Comportamento mecânico de tubos cladeados : avaliação experimental e modelamento numérico
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/12901 |
Resumo: | Este trabalho apresenta resultados extraídos a partir de ensaios de tração nos quais o conjunto bimetálico, com metal base em aço carbono classe API 5L X-70 metalurgicamente cladeado com Inconel 625, rompe a uma carga inferior à necessária para romper ambos os materiais quando isolados. O critério de projeto de tubos cladeados definido pelas principais normas internacionais utilizadas na indústria de óleo e gás determina que se considerem apenas as propriedades mecânicas do metal base para fins de projeto, desprezando-se os efeitos do revestimento. O presente trabalho estuda os mecanismos que provocam a ruptura antecipada do revestimento de modo a ampliar a base de dados para que as normas reavaliem os critérios de projeto atualmente adotados. Os fenômenos físicos foram avaliados através de ensaios de tração e dureza e um modelo numérico implementado em software de elementos finitos é proposto de modo a reproduzir a curva gerada através do ensaio de tração. As diferentes taxas de encruamento entre o aço carbono classe API 5L X-70 e o Inconel 625, os diferentes momentos em que iniciam o processo de deformação plástica e o estado triaxial de tensões são os fatores que levam o revestimento a romper a uma carga inferior à do metal base. O modelo numérico proposto para o bimetálico indica que os efeitos do revestimento são desprezíveis até o nível de 2% de deformação, utilizado como limite operacional na indústria de óleo e gás. |
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Barreto, Rodrigo Corrêahttp://lattes.cnpq.br/2612710094900119Rocha, Adriana da CunhaFonseca, Maria da Penha CindraRebello, João Marcos Alcoforado2020-08-13T13:00:43Z2023-11-30T03:01:37Z2018-08http://hdl.handle.net/11422/12901Este trabalho apresenta resultados extraídos a partir de ensaios de tração nos quais o conjunto bimetálico, com metal base em aço carbono classe API 5L X-70 metalurgicamente cladeado com Inconel 625, rompe a uma carga inferior à necessária para romper ambos os materiais quando isolados. O critério de projeto de tubos cladeados definido pelas principais normas internacionais utilizadas na indústria de óleo e gás determina que se considerem apenas as propriedades mecânicas do metal base para fins de projeto, desprezando-se os efeitos do revestimento. O presente trabalho estuda os mecanismos que provocam a ruptura antecipada do revestimento de modo a ampliar a base de dados para que as normas reavaliem os critérios de projeto atualmente adotados. Os fenômenos físicos foram avaliados através de ensaios de tração e dureza e um modelo numérico implementado em software de elementos finitos é proposto de modo a reproduzir a curva gerada através do ensaio de tração. As diferentes taxas de encruamento entre o aço carbono classe API 5L X-70 e o Inconel 625, os diferentes momentos em que iniciam o processo de deformação plástica e o estado triaxial de tensões são os fatores que levam o revestimento a romper a uma carga inferior à do metal base. O modelo numérico proposto para o bimetálico indica que os efeitos do revestimento são desprezíveis até o nível de 2% de deformação, utilizado como limite operacional na indústria de óleo e gás.This work presents results obtained from tensile testing where one bimetallic, with base metal in carbon steel grade API 5L X-70 metallurgically clad with Inconel 625, breaks in a load below the loads needed to break both materials if isolated. The design criteria adopted for clad pipes is based on established international standards through the oil and gas industry, which specify that just mechanical strength from base metal is considered for design purposes, disregarding the effects of the clad coating. The present work studies the mechanisms that lead the early rupture of the clad coating to extend data base for the international standards to re-evaluate the design criteria currently adopted. Physical phenomena were evaluated through tensile and hardness testing and a numeric model implemented through finite elements software is proposed as a way to reproduce the curve obtained through tensile testing. The different hardening rates between the carbon steel grade API 5L X-70 and the Inconel 625, the different instants in which the plastic deformation of each is initiated and the triaxial stress state are factors that lead the clad coating to break in a load below the base metal. The numeric model proposed to the bimetallic indicates that the effects of the clad coating are negligible up to 2% deformation, used as operational limit through the oil and gas industry.Submitted by Daniele Fonseca (daniele@ct.ufrj.br) on 2020-08-13T13:00:43Z No. of bitstreams: 1 RodrigoCorreaBarreto-min.pdf: 4049076 bytes, checksum: 0d47a22b92731cf63e8576bdce129b45 (MD5)Made available in DSpace on 2020-08-13T13:00:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodrigoCorreaBarreto-min.pdf: 4049076 bytes, checksum: 0d47a22b92731cf63e8576bdce129b45 (MD5) Previous issue date: 2018-08porUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de MateriaisUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAComportamento mecânicoTubos cladeadosComportamento mecânico de tubos cladeados : avaliação experimental e modelamento numéricoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINALRodrigoCorreaBarreto-min.pdfRodrigoCorreaBarreto-min.pdfapplication/pdf4049076http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/12901/1/RodrigoCorreaBarreto-min.pdf0d47a22b92731cf63e8576bdce129b45MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/12901/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/129012023-11-30 00:01:37.904oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:01:37Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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