Análisis de Elementos Finitos de Fatiga en Oleoductos Offshore con Grietas Circunferenciales Internas y Externas
Autores: Olamide, Ayodeji; Bennecer, Abdeldjalil; Kaczmarczyk, Stefan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Análisis de Elementos Finitos de Fatiga en Oleoductos Offshore con Grietas Circunferenciales Internas y Externas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Fatiga de vida útil
Oleoductos en alta mar
Grietas en la superficie
Integridad estructural
Factor de intensidad de esfuerzo
Crecimiento de grietas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La vida útil por fatiga de los oleoductos en alta mar con grietas superficiales circunferenciales semi-elípticas a menudo se subestima. Sin embargo, una predicción precisa de la integridad estructural del oleoducto es importante para prevenir tiempos de inactividad innecesarios y costosos, fallos que conducen a fugas o derrames del contenido del oleoducto al entorno circundante, y en última instancia, mejorar la fiabilidad del oleoducto. La estimación del crecimiento de grietas en oleoductos bajo cargas variables depende en gran medida del cálculo de los parámetros que impulsan la grieta, como el factor de intensidad de tensión y el desplazamiento de apertura de la punta de la grieta (CTOD) utilizando el integral J en 3D o su equivalente. Este artículo presenta un estudio numérico para predecir la vida útil por fatiga de las grietas en tuberías, determinando el integral J que incluye las primeras y segundas derivadas del campo de desplazamiento para tuberías que contienen una variedad de grietas superficiales circunferenciales. Un segmento de tubería se carga estructuralmente y se evalúan los factores de intensidad de tensión (SIF) utilizando el método de elementos finitos (FEM). Basado en los resultados, una curva de número de ciclos hasta el fallo muestra una vida útil más larga de aproximadamente un 5% en comparación con lo que se había predicho anteriormente para una tubería con grietas superficiales externas semi-elípticas. Además, indican que las grietas cortas externas son más peligrosas que la grieta superficial interna larga, lo que requiere una evaluación más temprana.
Descripción
La vida útil por fatiga de los oleoductos en alta mar con grietas superficiales circunferenciales semi-elípticas a menudo se subestima. Sin embargo, una predicción precisa de la integridad estructural del oleoducto es importante para prevenir tiempos de inactividad innecesarios y costosos, fallos que conducen a fugas o derrames del contenido del oleoducto al entorno circundante, y en última instancia, mejorar la fiabilidad del oleoducto. La estimación del crecimiento de grietas en oleoductos bajo cargas variables depende en gran medida del cálculo de los parámetros que impulsan la grieta, como el factor de intensidad de tensión y el desplazamiento de apertura de la punta de la grieta (CTOD) utilizando el integral J en 3D o su equivalente. Este artículo presenta un estudio numérico para predecir la vida útil por fatiga de las grietas en tuberías, determinando el integral J que incluye las primeras y segundas derivadas del campo de desplazamiento para tuberías que contienen una variedad de grietas superficiales circunferenciales. Un segmento de tubería se carga estructuralmente y se evalúan los factores de intensidad de tensión (SIF) utilizando el método de elementos finitos (FEM). Basado en los resultados, una curva de número de ciclos hasta el fallo muestra una vida útil más larga de aproximadamente un 5% en comparación con lo que se había predicho anteriormente para una tubería con grietas superficiales externas semi-elípticas. Además, indican que las grietas cortas externas son más peligrosas que la grieta superficial interna larga, lo que requiere una evaluación más temprana.