Dutos de transmissão são tubulações especialmente desenvolvidas para transportar produtos diversos a longas distâncias e representam a forma mais segura e econômica de transporte para grandes quantidades de fluidos. Os dutos de gás natural, denominados gasodutos, são usados para transportar o gás desde os campos de produção até os centros consumidores, onde o gás é inserido em redes de distribuição para entrega aos consumidores finais. Os gasodutos de transporte apresentam diversas características de monopólio natural, que são o principal argumento econômico para sua regulação. A regulação visa garantir que esta atividade seja explorada de maneira eficiente, refletindo em tarifas de transporte justas para os consumidores e que proporcionem o retorno adequado aos investidores, levando-se em consideração a quantidade de gás transportado. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo propor metodologias de otimização multi-objetivo de projetos de redes de gasodutos de transporte, envolvendo métodos a posteriori. O problema de otimização formulado contempla restrições associadas ao escoamento do gás e o comportamento das estações de compressão. A solução do problema fornece um conjunto de projetos ótimos de redes de transporte em função da maximização da quantidade de gás natural transportado e da minimização da tarifa associada a esse serviço. A ferramenta foi aplicada a diversos estudos de caso com configurações típicas da indústria de transporte de gás natural. Os resultados mostraram que as metodologias propostas são capazes de fornecer subsídios que permitem ao tomador de decisão do ponto de vista regulatório realizar uma análise de trade-off entre a quantidade de gás transportado e a tarifa, buscando assim atender ao interesse da sociedade em relação à exploração do serviço de transporte / Transmition pipelines are especially designed pipes to transport a variety of products through long distances and represent the safest and most economical method of transporting large quantities of fluids. The natural gas pipelines, called gas pipelines, are employed in gas transportation from the production fields up to the consumer centers, where the gas is introducted in the distribution networks to be delivered to final consumers. The transportation pipelines present several attributes of natural monopoly which are the main economic reason for their regulation. Regulation aims to ensure the efficient exploration of this activity leading to fair transportation tariff to the consumers and reasonable return on investment to the investors, taking into account the amount of transported gas. In this context, the present work has the objective to propose methodologies for the multi-objective optimization of designs for natural gas transportation pipeline networks employing a posteriori methods. The formulated optimization issue comprises restrictions associated to gas flow and compressor stations behavior. The solution provides a group of optimum transport network designs concerning the maximization of the amount of transported natural gas and the minimization of the tariff associated to this service. The tool was employed in a variety of case studies with typical configurations of the natural gas transport industry. The results showed that the proposed methodologies are able to provide information which will permit that the decision maker, from the regulatory point of view, performs a trade-off analysis considering the amount of transported gas and the tariff, aiming to fulfill the society expectations concerning the exploration of transport service

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoMS.pdf: 1515806 bytes, checksum: fd1b665e0003e03823a56f9ce0f2eaaf (MD5) Previous issue date: 2009-09-11 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / The modern technology of materials and structural integrity of pipelines requests the use of inspection tools named inspection pigs to detect, localize and measure the length, width and depth dimensions of the thickness losses of walls of buried and underwater pipelines in service. These tools run them internally, performing and recording measurements, with performance that varies according to the pig s technology. It has been developed recently an instrumented pig technology, called feller pig. This work aims to indicate factors that influence the feller pig technology performance in the detection and in the accuracy of measurement of the length, width and depth dimensions of the thickness losses on the internal surface of an oil pipeline wall under normal conditions of oil pipe inspection with pig. In this work, is made a collection of factors and an analyses of the technology based on the available literature, as well as an experiment to observe the technology and the factors operating. In the experiment, a feeler pig is used in a pipeline built in carbon steel and in operation that flows petroleum, in witch are observed areas with internal thickness losses occurred naturally. Some of these areas and their dimensions taken by automated ultra-sound scanner are compared with the ones indicated by the feller pig. Based on the data collection, on the analysis and on the experiment, the influence of factors object of this research is discussed. It is concluded that, among these, there are factors related to pipe fabrication tolerances, to wear of pig components, to internal adhesive wear of pipeline, to other pipeline damages and to technology characteristics. Finally, actions are suggested to know better, improve and define the applicability of this technology / A moderna tecnologia de materiais e de integridade estrutural de dutos pressup?e o uso de ferramentas de inspe??o denominadas pigs de inspe??o para detectar, localizar e medir comprimento, largura e profundidade das perdas de espessura de parede de dutos em servi?o enterrados ou submersos. Essas ferramentas os percorrem internamente, realizando e registrando medi??es, com desempenho que varia de acordo com a tecnologia do pig. Recentemente foi desenvolvida uma tecnologia de pig de inspe??o, chamada de pig de perfilagem. O objetivo desta pesquisa ? indicar fatores que influenciam o desempenho da tecnologia de pig de perfilagem na detec??o e na exatid?o de medi??o de comprimento, largura e profundidade de perdas de espessura na superf?cie interna da parede de um oleoduto, em condi??es normais de inspe??o de oleodutos com pig. Neste trabalho, faz-se um levantamento de tais fatores e uma an?lise desta tecnologia, baseados na literatura dispon?vel, bem como um experimento para observar a tecnologia e fatores operando. No experimento, utiliza-se um pig de perfilagem em um duto constru?do em a?o carbono e em opera??o escoando petr?leo, no qual se constata ?reas com perdas de espessura internas ocorridas naturalmente. Algumas destas ?reas e suas dimens?es, medidas por varredura de ultra-som automatizado, s?o comparadas com as indicadas pelo pig de perfilagem. Com base no levantamento, na an?lise e no experimento, discute-se a influ?ncia de fatores objetos desta pesquisa. Conclui-se que, entre estes, ocorrem fatores relacionados ? toler?ncia de fabrica??o dos tubos, ao desgaste de componentes do pig, ao desgaste adesivo interno ao duto, a outros danos no duto e a caracter?sticas da tecnologia. Por fim, s?o sugeridas a??es para conhecer melhor, aprimorar e delimitar a aplicabilidade desta tecnologia

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChristianoJMC_DISSERT.pdf: 5726380 bytes, checksum: 57b5c167cfa539dfe52a09cb70e8a00e (MD5) Previous issue date: 2013-01-14 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / To enhance the maintenance practices, Oil and Gas Pipelines are inspected from the inside by automated systems called PIG (Pipeline Inspection Gauge). The inspection and mapping of defects, as dents and holes, in the internal wall of these pipelines are increasingly put into service toward an overall Structural Integrity Policy. The residual life of these structures must be determined such that minimize its probability of failure. For this reason, the investigation on the detection limits of some basic topological features constituted by peaks or valleys disposed along a smooth surface is of great value for determining the sensitivity of the measurements of defects from some combinations of circumferential, axial and radial extent. In this investigation, it was analyzed an inductive profilometric sensor to scan three races, radius r1, r2, r3, in a circular surface of low carbon steel, equipped with eight consecutive defects simulated by bulges and holes by orbit, equally spaced at p/4 rad. A test rig and a methodology for testing in laboratory were developed to evaluate the sensor response and identify their dead zones and jumps due to fluctuations as a function of topological features and scanning velocity, four speeds different. The results are presented, analyzed and suggestions are made toward a new conception of sensor topologies, more sensible to detect these type of damage morphologies / Para melhorar as pr?ticas de manuten??o, oleodutos e gasodutos s?o inspecionados internamente por sistemas automatizados denominados PIG (Pipeline Inspection Gauge). Uma inspe??o e mapeamento de danos, como ressaltos e rebaixos, na parede interna desses dutos s?o cada vez mais inseridos em pr?tica para uma pol?tica de Integridade Estrutural. A vida residual dessas estruturas deve ser determinada a fim de minimizar as probabilidades de falha. Por esta raz?o, a investiga??o no limite de detec??o de algumas caracter?sticas topol?gicas b?sicas constitu?das por picos e vales dispostas ao longo de uma superf?cie lisa ? de grande valia para a determina??o da sensibilidade nas medi??es de defeitos de alguns n?veis de combina??es circunferencial, axial e radial. Nesta pesquisa, foi analisado um sensor perfilom?trico indutivo para inspecionar tr?s ?rbitas, de raios r1, r2 e r3 numa superf?cie circular de a?o baixo carbono, equipado com oito danos consecutivos simulados por rebaixos e ressaltos, por ?rbita, uniformemente espa?adas de p/4 rad. Uma bancada de ensaio e uma metodologia para teste em laborat?rio foram desenvolvidos para avaliar a resposta do sensor e identificar suas zonas cegas devido ? flutua??o dos saltos como uma fun??o das caracter?sticas topol?gicas e inspe??o de velocidades quatro velocidades distintas. Os resultados s?o apresentados, analisados e sugest?es s?o feitas na dire??o de uma nova concep??o de topologias de sensores, mais sens?veis para detectar esses tipos de morfologias de danos

A presente pesquisa propõe estabelecer uma discussão em torno da integração supranacional de infra-estruturas energéticas, tendo como enfoque principal a rede de gasodutos. Entende-se que a expansão de infra-estruturas energéticas acaba gerando repercussões diferenciadas no território, tanto na escala supranacional quanto na escala regional/local. Desde a flexibilização do setor de petróleo no Brasil, em meados da década de 1990, a Petrobras vem expandindo significativamente sua atuação internacional, onde o gás natural é colocado como os dos principais objetivos para exploração. Considera-se fundamental entender os principais aspectos do processo de integração supranacional de infraestruturas energéticas, assim como as principais repercussões territoriais após a introdução de um novo insumo energético na escala local/regional, no caso específico desta pesquisa, a Região Metropolitana de Porto Alegre - RMPA. Estas repercussões são mensuradas através de uma amostra do setor industrial da RMPA, onde se procura analisar a importância da inserção do gás natural para este setor, manifestado através da destinação e conversão do consumo energético, atração de novos investimentos e até mesmo mobilidade territorial. / The present research aims at establishing a discussion about the supranational integration of the energetic infrastructure, having as its main focus the gas pipeline network. We understand that the expansion of energetic infrastructures generate differentiated repercussions in the territory at both the supranational and regional/local scales. Since the flexibilization of the petrol sector in Brazil, in the middle 1990s, the international participation of Petrobras has been growing significantly, and the natural gas is placed as one of the main objectives for the exploration. Therefore, it is fundamental to understand the main aspects of the process of international integration of the energetic infrastructures, as well as the main territorial repercussions after the introduction of the new energetic input at the local/regional scale, more specifically, the metropolitan region of Porto Alegre – RMPA. These repercussions are measured through a sample of the industrial sector of RPMA, where we try to analyze the importance of the insertion of the natural gas for this sector, manifested through the destination and conversion of the energetic consume, attraction of new investments, as well as territorial mobility.

Orientadores: Rahoma Sadeg Mohamed, Watson Loh / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RonaldoGoncalvesdos_M.pdf: 2592752 bytes, checksum: 0b29b2d43cb92bfcf2b5329b8efb1f8c (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O alto custo de produção e transporte dos óleos pesados é a principal barreira para a exploração das suas abundantes reservas mundiais. Tecnologias de fluxo de petróleo em oleodutos baseadas no confinamento do óleo em uma seção anular aquosa, conhecidas como core-flows, têm surgido como alternativa viável para o transporte desses óleos. O efeito lubrificante do filme aquoso conduz à reduzidos valores de viscosidade e, conseqüentemente, ao baixo consumo de energia. Um possível problema associado com esta tecnologia é o acumulo gradual do óleo sobre a superfície interna da tubulação, requerendo o uso de procedimentos de limpeza. Este trabalho é baseado na investigação dos efeitos de componentes polares do petróleo sobre a molhabilidade de tais superfícies por óleos crus através de medidas de ângulo do contato em sistemas óleo pesado/fase aquosa/superfície metálica. Asfaltenes e ácidos naftênicos foram removidos do óleo cru por floculação com n-alcanos e por tratamento com solução alcalina, respectivamente. Como superfícies metálicas modelos, aço comercial e aço galvanizado foram utilizados, e as fases aquosas estudadas compreenderam água para e soluções de cloreto de sódio e de meta-silicate de sódio a 1%. Ângulos de contato estáticos foram determinados através da deposição de uma gora de óleo sob a superfície metálica na presença de uma fase aquosa... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: High cost of recovery and transport of heavy crude oils is the main barrier for the exploration of their abundant reserves worldwide. The technology of oil flow in pipelines assisted by its confinement within an annular aqueous section, known as core-flow, represent a viable alternative for the transport of these oils. The lubricating effect of the aqueous film leads to reduced equivalent viscosities and, hence, low energy consumption. One of the possible problems associated with this technique is the gradual accumulation of oil on the inner pipeline surfaces, requiring the use of cleaning procedures. This work is aimed at investigating the roles of the oil polar components on the wetting of such surfaces by crude oil through contact angle measurements in systems containing heavy oil/aqueous phase/metallic surfaces. Asphaltenes and naphthenic acids were removed from the crude oil, respectively, by flocculation with alkanes and by washing with alkaline solution. As model metallic surfaces, commercial and galvanized steel were used; and the studied aqueous phases comprised pure water, 1% sodium chloride and sodium meta-silicate solutions. Static contact angles were determined via the placement of an oil droplet under the metallic surface in the presence of an aqueous phase. These measurements revealed small influence of the nature of the metallic surfaces on the observed wettability... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Takaaki Ohishi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T05:54:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_OdersonDiasde_D.pdf: 1392271 bytes, checksum: 4a25b0e50f13f9b1cc3f51c1bbf51592 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esta tese apresenta um modelo de despacho para usinas termelétricas a gás natural considerando a produção e o transporte de gás. O modelo proposto associa a operação do sistema de geração termelétrica com a operação da rede de gasodutos. A metodologia utilizada para obter a solução foi aplicada a um exemplo com seis usinas termelétricas supridas por uma rede de gás natural. O modelo apresentado integra eficientemente a operação das usinas termelétricas com a operação do sistema de gasodutos / Abstract: This thesis presents a dispatch model for natural gas power plants considering the production and transmission of gas. The proposed model put together the operation of the power plant system with the operation of the natural gas pipeline network. The proposed approach was applied to an example of six power plants supplied by a gas system. The proposed approach integrates the operation of power plants with the operation of natural gas transmission system / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

A tecnologia dos aços microligados para transporte de gás natural e petróleo tem sido pressionada pelo descobrimento das novas jazidas e o aumento da demanda no mundo. As solicitações ambientais e de resistência mecânica são os parâmetros para o desenvolvimento de aços de alta resistência baixa liga para o transporte de gás e petróleo a menor custo e de forma segura. Neste contexto esta pesquisa investiga, em um aço microligado para tubos API 5L X80, o efeito das transformações de fase obtidas por resfriamentos controlados na fratura induzida por hidrogênio Hydrogen Induced Cracking-(HIC) e nas propriedades mecânicas. Os testes de HIC foram realizados no material como recebido, na espessura da chapa submetida a resfriamentos contínuos e em amostras do material tratadas de forma a simular as regiões de grão grosso da zona afetada pelo calor (GGZAC). Segundo o ciclo de resfriamento, os aços microligados têm microestruturas complexas, como é caso do aço microligado em estudo, onde sua microestrutura, estudada em trabalhos anteriores, é formada principalmente por ferrita, bainita, perlita e microconstituinte austenita/martensita (AM). A morfologia, tamanho, quantidade e distribuição dos produtos de transformação na chapa mudam as propriedades do aço. Esses fenômenos são de grande interesse tecnológico em aços microligados para a fabricação de tubos soldados para o transporte de gás e petróleo, tanto quando a solda é realizada em campo como também durante o encurvamento por indução; aqui as propriedades mecânicas do tubo decorrentes do processo de fabricação termomecânico podem ser degradadas pela ação do aquecimento e dos resfriamentos experimentados na zona afetada pelo calor (ZAC), principalmente na região de GGZAC. A simulação dos ciclos térmicos para o estudo da HIC na espessura da chapa foram realizados em CP austenitizados a 900ºC e submetidos a resfriamentos contínuos no dilatômetro de têmpera. Para simular os ciclos térmicos com resfriamentos controlados focados na GGZAC e a seguir obter CP de tamanho adequado para testes de tração e Charpy, foi necessário fazer os tratamentos térmicos a 1300ºC e resfriamentos contínuos em um simulador termomecânico e dilatômetro Gleeble. O maior tamanho da amostra tratada termicamente neste último equipamento permitiu extrair amostras para avaliar as propriedades mecânicas e a HIC do material, pois as diferentes regiões da ZAC em uma solda real são restritas e não permitem este tipo de ensaios em uma região específica da ZAC. Os resultados permitiram identificar a suscetibilidade de cada microestrutura produto da transformação da austenita na espessura da chapa, sendo a região central da chapa a mais sensível ao hidrogênio no aço como recebido e quando tratado a baixas taxas de resfriamento de 0,5°C/s após austenitizado a 900°C. As bandas grosseiras formadas por estruturas de maior dureza que a matriz na região central diminuíram a resistência à HIC. Da mesma forma nos corpos de prova que simulam a região GGZAC, a fratura induzida pelo hidrogênio foi localizada na região central da espessura embora apresente bainita e ferrita acicular. A falha possivelmente se deve aos elementos remanescentes segregados nesta região central e partição de carbono para os sub contornos de grão da bainita e ferrita que cresceram a partir a austenita primária. As inclusões e precipitados, segundo seu tipo, forma e localização na microestrutura, participam ou não da nucleação e propagação da trinca, sendo a posição mais crítica quando localizadas dentro das estruturas bandeadas. Não foi observada a nucleação de trincas na presença de hidrogênio em precipitados de Nb e Ti. / The technology of microalloyed steels for the transportation of natural gas and oil has been pressed by the discovery of new deposits and the increased demand in the world. Environmental requests for safety and ever increasing mechanical strength are the parameters for the development of high strength low alloy steels for transporting gas and oil at lower cost and safely. In this context, this research investigates, in a microalloyed steel pipe API 5L X80, the effect of phase transformations obtained by controlled cooling on the behavior when loaded with hydrogen - Hydrogen Induced Cracking - (HIC) and in the mechanical properties. HIC tests were performed on as-received material, on samples extracted from the thickness of the plate and subjected to continuous cooling and on samples of the material treated to simulate the coarse-grained regions of heat affected zone (CGHAZ). According to the cooling cycle, the microalloyed steels have complex microstructures: in the steel under evaluation its microstructure, studied in a previous work, consists mainly of ferrite, bainite, pearlite and austenite/martensite constituent (AM). The morphology, size, quantity and distribution of the products of transformation change the properties of plate steel. These phenomena are of great technological interest in microalloyed steels for the fabrication of welded tubes for the transport of gas and oil, when the welding is performed in the field as well as during hot bending; here the mechanical properties of the tube from the process of thermomechanical fabrication can be degraded by the action of heating and cooling experienced in the heat affected zone (HAZ), mainly in the region of CGHAZ. Simulations of thermal cycles for the study of HIC on sheet thickness were performed in coupons subjected to austenitization at 900ºC followed by continuous cooling in the dilatometer. To simulate the thermal cycles with controlled cooling, focused in the CGHAZ, and getting suitable sample sizes for tensile testing and Charpy, it was necessary to austenitize at 1300ºC followed by continuous cooling using the thermal and thermomechanical simulator in a Gleeble dilatometer. Samples heat treated in this equipment were suitable to evaluate the mechanical properties and the HIC of the material for different regions of HAZ, while a real weld would not have enough material to allow this type of testing on a specific region of HAZ. The results showed the susceptibility of each microstructure product of austenite transformation and of the position on the plate thickness. The central region of the plate was more sensitive to hydrogen in the steel as-received and when treated at low cooling rates of 0.5°C/s after austenitization at 900°C. The bands formed by coarse structures of greater hardness than the matrix in the central region decreased the resistance to HIC. Likewise in coupons that simulate the CGHAZ region, the fracture induced by hydrogen was located in the central thickness line, even when the microstructure were bainite and acicular ferrite. Failure there was possibly due to remnants of segregated elements in this central region and carbon partition to the subboundaries of the bainite and ferrite grain that grew from the primary austenite. Inclusions and precipitates, according to their type, shape and location in the microstructure, participating or not in the nucleation and propagation of the crack, were more critical when located within the banded structures; crack nucleation in the presence of hydrogen was not observed at Nb and Ti precipitates.

Atualmente existem diferentes definições para o conceito de fragilidade ambiental, o que dificulta sua aplicação e a comparação entre os resultados de diferentes métodos. Este trabalho realiza uma revisão bibliográfica sistemática a cerca desse conceito e adota a definição considerada mais adequada. Com base na definição adotada foi proposto e aplicado um método para avaliar a fragilidade ambiental de uma área de estudo. Esse método utiliza pesos para ponderar os diferentes atributos (meio físico, biótico e socioeconômico) envolvidos na análise de fragilidade ambiental, que são definidos com a aplicação do Processo de Análise Hierárquica (AHP). O método proposto também se fundamenta na utilização de um programa de Sistema de Informação Geográfica (SIG) para a estruturação da base de dados, a realização das análises espaciais e a ponderação dos mapas necessários. A área de estudo corresponde a um setor do oleoduto São Paulo – Brasília (OSBRA), com extensão de 18,5 km e largura de 2 km (área total de 83,99 km²) e utilizou-se uma base cartográfica digital na escala 1:10.000. Foram realizadas vistorias de campo para levantar pontos de observação de superfície e para coletar amostras de solo. Realizaram-se ensaios geotécnicos, químicos e mineralógicos com as amostras coletadas. A aplicação do método consistiu na geração de mapas de suscetibilidade intermediários, que combinados geraram o mapa de fragilidade ambiental. Foi importante a utilização do método AHP, pois ele reduz a subjetividade das ponderações qualitativas realizadas. Os resultados obtidos esclarecem a definição do conceito de fragilidade ambiental, além de mostrar a importância da seleção e ponderação dos atributos utilizados no método. O mapa final gerado também permitiu avaliar a sensibilidade do método e seu potencial de aplicação prática. / Currently there are different definitions to the concept of environmental fragility; it complicates its application and makes difficult to compare between different methods. This work addresses the main definitions to this concept and adopts the one considered the most proper. Based in the adopted definition it was proposed a method to evaluate the environmental fragility of a study area. This method applies weights to the different attributes (physical, biotic and socioeconomic) related to the environmental fragility analysis, which are assigned using the Analytic Hierarchy Process (AHP). The method also uses Geographic Information System (GIS) software to structure the database, to conduct the spatial analysis and to assign weights to the maps. The study area is a sector of the São Paulo – Brasília oil pipeline (OSBRA), covering 18.5 km length and 2 km wide (total area of 83,99 km²) and it was used a digital cartographic map at the scale of 1:10,000. Field trips were made to obtain surface observation points and to collect soil samples. Geological and geotechnical tests, mineralogical tests and chemistry analysis were conducted with the soil samples. The method application consists in generating intermediates susceptibility maps, that were combined to generate the environmental fragility map. It was important to use the AHP method, because it reduces the subjectivity of the qualitative weight assignment. The obtained results elucidate the environmental fragility concept and show the importance of the selection and weight assignment of the attributes used in the method. Moreover, the final map provided to evaluate the method sensitivity and its potential of practical application.

La bonne ténacité des aciers pour gazoducs aux basses températures est nécessaire pour éviter la propagation de fissures de manière catastrophique. Cette étude vise à améliorer la compréhension physique et l'évaluation quantitative du comportement à rupture des aciers pour gazoducs laminés à chaud, en nous intéressant plus particulièrement aux températures au pied de la transition ductile-fragile .La résilience de ces aciers est généralement validée à l'aide d'essais dits drop weight tear tests (DWTT), après lesquels le faciès de rupture doit contenir moins de 15% de zone fragile. Pour les aciers mis en forme par laminage thermomécanique (TMCP), des ruptures fragiles hors plan, comme le délaminage (qui se propage dans le plan de laminage de la tôle), et la rupture fragile en biseau le long des plans dits thêta (inclinés de 40° autour de la direction de laminage par rapport au plan de laminage) apparaissent dans la transition ductile-fragile. Ces modes de rupture, observés lors des essais de résilience (DWTT, Charpy) et de ténacité (CT), affectent la résistance à la rupture de ces aciers.L'anisotropie de l'écoulement plastique, puis celle de la sensibilité à la rupture par clivage ont été caractérisées en fonction de la température, à l'aide d'essais de traction sur des éprouvettes lisses et entaillées conçues pour cette étude. L'analyse mécanique de ces essais à l'aide de calculs par éléments finis a permis de déterminer des contraintes critiques de clivage dans les directions perpendiculaires au plan de laminage et aux plans thêta. Les valeurs obtenues dans ces directions sont de 25% inférieures à celles correspondant aux directions de laminage et travers long.L'anisotropie de la contrainte critique de clivage a été quantitativement corrélée à l'anisotropie de microtexture du matériau. Des entités appelées « facettes de clivage potentielles » ont été définies et mesurées dans cette étude, comme des régions contenant un plan {100} défavorablement orienté et dans lesquelles les fissures de clivage se propagent sans être arrêtées. Par exemple, un plan contenant 20% de facettes de clivage potentielles aurait une contrainte critique de clivage de 20% moins élevée qu'un plan présentant seulement 10% de facettes de clivage potentielles.La taille et la forme de ces facettes de clivage potentielles évoluent avec la déformation plastique. Par conséquent, la contrainte critique de clivage est affectée par l'historique de déformation. Dans le cas du délaminage, les facettes de clivage potentielles s'allongent au cours d'un chargement dans la direction travers long, conduisant à une augmentation de leur taille effective et par conséquent à une diminution (qui peut atteindre 30%) de la contrainte critique de clivage dans le plan de la tôle. Cette diminution facilite in fine l'apparition du délaminage. De plus, la présence de micro-fissures ductiles facilite la rupture par délaminage en modifiant l'état de contrainte local. Un critère a ainsi été proposé pour prédire numériquement l'amorçage du délaminage dans des éprouvettes de traction et/ou de résilience Charpy.L'application de cette approche à des échantillons traités thermiquement et à des échantillons pré-déformés a montré que la sensibilité au délaminage pouvait être contrôlée en modifiant la texture locale initiale du matériau. / High toughness of pipeline steels at low temperature is required to avoid catastrophic propagation of brittle crack. The aim of the study is to improve physical understanding and quantitative assessment of the toughness behavior of hot-rolled pipeline steels, focusing on the lower part of the ductile to brittle transition temperature range.The impact toughness of these steels is commonly validated using drop weight tear tests (DWTT), on the basis of fracture surfaces that must exhibit less than 15% of brittle fracture appearance. In thermomechanical control processed steels, brittle out-of-plane cracks such as delamination (which propagates along the rolling plane), and brittle tilted fracture (BTF) along theta-planes (tilted around RD by 40° with respect to rolling plane), have been characterized in the ductile to brittle transition temperature range, for both industrial (DWTT) and laboratory Charpy impact tests. In both cases, as well as in fracture toughness tests, such brittle out-of-plane cracking has been shown to impair the impact toughness.The anisotropy in plastic flow and sensitivity to cleavage fracture has been characterized as a function of temperature, by using tensile tests on specifically designed smooth and notched specimens. From finite element mechanical analysis of these tests, critical cleavage stresses normal to the rolling plane and the theta-plane are considerably lower (around 25%) than for planes normal to the rolling and transverse directions.The anisotropy in critical cleavage stress has been quantitatively correlated to microtexture anisotropy. So-called “potential cleavage facets” have been defined and measured in this study, as regions with unfavorably oriented {100} planes, which are taken as unit crack paths for cleavage propagation. A sample containing 20% of potential cleavage facets had a critical cleavage stress 20% lower than a sample with only 10% of potential cleavage facets.The size and shape of these potential cleavage facets evolve during plastic deformation. Therefore, the critical cleavage stress was found to be affected by plastic strain history. In the case of delamination, potential cleavage facets along the rolling plane were elongated during loading, their area was increased and the corresponding critical cleavage stress decreased by around 30% with respect to the undeformed case. This made delamination cracking easier. Moreover, the presence of a ductile crack at the initiation site of delamination locally modified the stress state and also facilitated delamination occurrence. A criterion has been developed to numerically predict the onset of delamination in tensile and Charpy specimens.Application of this approach to heat-treated and to prestrained specimens eventually showed that it was possible to modify the sensitivity to delamination by strongly modifying the initial microtexture anisotropy.

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