Estudio del efecto conjunto del envejecimiento y del hidrógeno sobre la tenacidad a la fractura del acero 21/4cr1mo presentes en equipos de plantas de proceso de Ecopetrol S.A.

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dc.contributor.advisorBlanco Pinzón, Carlos Eduardo
dc.contributor.advisorCoy Echeverría, Ana Emilse
dc.contributor.authorTirado Delgado, Erminsson
dc.contributor.authorCastellanos Bothia, Maria Angelica
dc.date.accessioned2024-03-03T19:29:43Z
dc.date.available2012
dc.date.available2024-03-03T19:29:43Z
dc.date.created2012
dc.date.issued2012
dc.description.abstractEn este estudio se evaluó el efecto del envejecimiento en servicio y del hidrógeno en las propiedades mecánicas del acero 2 ¼ Cr-1Mo proveniente de un reactor de hidrotratamiento que operó durante 43 años. Se realizó la caracterización de material en estado de entrega (envejecido en servicio) mediante ensayos de dureza Brinell, tensión y microscopía óptica. El comportamiento de la tenacidad a la fractura del material se determinó a partir de los valores de energía obtenidos mediante ensayo de impacto Charpy V-Notch (CVN) y los valores de KIc obtenidos de las ecuaciones Iwadate-Karushi-Watanabe y Robert-Newton. El ensayo Charpy se realizó sobre las muestras envejecida en servicio e hidrogenada en laboratorio a tres concentraciones 7, 8 y 8.63 ppm. Los resultados de caracterización del material envejecido en servicio mostraron una variación de los valores de dureza de la zona interna y externa de la pared del reactor asociados a cambio microestructurales sufridos por el acero, especialmente en la zona cercana al cladding. Con respecto a la tenacidad a la fractura, este estudio reveló que al aumentar la concentración de hidrógeno disminuyó la tenacidad del acero presentando una respuesta totalmente frágil con la mayor concentración de hidrógeno. Lo anterior se evidenció en el cambio sufrido por la morfología de fractura que fue desde un aspecto fibroso, opaco y con alta deformación para el material envejecido sin hidrogenar, hasta una morfología frágil de aspecto granular, brillante con mínima deformación en los labios de fractura para el material hidrogenado a la mayor concentración. Esto confirmó el efecto fragilizante del hidrógeno sobre el material envejecido en servicio. Los estudios también permitieron diseñar una celda de permeación de hidrógeno que garantizó la hermeticidad del montaje y con la cual contará el Laboratorio de Ingeniería de Materiales para futuros
dc.description.abstractenglishThis study evaluated the combined effect of the aging in service and hydrogen on the mechanical properties of a 2¼Cr-1Mo steel. This steel was taken from a hydrotreating reactor that operated during 43 years. The as-received material (aged in service) was characterized by Brinell hardness tests, tensile test and optical microscopy. The fracture toughness behavior was determined from the KIc values obtained from Iwadate-Karushi-Watanabe and Robert-Newton based on Charpy V-Notch (CVN) impact test results. The Charpy testing was performed on aged in service samples and hydrogenated in laboratory at three concentrations 7, 8 and 8.63 ppm. The characterization results of aged in service material showed a variation of the hardness values from the internal to the external reactor wall associated to microstructural changes suffered by the steel, especially in the area near to the cladding. Regarding to fracture toughness, this study revealed that in response to hydrogen concentration increasing the toughness of steel decreased, exhibiting an overall brittle response with the highest concentration of hydrogen. It was evident in the suffered change by the fracture´s morphology that was from a fibrous, opaque and high deformation for unhydrogenated in laboratory aged material, to a granular morphology, bright surface with minimal strain on the lips of fracture for hydrogenated material at the highest concentration. It´s confirmed the hydrogen embrittling effect on aged in service material. Besides, studies allowed designing a hydrogen permeation cell that guaranteed tightness assembly and which the Materials Engineering Laboratory will have for future studies
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Metalúrgico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/26820
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Metalúrgica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectTenacidad a la fractura
dc.subjectFragilización por hidrógeno
dc.subjectAcero 2¼Cr-1Mo
dc.subjectReactor de hidrotratamiento
dc.subjectCelda de
dc.subject.keywordFracture toughness
dc.subject.keywordHydrogen Embrittlement
dc.subject.keyword2¼Cr-1Mo steel
dc.subject.keywordHydrotreatment reactors
dc.subject.keywordPermeation
dc.titleEstudio del efecto conjunto del envejecimiento y del hidrógeno sobre la tenacidad a la fractura del acero 21/4cr1mo presentes en equipos de plantas de proceso de Ecopetrol S.A.
dc.title.englishStudy of the aging and hydrogen combined effect on the fracture toughness of a 2 ¼ cr-1mo steel that exist in process equipments of Ecopetrol s.a.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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