Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-19T11:56:08Z No. of bitstreams: 1 DAYSE MARTINS DE ALMEIDA - TESE (PPGEP) 2005.pdf: 6732498 bytes, checksum: 10dba0463a9be058136fe3552bcae75d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-19T11:56:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DAYSE MARTINS DE ALMEIDA - TESE (PPGEP) 2005.pdf: 6732498 bytes, checksum: 10dba0463a9be058136fe3552bcae75d (MD5) Previous issue date: 2005-12-20 / O desenvolvimento de novos aços de Alta Resistência e Baixa Liga para tubulações considera requisitos de resistência mecânica e tenacidade cada vez mais severos. O atendimento às exigências de mercado conduziu à supressão de tratamentos térmicos e melhor soldabilidade do produto. A melhoria da soldabilidade exige a minimização do teor de carbono do material, esses novos aços precisam dispor de mecanismos de endurecimento que dispensem a presença desse elemento. Uma das alternativas mais viáveis é o aço bainítico com teor de carbono ultra baixo onde os mecanismos de endurecimento envolvem grandes densidades de deslocações, presença de elementos substitucionais e microestruturas mistas de bainita globular e ferrita. Para o estudo da ZTA deste tipo de aço foram realizados testes de implante de pinos acompanhados por análise de microestrutura, análise de fratura e análise de sinais de emissão acústica. A comparação dos resultados com os de um aço convencional perlítico indica uma boa soldabilidade dos aços bainíticos. / The development of new High Strength Low Aloy pipeline steels considers more severe mechanical stresses requirements and toughness. The employ necessities led to thermal treatments suppression and superior weldability. The weldability improvement demands lower carbon contends so those new steels need hardening mechanisms that use a carbon smaller amount. One of the viable alternatives is the ultra-low carbon bainitics steels – ULCB, where the hardening mechanisms involve large dislocations densities, substitutional elements presence and globular bainite and ferrite mixed microstructures. To the HAZ ULCB study implant tests, microstructure analyses, fracture analyses and acoustic emission analyses were done. The results relationship with a conventional perlitic steel indicates superior weldability for bainític steel.

Este trabalho investiga o comportamento dúctil de aços microligados classe API utilizado em tubulações na indústria do petróleo, e apresenta um estudo exploratório da aplicação da abordagem local e do modelo micromecânico de células computacionais para modelar a extensão estável de trinca em Modo I de abertura em aço ARBL. Ensaios laboratoriais na temperatura ambiente do aço API 5L X70 (utilizando corpos-de-prova normalizados) fornecem a curva de resistência à fratura (curva-R) do material. Esta curva foi utilizada para calibrar os parâmetros micromecânicos de células computacionais empregados no modelo. Este modelo foi utilizado para prever a pressão de colapso de dutos de paredes finas utilizados no transporte de gás, que apresentam defeitos longitudinais de diferentes razões entre profundidade de trinca e espessura de parede (a/t). As análises numéricas realizadas demonstram a capacidade da metodologia de células computacionais 2D em simular o rasgamento dúctil e o crescimento estável de trincas em corpos-de-prova de mecânica da fratura, assim como prever a pressão de colapso de estruturas tubulares contendo defeitos (trincas). / This study presents the experimental investigation of the ductile behaviour of microalloyed pipeline steel. Additionally, it extends the computational cell methodology to model Mode I crack extension in a high strength low alloy HSLA steel. Laboratory testing of an API 5L X70 steel at room temperature using standard, deep crack C(T) specimens provides the crack growth resistance curve to calibrate the micromechanics cell parameters for the material. The cell model incorporating the calibrated material-specific parameters is then applied to predict the burst pressure of a thin-walled gas pipeline containing longitudinal cracks with varying crack depth to thickness ratios (a/t). The numerical analyses demonstrate the capability of the computational cell approach to simulate ductile crack growth in fracture specimens and to predict the burst pressure of thin-walled tubular structures containing crack-like defects.

Este trabalho investiga o comportamento dúctil de aços microligados classe API utilizado em tubulações na indústria do petróleo, e apresenta um estudo exploratório da aplicação da abordagem local e do modelo micromecânico de células computacionais para modelar a extensão estável de trinca em Modo I de abertura em aço ARBL. Ensaios laboratoriais na temperatura ambiente do aço API 5L X70 (utilizando corpos-de-prova normalizados) fornecem a curva de resistência à fratura (curva-R) do material. Esta curva foi utilizada para calibrar os parâmetros micromecânicos de células computacionais empregados no modelo. Este modelo foi utilizado para prever a pressão de colapso de dutos de paredes finas utilizados no transporte de gás, que apresentam defeitos longitudinais de diferentes razões entre profundidade de trinca e espessura de parede (a/t). As análises numéricas realizadas demonstram a capacidade da metodologia de células computacionais 2D em simular o rasgamento dúctil e o crescimento estável de trincas em corpos-de-prova de mecânica da fratura, assim como prever a pressão de colapso de estruturas tubulares contendo defeitos (trincas). / This study presents the experimental investigation of the ductile behaviour of microalloyed pipeline steel. Additionally, it extends the computational cell methodology to model Mode I crack extension in a high strength low alloy HSLA steel. Laboratory testing of an API 5L X70 steel at room temperature using standard, deep crack C(T) specimens provides the crack growth resistance curve to calibrate the micromechanics cell parameters for the material. The cell model incorporating the calibrated material-specific parameters is then applied to predict the burst pressure of a thin-walled gas pipeline containing longitudinal cracks with varying crack depth to thickness ratios (a/t). The numerical analyses demonstrate the capability of the computational cell approach to simulate ductile crack growth in fracture specimens and to predict the burst pressure of thin-walled tubular structures containing crack-like defects.