info:eu-repo/semantics/article
Estabilidad elástica de laminaciones no coplanares en tubos aplicando MEF
Autor
González, J. L.
Hallen, J. M.
Morales, A.
Institución
Resumen
In this work, laminations of planar type formed at different depths in the thicknes of pipe are analyzed, usually caused by hydrogen induced cracking (HIC). When HIC cracks are present in a component with pressure, there is always a possibility that where they will interconnect form a stepwise crack. The remaining strength is severly affected due to the interaction and coalescence of neighbor cracks and the pipe containing it is repaired or replaced. The interaction of pressurized laminations contained in the walls of pipe under internal pressure previous to coalescence was modeled, varying vertical and horizontal separation of crack fronts to the interlaminar region, applying the finite element method in non-lineal conditions of the material using the isotropic hardening law and considering the properties of the material (API 5L-X52). The results evaluated indicative the evolution of the stress fields and deformations in the interlaminar area as a function of the pressure inside the lamination, furthermore, probable direction of the interconecting cracks. Once the conditions that lead to the interconnection were obtained, the stepwise crack was simulated and it was pressurized monotonically in order to compare graphlically the post and pre stepwise states. En este trabajo se analizan laminaciones del tipo planar formadas a diferentes profundidades del espesor del tubo y que generalmente son causadas por el agrietamiento inducido por Hidrógeno (AIH). Cuando estos defectos están presentes en un componente sometido a presión existe la posibilidad de que se interconecten formando un escalón, por lo que la resistencia residual es severamente afectada debido a la interacción y coalescencia de estas grietas, procediendo así a reparar o reemplazar el tubo. Se modelo la interacción de laminaciones presurizadas contenidas en la pared del tubo con presión interna previas a su coalescencia, variando la separación en la vertical y la horizontal de los frentes de grieta correspondientes a la región interlaminar. Simulando mediante elementos finitos en condiciones no lineales del material bajo la ley de endurecimiento isotrópico y considerando las propiedades del material (API 5L-X52) obtenidas de probetas con estos defectos. Los resultados indican la evolución de los campos de esfuerzos y deformaciones en el área interlaminar en función de la presión del defecto, además, de la probable dirección del agrietamiento. Obtenidas las condiciones que conllevan a la interconexión se simuló el escalonamiento y se presurizó monotónicamente para comparar gráficamente los estados pre y post escalonamiento.