Determinação experimental de curvas J-R para um tubo de aço Q125 sob carregamentos monotônico e dinâmico

Abstract

Metodologias para a execução de projetos que envolvem a necessidade da avaliação da integridade estrutural fornecem segurança, economia e maior confiança em projetos de engenharia, que consideram o efeito de um defeito prévio na estrutura em aplicação. Porém, ao se utilizar apenas a abordagem de projeto por carregamento estático pode-se causar um superdimensionamento estrutural, caso o material esteja suscetível a carregamentos dinâmicos, principalmente em poços de petróleo, onde a competitividade gera uma demanda por custos de processo cada vez menores. Este trabalho possui como meta determinar e avaliar a tenacidade à fratura de um tubo de aço Q125 submetido à carregamentos monotônicos e dinâmicos através da determinação de curvas-R pela abordagem de integral-J, tanto para a metodologia de ensaio por múltiplos corpos de prova, quanto para corpos de prova individuais. Os resultados, sob a forma do parâmetro JIC, evidenciam uma maior energia para fratura em corpos de prova submetidos a carregamentos dinâmicos, o que justifica a aplicação desta metodologia de análise para aplicações que envolvam carregamentos dinâmicos, ao se tomar uma abordagem menos conservadora e que vise a economia em custos de fabricação

Methodologies for the execution of projects that involve the need for structural integrity assessment provide security, economic benefits and reliability in engineering projects, that consider the effect of a previous defect on the structure. However, when using only the static loading approach, structural oversizing might be caused if the material is susceptible to dynamic loading, especially in oil wells, where competitiveness generates a demand for increasingly lower process costs. This study aims to determine and evaluate the fracture toughness of a Q125 steel tube subjected to monotonic and dynamic loads through the determination of R-curves by the J-integral approach, both for the test method of multiple specimens, as for individual specimens. The results, in the form of the JIC parameter, show a greater energy for fracture in specimens subjected to dynamic loading, which justifies the application of this methodology for applications involving dynamic loading, if a less conservative approach is taken and aim at saving manufacturing costs.