Comportamiento Mecánico de Grietas No Coplanares en Tubos Aplicando el Método de los Elementos Finitos

• A. Morales ^[1] ; J. L. González ^[1] ; J. M. Hallen ^[1]
  1. [1] Instituto Politécnico Nacional

     Instituto Politécnico Nacional

     México

     
• Localización: Información tecnológica, ISSN-e 0718-0764, ISSN 0716-8756, Vol. 15, Nº. 6, 2004, págs. 29-34
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Mechanical Behavior of Non-Coplanar Cracks in Pipes Applying the Finite Elements Method
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• Resumen
  • español

    Se analizan grietas del tipo planar formadas a diferentes profundidades del espesor del tubo y que generalmente son causadas por el agrietamiento inducido por hidrógeno. Se modeló la interacción de grietas presurizadas contenidas en la pared del tubo con presión interna previas a su coalescencia, variando el radio de los defectos. Se aplicó el método de los elementos finitos en condiciones no lineales del material bajo la ley de endurecimiento isotrópico y considerando las propiedades del material (API 5L-X52). Los resultados indican la evolución de los campos de esfuerzos y deformaciones en el área de puntas de grieta en función de la presión del defecto. Defectos menores a 38.1 mm resisten una presión de 70 hasta 124 MPa, y mayores de 63.5 mm afectan severamente la integridad mecánica. La función de la presión critica que soportan grietas simétricas es de tipo potencial y esta presión produce la interacción que plastifica la región entre las grietas, previamente al escalonamiento.

  • English

    Planar-type cracks formed at different depths within tube walls, which are generally caused by hydrogen-induced cracking were analyzed. Modeling was carried out on the interaction of pressurized cracks contained within the tube wall with internal pressure prior to their coalescence, varying the radius of the defects. The finite elements method was applied under non-linear conditions of the material following the isotropic hardening law and considering the properties of the material (API 5L-X52). The results suggested the evolution of stress fields and deformations in the crack tips area as a function of the pressure of the defect. Defects of less than 38.1 mm resist a pressure of 70 to 124 MPa, and those larger than 63.5 mm severely affect the mechanical integrity. The function of the critical pressure supported by symmetrical cracks is of the potential type, and this pressure produces the interaction which plastifies the region among the cracks, prior to stepping.