[pt] COMPORTAMENTO DE AÇO ESTRUTURAL API 5L X65 APÓS EXPOSIÇÃO AO HIDROGÊNIO: UMA ABORDAGEM BASEADA NA FRATURA DÚCTIL

Aços ARBL são cada vez utilizados na construção de linhas de dutos (pipelines) devido aos benefícios de pressões de linha mais elevadas, redução de peso do tubo, e, principalmente, diminuição dos riscos de falhas estruturais. Entretanto, tais tubos, em serviço offshore, podem ser fragilizados pela presença de H2S no fluido transportado. Sendo assim, esta pesquisa estudou a influência do hidrogênio no comportamento à fratura do aço API 5L X65 por ensaios de tenacidade à fratura (CTOD e Integral J) no aço com e sem hidrogênio a – 30 Graus Celsius, o que possibilitou uma análise comparativa das duas condições. Pelos parâmetros CTOD e Integral J, se verificou ausência de redução da tenacidade à fratura do aço X65, uma vez que os valores dos parâmetros citados para a condição mais severa de hidrogenação foram similares àqueles encontrados na condição de referência. O efeito degradante provocado pelo hidrogênio foi associado a uma maior propagação de trinca durante os ensaios de tenacidade. Isto indica que o hidrogênio pode causar efeitos contraditórios no comportamento à fratura do material que estão relacionados ao tipo de investigação realizada para análise do comportamento mecânico do material (macroscópica ou microscópica), da microestrutura e às variáveis experimentais adotadas nos ensaios, tais como taxa de deformação, concentração de hidrogênio e nível de tensões.HSLA steels are increasingly used in the construction of pipelines due to its excellent mechanical properties, resulting in adjustments to higher line pressures, weight reduction of the tube, and mainly risk decrease of structural failure. However, such pipes, when in offshore operation, can be embrittled by the presence of H2S in the transported fluid. So that, this research aimed to study the influence of hydrogen on the fracture behavior of API 5L X65 steel with and without hydrogen at –30 Celsius Degree, which enabled a comparative analysis of the two conditions. Based on the CTOD and J Integral parameters, it was found that there was no reduction in the toughness of the X65 steel, since the CTOD and J related to the most severe hydrogenation conditions were similar to those found in the reference condition. The degrading effect caused by hydrogen was associated with a higher crack propagation during the toughness tests. This indicates that hydrogen can cause contradictory effects on the fracture behavior of the material. The discrepant effects are related to the type of research undertaken to analyze the mechanical behavior of the material (macroscopic or microscopic), microstructure and experimental variables adopted during the tests, such as strain rate, hydrogen concentration, stress levels

AVALIAÇÃO DA ABSORÇÃO DE ENERGIA DE IMPACTO: UMA ABORDAGEM BASEADA EM TESTES COM ESTRUTURAS SIMILARES

Diversas estruturas projetadas pelo homem estão suscetíveis a impacto e quando se menciona impacto mecânico, pensa-se em um esforço de natureza dinâmica, na qual a carga é aplicada repentinamente e rapidamente. O impacto é um fenômeno de bastante complexidade, pois estão envolvidos o módulo da força, duração da aplicação desta e velocidade do impacto, além do comportamento mecânico do material. O impacto pode ser encontrado em diversas situações, entre elas se pode citar o projeto de ferramentas, explosões, artilharia, segurança no armazenamento de substâncias perigosas, colisões entre meios de transporte tais como aeronaves, carros, trens, etc. O carregamento aplicado associado à velocidade fornece o que é chamado de energia de impacto, que dependendo de sua amplitude pode provocar grandes prejuízos estruturais, ao meio ambiente ou ainda ao ser humano. Por isso devem-se prover meios de absorção desta energia para reduzir suas consequências. O comportamento da estruturas mecânicas submetidas ao impacto é um tema de bastante relevância e atualmente vem sendo frequentemente discutido devido às colisões de veículos. Neste trabalho, foram realizadas simulações de carregamentos dinâmicos em estruturas similares representando componentes veiculares através do método de elementos finitos seguidos de testes de impacto por queda de peso com medição das deformações, registradas por um extensômetros conectado a um sistema de aquisição de sinais, de modo a se estabelecer um método para cálculo da energia absorvida pela estrutura.Several man-made structures are susceptible to impact forces. Mechanical impact is associated with an effort of dynamic nature, in which the load is suddenly and quickly applied. Impact is a complex phenomenon, because of the intensity of the force, duration of its application, and impact speed involved, which influence the mechanical behavior of the material. Impact can be found in several situations, e.g. in tool design, explosions, artillery, safety systems for dangerous substance storage, collisions between transport vehicles such as aircraft, cars, trains, etc. The applied loading associated to high speeds supplies the so-called impact energy. Depending on its intensity, impact can cause large structural damage, to the environment, or even to a human being. Therefore, ways to absorb this energy must be provided to reduce its consequences. The behavior of mechanical structures submitted to impact is a highly relevant issue. Nowadays, it is frequently discussed in the context of vehicle collisions. In this work, simulations of dynamic loading are carried through, in similar structures representing components of a vehicle, through the Finite Elements Method. Impact tests using a drop weight machine are performed to measure deformations using strain gauges connected to a system signal acquisition system, in order to establish a method to calculate the impact energy absorbed by the structure