Propagación dinámica axial de fracturas en tubos de conducción

Abstract

Se ha realizado un trabajo teórico experimental sobre la propagación axial de fisuras en tubos de conducción para aplicaciones en zonas árticas. El trabajo ha sido desarrollado para: i) prevenir la propagación inestable axial de fracturas, ii) caracterizar el comportamiento del material, iii) proponer ensayos de calificación y los parámetros a tener en cuenta en ellos, y iv) conocer las variables que gobiernan el proceso de fractura dinámica y su interrelación. Se realizaron ensayos de explosión a plena escala a -40°C y -60°C en tres aceros de baja aleación y alta resistencia, grados X 65, Q&T, acorde a la especificación API 5L. Se utilizó una relación de radio/espesor R/Th»10. Se realizó la medición de la extensión de la fisura en función del tiempo con tiras de medición y un sistema de adquisición de señales. Se modeló la propagación dinámica de fracturas, proponiéndose una nueva ecuación constitutiva basada en la conservación del momento. El desarrollo incluye expresiones que definen: i) la tenacidad dinámica del material, ii) la fuerza de propagación de la fractura, iii) la descompresión del tubo. La capacidad del modelo ha sido demostrada a través de la comparación entre los datos adquiridos y las curvas obtenidas mediante el mismo. De la combinación de los datos experimentales y el modelo desarrollado, se han hallado: i) las propiedades a la fractura dinámica del material, incluyendo la velocidad límite de propagación de fracturas, ii) las condiciones para obtener la pérdida antes de la rotura, y iii) el conocimiento de las variables que gobiernan el proceso de fractura dinámica y su interrelación.

Tesis para optar al título de Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales