Evaluación de crecimiento de grietas sometidas a ciclos de carga de amplitud y secuencia variable

Abstract

Los sistemas de transporte de hidrocarburos líquidos son sometidos a ciclos de carga de amplitud y secuencia variable durante su operación. Dichas variaciones en los niveles de carga tienen un efecto directo sobre el incremento o disminución de la velocidad de propagación de grietas por fatiga. De acuerdo con la intensificación de esfuerzos generada en la punta de una grieta, se puede crear una zona plástica tal, que induce esfuerzos compresivos con una magnitud capaz de generar el cierre de grieta y como consecuencia provocar la desaceleración en la velocidad de crecimiento. Otro fenómeno importante asociado con el cierre es el fenómeno de retardo y se origina por la aplicación de una sobrecarga simple, el cual tiene el potencial de crear una zona plástica tan grande que puede inducir una desaceleración en el crecimiento de la grieta en ciclos posteriores a la aplicación de esta y en algunos casos hasta anular el crecimiento de la grieta. Para simular el crecimiento de grietas bajo las condiciones mencionadas, un modelo de elementos finitos elasto-plástico acoplado con el modelo analítico NASGRO modificado con base al modelo de Willemborg fue implementado para capturar el efecto de cierre y retardo en la estimación de la vida remanente de una tubería agrietada en servicio.