Neste trabalho os resultados da metodologia de normalização de E. D. Reese e K. H. Schwalbe para a obtenção de curvas J-R, são comparadas com aquelas obtidas pela tradicional Técnica de Variação de Flexibilidade Elástica. Ambos os métodos foram aplicados à um aço de grau nuclear A508-CL3A, quando vários corpos-de-prova miniaturizados 0.394TC[S], foram testados em temperaturas típicas de operação de vasos de pressão nuclear. Corpos-de-prova miniaturizados formam tratados termicamente tentando simular o comportamento exibido pelos aços estruturais quando submetidos à diferentes níveis de exposição de nêutrons, sendo que outros foram ensaiados na condição de como-recebidos. Todos os procedimentos experimentais e analíticos empregados neste estudo foram totalmente computadorizados, incluindo aquisição e refinamento dos dados e o traçado da curva J-R. Esta última foi realizada conforme a mais recente versão das normas ASTM, denominada ASTM-E1820. As variáveis avaliadas influentes do comportamento das curvas de J-R, incluem o incremento de propagação de trinca e o número de pontos de dados de carga versus deslocamento. Também foi analisada a efetividade do método de normalização quando comparada com a técnica de variação de flexibilidade elástica. Os resultados desta pesquisa mostraram que a normalização é uma metodologia confiável e muito simples, tão logo a programação de software seja desenvolvida, para ser aplicada em uma vasta variação de comportamentos mecânicos como amostrados neste estudo. / In this research, results from Reese; Schwalbe (1993) linear normalization methodology for deriving J-R curves are compared to those obtained from the traditional unloading elastic compliance technique. Both methodologies were applied to a nuclear grade steel A508-CL3A. Several miniaturized 0.394TC[S] specimens, were tested at typical NPV operating temperatures. Small scale testpieces were heat treated aiming to simulate the embritlemment exhibited by the structural steel when submitted to different levels of neutron exposure, whereas other specimens were tested in the as-received condition. All experimental and analytical procedures employed in this study have been fully computerized, including data acquisition, data refinement and J-R curve plotting, when the guidelines supplied by most recent version of ASTM standard for J-R curves, namely ASTM-E1820, were followed. The assessed variables affecting J-R curves behavior comprised crack propagation increment, number of load-Ioad line displacement data points, and it was also analyzed the agreement of the normalization method when compared to the compliance technique. Research results have shown that linear normalization is a trustworthy and very simple methodology to be applied in a vast range of mechanical behavior as sampled in this study, as long as computer programming is employed.

Neste trabalho os resultados da metodologia de normalização de E. D. Reese e K. H. Schwalbe para a obtenção de curvas J-R, são comparadas com aquelas obtidas pela tradicional Técnica de Variação de Flexibilidade Elástica. Ambos os métodos foram aplicados à um aço de grau nuclear A508-CL3A, quando vários corpos-de-prova miniaturizados 0.394TC[S], foram testados em temperaturas típicas de operação de vasos de pressão nuclear. Corpos-de-prova miniaturizados formam tratados termicamente tentando simular o comportamento exibido pelos aços estruturais quando submetidos à diferentes níveis de exposição de nêutrons, sendo que outros foram ensaiados na condição de como-recebidos. Todos os procedimentos experimentais e analíticos empregados neste estudo foram totalmente computadorizados, incluindo aquisição e refinamento dos dados e o traçado da curva J-R. Esta última foi realizada conforme a mais recente versão das normas ASTM, denominada ASTM-E1820. As variáveis avaliadas influentes do comportamento das curvas de J-R, incluem o incremento de propagação de trinca e o número de pontos de dados de carga versus deslocamento. Também foi analisada a efetividade do método de normalização quando comparada com a técnica de variação de flexibilidade elástica. Os resultados desta pesquisa mostraram que a normalização é uma metodologia confiável e muito simples, tão logo a programação de software seja desenvolvida, para ser aplicada em uma vasta variação de comportamentos mecânicos como amostrados neste estudo. / In this research, results from Reese; Schwalbe (1993) linear normalization methodology for deriving J-R curves are compared to those obtained from the traditional unloading elastic compliance technique. Both methodologies were applied to a nuclear grade steel A508-CL3A. Several miniaturized 0.394TC[S] specimens, were tested at typical NPV operating temperatures. Small scale testpieces were heat treated aiming to simulate the embritlemment exhibited by the structural steel when submitted to different levels of neutron exposure, whereas other specimens were tested in the as-received condition. All experimental and analytical procedures employed in this study have been fully computerized, including data acquisition, data refinement and J-R curve plotting, when the guidelines supplied by most recent version of ASTM standard for J-R curves, namely ASTM-E1820, were followed. The assessed variables affecting J-R curves behavior comprised crack propagation increment, number of load-Ioad line displacement data points, and it was also analyzed the agreement of the normalization method when compared to the compliance technique. Research results have shown that linear normalization is a trustworthy and very simple methodology to be applied in a vast range of mechanical behavior as sampled in this study, as long as computer programming is employed.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e aplicação de espécimes SE(T) em aço API X60 para avaliação de integridade estrutural em dutos condutores de gás e petróleo, o qual consiste na implantação de três técnicas que forneçam as curvas de resistência à propagação dútil de trincas, curvas J-Rs. As metodologias utilizadas foram a da variação da flexibilidade elástica, da queda de potencial elétrico e da normalização linear da carga, nas quais duas análises são verificadas para obtenção da área plástica abaixo da curva de carregamento. A primeira, através da medida do deslocamento da linha de carga e a segunda, pelo deslocamento do extensômetro colocado na boca da trinca. Foram ensaiados corpos de prova SE(T) com trincas rasa (a/W = 0,2) e profunda (a/W = 0,5) e os resultados obtidos permitiram observar a iniciação da propagação por rasgamento dúctil e discutir os limites das metodologias aplicadas. Os resultados mostraram que é possível obter as curvas J-Rs medindo o deslocamento na boca da trinca, podendo-se converter os deslocamentos de CMOD em deslocamentos do LLD. Foi constatada também que a técnica de normalização linear da carga é a que possibilitou o menor tempo de preparação e execução do ensaio, por utilizar apenas a medição do CMOD e não necessitar da realização dos descarregamentos. A variação da flexibilidade elástica é uma técnica rápida e confiável e não sofre alterações devido às delaminações. Já a técnica de queda do potencial elétrico se mostrou a mais consistente para o caso de a/W = 0,5, porém no caso de trincas curtas, a plasticidade desenvolvida na frente da trinca influencia nas medições causando imprecisões. As curvas J-Rs são deslocadas para a esquerda quando o tamanho inicial de trinca é reduzido, isto é, ocorre um aumento na energia de iniciação da propagação, JIC. / This work presents the development and application of SE(T) type specimen for structural integrity evaluation of pipeline steels used for gas and oil transportation, and it consists of the implementation of different techniques to provide the crack growth resistance curves, J-R curves. The methodologies used for crack growth measurement were: the elastic compliance, the electrical potential drop and the linear normalization techniques. Two techniques to provide the plastic area, Apl under the load versus displacement curve were used to evaluate Jpl, one based on the load line displacement, LLD, and the other based on the crack mouth opening displacement, CMOD. SE(T) specimens with two different initial crack size, denominate as shallow crack (a0/W = 0.2) and deep crack (a0/W = 0.5). The obtained results allowed the determination of the ductile tearing initiation point and to discuss the limits of the methodologies applied. It was proved be possible to get J-R curves using only one extensometer to measure the CMOD, which provides both crack size and Apl. The linear normalization technique is the one that provided the lower preparation and testing time, since there is no need of multiples unloading for crack growth measurement. The elastic compliance is a very easy, fast and reliable technique, and it is not sensible to the effect of the occurrence of delaminations, as it was the linear normalization technique. The electrical potential drop technique proved to very consistent for a0/W = 0.5, however in the case of shallow cracks the developed plasticity at the crack tip affected the measurements. The J-R curves were displaced to the left as the initial crack size is reduced, this is, there is an increase in the energy for crack tearing initiation, JIC.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento e aplicação de espécimes SE(T) em aço API X60 para avaliação de integridade estrutural em dutos condutores de gás e petróleo, o qual consiste na implantação de três técnicas que forneçam as curvas de resistência à propagação dútil de trincas, curvas J-Rs. As metodologias utilizadas foram a da variação da flexibilidade elástica, da queda de potencial elétrico e da normalização linear da carga, nas quais duas análises são verificadas para obtenção da área plástica abaixo da curva de carregamento. A primeira, através da medida do deslocamento da linha de carga e a segunda, pelo deslocamento do extensômetro colocado na boca da trinca. Foram ensaiados corpos de prova SE(T) com trincas rasa (a/W = 0,2) e profunda (a/W = 0,5) e os resultados obtidos permitiram observar a iniciação da propagação por rasgamento dúctil e discutir os limites das metodologias aplicadas. Os resultados mostraram que é possível obter as curvas J-Rs medindo o deslocamento na boca da trinca, podendo-se converter os deslocamentos de CMOD em deslocamentos do LLD. Foi constatada também que a técnica de normalização linear da carga é a que possibilitou o menor tempo de preparação e execução do ensaio, por utilizar apenas a medição do CMOD e não necessitar da realização dos descarregamentos. A variação da flexibilidade elástica é uma técnica rápida e confiável e não sofre alterações devido às delaminações. Já a técnica de queda do potencial elétrico se mostrou a mais consistente para o caso de a/W = 0,5, porém no caso de trincas curtas, a plasticidade desenvolvida na frente da trinca influencia nas medições causando imprecisões. As curvas J-Rs são deslocadas para a esquerda quando o tamanho inicial de trinca é reduzido, isto é, ocorre um aumento na energia de iniciação da propagação, JIC. / This work presents the development and application of SE(T) type specimen for structural integrity evaluation of pipeline steels used for gas and oil transportation, and it consists of the implementation of different techniques to provide the crack growth resistance curves, J-R curves. The methodologies used for crack growth measurement were: the elastic compliance, the electrical potential drop and the linear normalization techniques. Two techniques to provide the plastic area, Apl under the load versus displacement curve were used to evaluate Jpl, one based on the load line displacement, LLD, and the other based on the crack mouth opening displacement, CMOD. SE(T) specimens with two different initial crack size, denominate as shallow crack (a0/W = 0.2) and deep crack (a0/W = 0.5). The obtained results allowed the determination of the ductile tearing initiation point and to discuss the limits of the methodologies applied. It was proved be possible to get J-R curves using only one extensometer to measure the CMOD, which provides both crack size and Apl. The linear normalization technique is the one that provided the lower preparation and testing time, since there is no need of multiples unloading for crack growth measurement. The elastic compliance is a very easy, fast and reliable technique, and it is not sensible to the effect of the occurrence of delaminations, as it was the linear normalization technique. The electrical potential drop technique proved to very consistent for a0/W = 0.5, however in the case of shallow cracks the developed plasticity at the crack tip affected the measurements. The J-R curves were displaced to the left as the initial crack size is reduced, this is, there is an increase in the energy for crack tearing initiation, JIC.