Procedimento experimental para avaliar o crescimento de trincas por fadiga em trincas curtas em soldas circunferenciais de tuberias cladeadas.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Gualdron Plata, Javier Alberto
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aço inoxidável; Compression pre-cracking; Crescimento de trincas; Dutos; Fadiga; Fatigue crack growth; Fatigue testing; Fatigue threshold; Inconel 625 Girth Weld; Juntas soldadas; Stainless steel; Teste e análise de fadiga
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-12072024-072908/

Este trabalho aborda um procedimento mais elaborado de teste para mitigar os efeitos de fechamento de trinca sobre os valores experimentais do limiar de crecimento de trincas por fadiga, Kth, baseado na técnica de pré-trincamento por carga de compressão. O método da pré-trinca por compressão induz tensões residuais de tração na região próxima à trinca, possibilitando, portanto, a obtenção de valores consistentes e confiáveis de Kth concomitantemente a um melhor comportamento experimental da propagação cíclica da trinca. Um programa experimental abrangente sobre um aço inoxidável AISI 316L comparou diferentes técnicas de pré-trincamento por meio de testes de crescimento de trinca por fadiga (FCG). Foram testados corpos de prova padrão C(T) e corpos de prova SE(B) sob flexão de três pontos, ambos com razão tamanho da trinca sobre largura do corpos de prova, a/W=0.2. Adicionalmente, as geometrias SE(B) possuiam razões entre a distância entre apoios e largura, S/W = 4 e 8. Os resultados demonstram que a combinação da pré-trinca por compressão com corpos de prova de flexão 3P com S/W=8 melhora significativamente os dados da taxa de crescimento de trinca por fadiga próximo ao limiar para o aço AISI 316L, o que possibilita a determinação precisa de Kth. Em sequência a estas estudos, as metodologias de pré-compressão são aplicadas em juntas soldadas de INCONEL 625 de tubos revestidos e cladeados, comprovando a versatilidade e relevância. Em conclusão, esta abordagem pioneira propprciona uma melhoria significativa para a avaliação dos valores experimentais do limiar de crecimento de trincas por fadiga, Kth, avançando o conhecimento das falhas por fadiga a partir de pequenas imperfeições em materiais e componentes. Ela introduz um procedimento inovador para induzir tensões residuais benéficas nas pontas das trincas. Corpos de prova entalhados com aumento significativo em conjunto com pré-trincação por compressão melhoram substancialmente os dados de taxa de crescimento de trincas próximas ao limiar. As técnicas são versáteis para materiais uniformes e soldados. Ao avançar sobre a compreensão fundamental dos comportamentos das trincas, esta pesquisa possibilita uma melhor identificação de riscos provenientes de imperfeições inerentes e o desenvolvimento de estratégias de mitigação. Os métodos experimentais e resultados obtidos neste trabalho contribuem significativamente para os campos de ciência dos materiais e integridade estrutural.