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Tubos de aço de grande diâmetro, baixa espessura e alta resistência
mecânica, possuem tendência à formação de rugas no lado compressivo do
curvamento (intrados) ao serem curvados a frio. A presente dissertação descreve
os principais códigos de projeto nacionais e internacionais, quanto à presença de
rugas provenientes desse tipo de curvamento em dutos, e propõe um ângulo para o
qual há a formação do enrugamento. Os códigos internacionais mostram-se
conservadores quanto à presença de rugas nos tubos curvados, uma vez que o
enrugamento é uma mudança geométrica que, a princípio, gera concentração de
tensões e susceptibilidade à ocorrência de falhas por fadiga. Esta dissertação faz
uso do método de elementos finitos para modelar a formação do enrugamento e
determinar fatores de concentração de tensões, nestas regiões, para carregamentos
de pressão interna. Os fatores encontrados são comparados com resultados
encontrados na literatura e utilizados no cálculo contra a fadiga por meio de
diferentes métodos: Markl, inclinações universais de Manson e ASME seção VIII
divisão 2. Neste estudo foram utilizados tubos de aço estrutural API X70 com
razão diâmetro espessura (D/t) variando de 20 a 100, modelados por meio do
software Abaqus(r). Foram obtidas curvas com ângulo de 4°/diâmetro e
enrugamentos severos, com razão entre a altura da ruga e o diâmetro do tubo
(d/D) da ordem de 6,5% e fator de concentração de tensão chegando a 1,89. Os
modelos de tubo enrugado não apresentaram falha na resistência mecânica à
pressão interna aplicada, quando esta é suficiente para obtenção de tensão
circunferencial nominal equivalente a 100% do limite de escoamento do material.
Os resultados de vida em fadiga para os diferentes métodos aplicados variam de
acordo com o método utilizado, mas todos apresentam redução na vida do tubo
com presença de enrugamento severo. O estudo propõe que se utilize para o
cálculo da vida em fadiga um procedimento conservador que associa o fator de
concentração de tensão determinado por Rosenfeld com o método de cálculo
contra a fadiga recomendado pelo código ASME VIII. O estudo sugere ainda, que
sejam realizadas novas análises de forma a considerar o efeito Bauschinger e a
instabilidade à flexão do modelo não avaliados no presente trabalho.
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