuição para o comportamento corrosivo em bioálcool. Isto é, a água está envolvida em um processo de dissolução de filme de óxido e funciona como um transportador para transportar prótons dissociados de ácido carboxílico. No caso em que a concentração de água é menor que 0,1 % em volume, uma vez que a quantidade é insuficiente para transportar os prótons dissociados na solução, a corrosão não é gerada devido ao fato de que um filme de óxido na superfície do material de aço não é dissolvido. Por outro lado, no caso em que a concentração de água é 5 % em volume ou mais, uma vez que os prótons dissociados de ácido carboxílico são uniformemente distribuídos por toda a superfície do material de aço, a corrosão geral ocorre. Portanto, a concentração de água é definida para ser 0,1 % em volume ou mais e menor que 5 % em volume ou, preferencialmente, 0,3 % em volume ou mais e menor que 3 % em volume.

[0036] Além disso, uma vez que o oxigênio dissolvido na solução de teste contribui para a geração de um filme de óxido, é preferencial que a concentração de oxigênio dissolvido seja 1 mg/l ou mais ou, mais preferencialmente, 5 mg/l ou mais. Por outro lado, uma concentração excessivamente alta de oxigênio dissolvido causa um aumento no tamanho de um aparelho de teste, o que diminui a versatilidade do teste. Além disso, uma vez que não é presumido que a concentração de oxigênio dissolvido pode ser 1.000 mg/l ou mais no ambiente de uma instalação relacionada a bioálcool prática, é preferencial que o limite superior da concentração de oxigênio dissolvido seja menor que 1.000 mg/l. É mais preferencial que a concentração de oxigênio dissolvido seja 5 mg/l ou mais e menor que 800 mg/l.

[0037] Além disso, em geral, o bioálcool é usado na forma de uma mistura com gasolina. Embora a gasolina não influencie a corrosão em bioálcool, menos que 30 % em volume de gasolina podem ser adicionados a fim de simular o estado misturado.

[0038] Doravante, as condições de tensão serão descritas. Considera-se que uma SCC em bioálcool cresce através de um mecanismo em que a ocorrência de deslizamento causado por uma concentração de tensão e uma dissolução anódica é repetida. Além disso, uma superfície recentemente formada, a qual tem uma grande contribuição para o mecanismo, é gerada intermitentemente ou em uma taxa de flutuação sob a influência de uma reação de dissolução anódica. Além disso, uma reação de dissolução anódica é submetida à influência da taxa de geração de uma superfície recentemente formada. Considera- se que uma reação de dissolução anódica progride acentuadamente no caso em que a taxa de regeneração de um filme de óxido em uma superfície recentemente formada é menor que a taxa de geração de uma superfície recentemente formada.

[0039] Isto é, a fim de simular experimentalmente um ambiente de SCC em que um material de aço é usado em um ambiente de bioálco- ol, é necessário definir um ambiente em que uma área de concentração de tensão é submetida a uma carga suficiente para causar um deslizamento local e em que a ocorrência do deslizamento e uma taxa de dissolução anódica influenciam um ao outro. Além disso, após uma tensão ter sido relaxada e um filme de óxido suficiente ter sido regenerado em uma ponta da rachadura e na proximidade da ponta da rachadura, no caso em que o filme é seletivamente rompido na ponta da rachadura devido a um aumento na tensão, uma reação de dissolução anódica na rachadura é acelerada.

[0040] Portanto, uma tensão flutuante foi escolhida para ser aplicada a um material de aço em uma única direção de tração. Usando- se uma tensão flutuante, é possível completar a avaliação em um curto período de tempo acelerando-se o crescimento de rachadura enquanto se simula um mecanismo de SCC. A fim de promover o crescimento de rachadura, uma tensão flutuante é aplicada sob as condições de que a tensão máxima corresponda a uma tensão igual ou maior que 100% da resistibilidade à flexão do material de aço a uma temperatura de solução de teste e menor que 100% da resistibilidade à tração do material de aço à temperatura de solução de teste, e de que a tensão mínima corresponda a uma tensão igual ou maior que 0% e igual ou menor que 90% da resistibilidade à flexão do material de aço à temperatura de solução de teste. No caso em que a tensão máxima é menor que 100% da resistibilidade à flexão, uma vez que uma tensão em uma região plástica não é aplicada quando uma rachadura não foi gerada, um filme de óxido na superfície não é mecanicamente rompido. Isto é, uma vez que um processo de corrosão local que inicia a partir da dissolução de um filme por ácido carboxílico ou íons de cloreto em uma solução de álcool é necessário em um estágio anterior à geração de uma rachadura, leva-se muito tempo antes que a avaliação seja iniciada.

[0041] Aqui, a fim de evitar uma fratura mecânica que não é causada por uma SCC, também é necessário que a tensão máxima seja menor que 100% da resistibilidade à tração. Além disso, no caso em que a tensão mínima é igual ou maior que 91% da resistibilidade à flexão, uma vez que um filme de óxido não é suficientemente regenerado em uma ponta da rachadura e na proximidade da ponta da rachadura devido ao fato de que o relaxamento de tensão não ocorre suficientemente na proximidade de uma rachadura, não é possível realizar o efeito de promover uma reação anódica seletiva na ponta da rachadura devido a um aumento em tensão.

[0042] Por outro lado, no caso em que a tensão mínima é menor que 0% da resistibilidade à flexão (no caso de uma tensão compressiva), uma vez que existe um aumento excessivo na amplitude de flutuação de tensão, a fratura devido à fratura por fadiga, em que a corrosão não está envolvida, pode ocorrer. Isto é, não é possível avaliar corretamente a suscetibilidade de rachadura por corrosão sob tensão de um material de aço em álcool. Portanto, a tensão mínima é definida para ser igual ou maior que 0% e igual ou menor que 90% da resistibi- lidade à flexão ou, preferencialmente, igual ou maior que 0% e igual ou menor que 80% da resistibilidade à flexão. Além disso, como a resisti- bilidade à flexão que é usada no presente teste, um ponto de flexão inferior, uma tensão de prova de desvio de 0,2% ou uma tensão de prova de ativação de 0,5% podem ser preferencialmente usados.

[0043] Além disso, a frequência da tensão flutuante é definida para ser 2,0 x 10-5 Hz ou mais e 2,0 x 10-2 Hz ou menos. No caso em que a frequência é menor que 2,0 x 10-5 Hz, uma vez que uma frequência de ruptura de filme é pequena, não é possível realizar suficientemente o efeito de promover o crescimento de rachadura. Por outro lado, no caso em que a frequência é maior que 2,0 x 10-2 Hz, uma vez que não existe tempo suficiente para a regeneração do filme em uma porção em uma ponta da rachadura em que um filme foi rompido, o crescimento de rachadura é inibido. Aqui, a fim de permitir que a ruptura do filme e a dissolução anódica subsequente ocorram suficientemente devido a um aumento em tensão após a tensão ter sido relaxada, é preferencial que a tensão máxima continue a ser aplicada por 30 segundos ou mais após a tensão ter alcançado a tensão máxima.

[0044] Além disso, uma vez que as propriedades mecânicas e a taxa de reação de corrosão de um material de aço variam de acordo com a temperatura de solução de teste, a quantidade de corrosão e o grau de crescimento de SCC variam com a temperatura de solução de teste. A fim de simular a temperatura à qual uma instalação de bioál- cool prática é exposta, é preferencial que a temperatura de solução de teste seja 0°C ou maior e menor que 50°C.

[0045] Conforme descrito acima, no método de teste, de acordo com a presente invenção, aplicando-se a tensão flutuante a um material de aço sob as condições descritas acima no ambiente corrosivo em que um ambiente de bioálcool é simulado, a geração de SCC é acelerada enquanto se simula um ambiente de SCC real.

[0046] Aqui, a presente invenção pode ser aplicada a materiais de aço em diversos estados, tais como materiais de aço expostos e materiais de aço revestidos.

[0047] Além disso, embora não exista nenhuma limitação em particular no formato de uma peça de teste, é preferencial que a peça de teste seja, por exemplo, uma peça de teste de tração do tipo barra arredondada, a qual é ilustrada na Figura 1, que tem uma aspereza de superfície menor que 10 μ m em termos de Rz (documento no JIS B 0601 (2001)) na parte paralela da mesma. Além disso, a fim de limitar uma posição em que uma rachadura é gerada e desempenhar a avaliação em um tempo diminuído, um entalhe pode ser formado na parte paralela da peça de teste. No caso em que o raio de curvatura da pon- ta do entalhe é excessivamente pequeno, uma vez que um processo de geração de rachadura em um ambiente de bioálcool não é levado em conta, não é possível avaliar suficientemente a suscetibilidade de SCC abrangente. Portanto, é preferencial que o raio de curvatura da ponta do entalhe seja 20 μ m ou mais. Além disso, a tensão aplicada à peça de teste que é dotada de um entalhe é decidida com base na re- sistibilidade à flexão e na resistibilidade à tração obtidas usando-se uma peça de teste que tem o mesmo formato e aplicando-se um corte transversal de uma parte paralela que corresponde àquela na posição do fundo entalhado.

[0048] Usando-se o método de teste, de acordo com a presente invenção, é possível avaliar quantitativamente a suscetibilidade de SCC de um objeto de material de aço com base em um tempo a partir de quando o teste é iniciado até que a fratura ocorra. Além disso, também é possível comparar os graus do efeito de resistência de SCC crescente de materiais de aço que são dotados de resistência de SCC aumentada. Além disso, mesmo se a fratura não ocorrer no período de teste, tirando-se a peça de teste não quebrada e observando-se seu corte transversal, também é possível avaliar sua suscetibilidade de SCC com base na distância de crescimento de rachadura.

EXEMPLO 1

[0049] Os exemplos serão descritos doravante. A presente invenção não é limitada a esses exemplos.

[0050] Preparando-se material fundido que tem a composição química dada na Tabela 1, em que o saldo é Fe e impurezas incidentais, que simula a composição química usada para um oleoduto em geral, usando-se um forno de fusão a vácuo ou um conversor e desempenhando-se moldagem contínua, uma lâmina foi obtida. Subsequentemente, aquecendo-se a lâmina para uma temperatura de 1.230 °C e, então, desempenhando-se laminagem a quente co m uma tempe- ratura de entrega de acabamento de 820 °C, uma placa de aço que tem uma espessura de 13 mm foi obtida.

[0051] Uma peça de teste de tração uniaxial do tipo barra arredondada (cuja parte paralela tem um comprimento de 25,4 mm e um diâmetro de 3,81 mmΦ) que tem o formato ilustrado na Figura 1 foi retirada de tal placa de aço, a parte paralela da peça de teste foi polida para ser equivalente a um acabamento #2000 Finish e, opcionalmente, a peça de teste foi dotada de um entalhe (que tem uma profundidade de 250 μ m, um raio de curvatura de 50 μ m e um ângulo de 60°). Subsequentemente, a peça de teste foi submetida a desengorduramento ul- trassônico em acetona por cinco minutos, submetida à secagem por ar e encaixada em uma máquina de teste de tração com taxa de pressão baixa.

[0052] Aqui, a resistibilidade à flexão e a resistibilidade à tração do material de aço a uma temperatura de teste foram determinadas antes de um teste de SCC ser desempenhado. A resistibilidade à flexão (ponto de flexão inferior) e a resistibilidade à tração do presente material de aço foram 411 MPa e 511 MPa, respectivamente, a uma temperatura de 25°C. Aqui, a resistibilidade à flexão (p onto de flexão inferior) e a resistibilidade à tração do material de aço que foi dotado de um entalhe foram 515 MPa e 623 MPa, respectivamente. A peça de teste foi submetida à tensão de acordo com a resistibilidade à flexão deter-minada e a condição correspondente. Uma célula que contém a peça de teste foi preenchida com a solução de teste que tem a composição química correspondente e permitiu-se que a máquina de teste de tração com taxa de pressão baixa operasse por 240 horas. Embora não seja necessariamente negável que uma SCC pode ser gerada no caso em que o tempo de teste é estendido, é preferencial que o teste seja desempenhado pelo tempo de teste descrito acima a partir do ponto de vista da utilidade prática do método de teste.

[0053] No caso em que a fratura foi reconhecida durante o período de teste, o momento quando a fratura ocorreu foi registrado. Além disso, no caso de um material de aço no qual a fratura não ocorreu, a peça de teste foi retirada da máquina após o teste ter sido desempenhado e a observação externa foi desempenhada na peça de teste usando-se um microscópio, a fim de determinar se a rachadura foi gerada ou não. No caso de uma peça de teste em que uma rachadura foi reconhecida, o corte transversal foi observado a fim de determinar o comprimento de rachadura máximo no corte transversal e de calcular uma distância de crescimento de rachadura. No caso em que o com-primento de rachadura foi menor que 20 μ m, uma vez que o crescimento de rachadura foi insuficiente, a condição de teste do caso foi julgada como inapropriada como a condição de avaliação de suscetibilidade de SCC. Com base nas informações obtidas, conforme descrito acima, os critérios de julgamento em relação à existência de uma SCC foram conforme segue.

[0054] ®: fratura

[0055] O: com uma rachadura (comprimento de rachadura: 20 μ mou mais)

[0056] Δ: com uma microrrachadura (comprimento de rachadura:menor que 20 μ m)

[0057] x: sem uma rachadura

[0058] A Figura 2 é um diagrama que ilustra uma imagem através da observação microscópica do estado em que as rachaduras foram geradas no corte transversal de uma peça de teste após o teste ter sido desempenhado. Após uma rachadura ter sido gerada, como um resultado do crescimento da rachadura, uma rachadura que tem um comprimento de rachadura de 20 μ m ou mais, conforme ilustrado no centro da Figura 2, é observada. Por outro lado, no caso em que o crescimento de rachadura suficiente não progride após uma rachadura ter sido gerada, a rachadura permanece uma microrrachadura que tem um comprimento de rachadura menor que 20 μ m, conforme ilustrado no lado direito da Figura 2.

[0059] As condições de teste usadas são dadas na Tabela 2 e na Tabela 3 e os resultados são dados na Tabela 4.

[0060] Conforme a Tabela 4 indica, é esclarecido que uma SCC foi gerada na peça de teste de qualquer um dentre os exemplos (n— 1 até 25) da presente invenção, devido ao fato de que a peça de teste é de-notada por (O) em que a fratura não ocorreu, mas em que uma racha-dura que tem um comprimento de 20 μ m ou mais foi reconhecida na vista em corte transversal da parte paralela em uma imagem através da observação microscópica, conforme ilustrado na Figura 2, ou denotada por (®) em que a fratura ocorreu.

[0061] Por outro lado, cada um dentre os casos (nos 26 até 34) dos exemplos comparativos foi um caso (Δ) de uma microrrachadura que tem um comprimento menor que 20 μm ou um caso (x) de nenhuma rachadura, o que significa que a condição de tal caso é inapropriada como a condição de avaliação de suscetibilidade de SCC.

Claims

1. Método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, em que o método é um método de teste para avaliar a suscetibilidade de rachadura por corrosão sob tensão de um material de aço em álcool e que é caracterizado pelo fato de que compreende: preencher uma célula que contém uma peça de teste de tração uniaxial do material de aço com uma solução de álcool que con-tém ácido carboxílico: 0,1 mmol/l ou mais e menos que 40 mmol/l, íons de cloreto: 0,05 mg/l ou mais e menos que 300 mg/l e água: 0,1% em volume ou mais e menos que 5% em volume e aplicar uma tensão flu-tuante a uma frequência de 2,0 x 10-5 Hz ou mais e 2,0 x 10-2 Hz ou menos à peça de teste de tração uniaxial na direção de tração, em que a tensão máxima é igual ou maior que a resistibilidade à flexão a uma temperatura de solução de teste e menor que a resistibilidade à tração à temperatura de solução de teste, e em que a tensão mínima é igual ou maior que 0% e igual ou menor que 90% da resistibilidade à flexão à temperatura de solução de teste.

2. Método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura de solução de teste é 0 °C ou maior e menor que 50 °C.

3. Método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca-racterizado pelo fato de que a solução de teste tem uma concentração de oxigênio dissolvido de 1 mg/l ou mais.

4. Método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a tensão máxima continua a ser aplicada por 30 segundos ou mais após a tensão flutuante ter alcançado a tensão máxima.

5. Método de teste de rachadura por corrosão sob tensão em um ambiente de álcool, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a peça de teste de tração uniaxial tem um entalhe em uma parte paralela da peça de teste.