Caracterização da formação de camadas de óxidos em pontas de perfuração utilizadas na laminação de tubos de aços sem costura e da sua posterior deterioração durante aplicação.

Abstract

Tubos de aço sem costura são amplamente empregados na extração e transporte de óleo e gás, tendo, em seu processo produtivo, custos significativos relativos às ferramentas utilizadas no processo de laminação, como por exemplo, as pontas de perfuração. Além do impacto no custo, as resistências mecânicas e ao desgaste dessas ferramentas são essenciais para garantir a qualidade do tubo fabricado. As pontas de perfuração são fabricadas em aço-ferramenta e passam por um tratamento térmico de oxidação em altas temperaturas, anterior ao uso na laminação, fazendo com que o material tenha características tribológicas adequadas à função que desempenha no processo. Apesar de existir vasta literatura sobre o processo de oxidação de aços em altas temperaturas, o conhecimento relativo a ferramentas de laminação é relativamente limitado e, em função disso, ainda hoje existe uma alta variabilidade no seu desempenho. Diante disso, este trabalho teve como objetivo caracterizar a evolução da formação da camada de óxidos em pontas de perfuração e a sua posterior deterioração durante o processo de laminação, correlacionando às propriedades físicas e químicas da camada formada com a vida útil das pontas. A principal variável estudada foi a influência do tempo empregado no estágio de oxidação nas características da camada de óxidos formada e posteriormente na vida útil da ferramenta. Para a caracterização da camada oxidada, diferentes técnicas foram utilizadas: microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS), difração de raios X (DRX) e ensaios tribológicos para medição das taxas de desgaste. Esse trabalho confirmou que o tempo empregado no estágio de oxidação é uma das principais variáveis para se garantir uma camada de óxidos com baixo nível de porosidade, adequada espessura, reduzidas frações de hematita e predominância de wustita e magnetita. Essas características da camada de óxidos geraram um efeito lubrificante durante aplicação e consequentemente baixas taxas de desgaste, o que propiciou uma condição ótima para o desempenho da ferramenta e aumento da sua vida útil.