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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2021.tde-24112021-123229
Documento
Autor
Nome completo
Claudinei Ferreira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Ruggieri, Claudio (Presidente)
Bianchi, Kleber Eduardo
Burgos, Diego Felipe Sarzosa
Fernandes, Paulo Eduardo Alves
Miranda, Carlos Alexandre de Jesus
Título em português
Avaliação da tenacidade à fratura em junta soldada circunferencial de um aço nuclear em condição de overmatch através de Curvas J-R.
Palavras-chave em português
Aço ASTM
Mecânica da fratura
Propagação de fratura dúctil
Resumo em português
Os conceitos de mecânica da fratura têm sido amplamente utilizados em projetos de engenharia, permitindo a determinação de tamanhos críticos de defeito ou limites de solicitação em função da presença de descontinuidades. Porém para que a aplicação desse conceito seja efetivo em uma avaliação de integridade estrutural seja ela ECA ou FAD é de suma importância o conhecimento do comportamento a fratura do material ou materiais presentes em uma junta soldada. Este trabalho apresenta uma investigação das propriedades de ruptura dúctil para uma junta soldada circunferencial fabricada em aço ASTM A106 Gr C, utilizando-se do processo de soldagem SMAW com um eletrodo E7018 (baixo hidrogênio), resultando em uma junta soldada com resistência maior que a do metal base. O ensaio das soldas em juntas circunferenciais do tubo empregou amostras SE (T) com entalhes no centro da solda e entalhes laterais (side groove) o entalhe foi posicionado na linha central da solda para determinar as curvas de resistência ao crescimento de trincas com base no método de flexibilidade no descarrregamento (UC) usando técnica de amostra única ( também conhecida como técnica do corpo de prova único ). Funções de conformidade recentemente desenvolvidas e fatores aplicáveis à amostras SE (T) entalhadas na linha central da solda são introduzidas para determinar os dados de resistência ao crescimento de trincas a partir de medições laboratoriais de dados de deslocamento de carga. Enquanto o procedimento de UC resultou em extensões medidas de trinca para as amostras testadas com entalhe na linha central da solda que subestimaram a extensão média da trinca tomada em 9 pontos. Os resultados preliminares demonstram a capacidade da metodologia em descrever o comportamento de resistência ao crescimento da trinca que servem como base para avaliações de ruptura dúctil nos procedimentos de ECA ( avaliação de estruturas criticas de engenharia) aplicáveis à juntas soldadas circunferenciais com overmatching e componentes estruturais semelhantes.
Título em inglês
Fracture toughness testing of an overmatched pipe girth weld using clamped SE(T) specimens.
Palavras-chave em inglês
Crack
CTOD
Direct image correlation
Fracture toughness
Girth weld joint
J-R curves
Optical measuring system
Overmatch
Strain fields
Unload compliance
Resumo em inglês
The concepts of fracture mechanics have been widely used in engineering designs, allowing the determination of critical defect sizes or request limits due to the presence of discontinuities. However, for the application of this concept to be effective in the evaluation of structural integrity whether it is ECA or FAD, it is of utmost importance to know the behavior of the fracture of the material or materials present in a welded joint. This work presents an investigation of the ductile tearing properties for a girth weld made of an ASTM A106 Gr C steel using the SMAW welding process with a low hydrogen E7018 electrode thereby resulting in a weld with high strength overmatching with respect to the base material. Testing of the pipe girth welds employed side-grooved, clamped SE(T) specimens with a weld centerline notch to determine the crack growth resistance curves based upon the unloading compliance (UC) method using a single specimen technique. Recently developed compliance functions and -factors applicable to weld centerline notched SE(T) specimens are introduced to determine crack growth resistance data from laboratory measurements of load-displacement records. While the UC procedure resulted in measured crack extensions for the tested specimens with weld centerline notch that underestimated the 9-point average crack extension, preliminary results demonstrate the capability of the methodology in describing crack growth resistance behavior which serves as a basis for ductile tearing assessments in ECA procedures applicable to overmatched girth welds and similar structural components.
 
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Data de Publicação
2021-11-25
 
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