Avaliação do alívio mecânico de tensões residuais devido a sobrecarga provocada por teste hidrostático

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo avaliar se a sobrecarga provocada por teste hidrostático promove alívio mecânico das tensões residuais em soldas de vasos de pressão com e sem a presença de defeitos tipo trinca. Os estudos concentraram-se, principalmente, em avaliar os efeitos benéficos e deletérios dos testes hidrostáticos periódicos. A proposta de trabalho considerada foi efetuar a avaliação de soldas duplo V longitudinal em costado cilíndrico de um vaso de pressão específico. Inicialmente a avaliação foi realizada considerando uma solda sem a presença de trincas utilizando o procedimento do anexo E da Norma API 579/ASME FFS1. Em seguida, a solda foi considerada com a presença de trinca e submetida ao procedimento de avaliação da Norma BS 7910 mediante emprego do simulador CRACKWISE®. Na primeira situação foram obtidos e comparados três gráficos que representam o perfil da distribuição de tensões residuais através da espessura para fatores de alívio de tensões residuais diferentes. Na segunda situação o simulador gerou dois relatórios de avaliação com duas curvas FAD para profundidades de trinca variando de 5 a 15 mm, sendo uma para a condição de operação do equipamento sem ser submetido ao teste hidrostático e a outra após o equipamento ter sido submetido ao teste. Verificou-se que a sobrecarga provocada pelo teste hidrostático não alivia as tensões residuais na solda sem trinca. Por outro lado, foi verificado o alívio de tensões residuais na solda com a presença de trinca. Entretanto, a última situação está limitada à determinação de um tamanho máximo de trinca admissível dado que descontinuidades podem se tornar críticas ao longo da vida do equipamento.

This work deals to assess if the overload caused by hydrostatic test favors mechanical relief of residual stresses in weld of pressure vessel with and without presence of crack like flaw. The studies focus mainly on assessing the beneficial and deleterious effects of periodic hydrostatic test. Evaluation of double V-groove seam welds in specific cylindrical pressure vessel was considered proposed work. Assessment was initially conducted in weld without the presence of crack using the procedure of Annex E from Standard API 579/ASME FFS1. Then weld was found with the presence of crack and subjected to the assessment procedure from Standard BS 7910 by CRACKWISE® simulator. In the first situation were obtained and compared three graphs that represent profile of distribution of residual stresses through thickness to different relief factors of residual stresses. In the second situation simulator generated two evaluation reports with two FAD curves for crack depth range of 5 to 15 mm, being first to condition operating that equipment without being subjected to the hydrostatic test and other after equipment has been subjected to the test. It was found that overload caused by hydrostatic test does not relieve the residual stresses in weld without crack. On the other hand, it was found relief of residual stresses in weld with the presence of crack. However, latter situation is limited by determining a permissible maximum size of crack since discontinuities may become critical during equipment life.