Estudio comparativo de las propiedades en fatiga en función de las diferencias microestructurales del acero API 5L X52

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se evaluó el comportamiento en fatiga con respecto a las características microestructurales de dos aceros API 5L grado X52, mediante ensayos de control por carga. Las muestras fueron extraídas de dos tramos de ductos distintos retirados de servicio e identificadas para este estudio como X52a y X52b. Los ensayos de fatiga fueron realizados en la dirección de laminación, de acuerdo con lo establecido por la norma ASTM E-466; mientras que, el análisis estadístico de los resultados se realizó conforme al estándar ASTM E-739. Ambos aceros fueron caracterizados para obtener sus propiedades y características metalúrgicas y mecánicas; las cuales posteriormente, fueron empleadas para definir los parámetros en la prueba de fatiga. Los resultados de caracterización indicaron que ambos aceros cumplen con los parámetros establecidos por API 5L para un grado X52, sin embargo, la diferencia en el contenido de carbono y porcentaje de inclusiones de acero X52a es alrededor del doble con respecto al acero X52b. En contraste, el acero X52b muestra una microestructura con signos de envejecimiento, asociada al tiempo y tipo de servicio al que fue expuesto, donde la cementita se eferoidizo y/o migró a los límites de grano. A partir de los resultados en esta investigación se determinó que, los efectos asociados al envejecimiento microstructural representan un factor aún más perjudicial o crítico que las inclusiones no metálicas; ya que las características de resistencia a la fatiga, en aceros bajo carbono, pueden disminuir entre 50% a 90% dependiendo del grado de envejecimiento y las condiciones de carga.