Cap 8 Integridad

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Niveles de Análisis
Es tolerable
el defecto?
Es tolerable
el defecto?
Es tolerable
el defecto?
 Se justifica
otro análisis?
 Se justifica
otro análisis?
NIVEL I
ACEPTARRECHAZAR
NIVEL II
NIVEL III
DnV Off Shore
Ejemplos de Códigos y MdeF
PFilosofía de diseño para fallas
< Falla segura
– Leak before break
< Vida segura
PSelección de materiales
4IN
.
6IN
.
6IN
.
12IN.
1FT.
2FT.
5-8 Ksi
Limite de tensión
CAT
FTP
Tensión de fluencia
FTE
Plástico
Elástico
NDT NDT+20 NDT+40 NDT+60
Temperatura [ºC]
σys
σu
¾σys
½σys
¼σys
Tensión
a
PNDT: Restringiendo la temperatura de servicio por encima
de NDT, se previene la iniciación de fracturas debidas a
pequeñas grietas (menores de 1"), con tensiones que no
superen la de fluencia.
PFTE (Fracture Transition Elastic): Está situada a NDT + 33 C
(NDT + 60 F). Restringiendo la temperatura de servicio por
encima de FTE se asegura el arresto de las fisuras de
cualquier tamaño, siempre que las tensiones no excedan las
de fluencia.
PFTP (Fracture Transition Plastic): Esta situada a NDT + 67 
C (NDT + 120 F). Restringiendo la temperatura de servicio
por encima de FTP, se asegura que sólo es factible fractura
totalmente dúctil.
PLa curva inferior que une los puntos NDT, FTE y FTP,
denominada CAT (Crack Arrest Temperature) define la
relación entre nivel de tensiones, tamaño de fisura y
temperatura de arresto de las mismas. A la derecha de la
curva CAT, toda fisura que se propaga es arrestada.
Diagrama de Pellini 
Para Diferentes Espesores
4IN
.
6IN
.
6IN
.
12IN.
1FT.
2FT.
5-8 Ksi
Limite de tensión
FTP
NDT NDT+20 NDT+40 NDT+60 NDT+80 NDT+100
Temperatura (EC)
FTEσys
½σys
¼σys
¾σys
σu Tensión
ESPESOR GRANDE
a
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
-240 -200 -160 -120 -80 -40 0 40 80 120 160 200
Temperatura relativa para RT ((T-RT NDT)) EF
KIR
KIR = 26.78+1.233exp(0.0145(T-RT NDT+160))
KIR = Factor de intensidad de tensiones de referencia
312.5250 375 437.5 500
Yield stress [N/ mm²]
CTOD [mm]
PCurva de Diseño de CTOD
PFailure Assessment Diagram
PMétodo EPRI
PEngineering Treatment Method (ETM)
2
y
matKC
_
a









m











y
matC
_
a 

m






 25.0
y 
2
1
=C



2
y 2
1=C








Defecto tolerable
Otros materiales
Aleaciones de aluminio
Aceros ferriticos e inoxidables
10
1
0.01
0.1
101010
1
0.1
C
y
TABLA III
Localización de la
fisura
Condición de la
soldadura
Tensiones a
considerar
Remota de
concentración de
tensiones
stress relivered F
as welded F + Fy
Adyascente a
concentración de
tensiones
stress relivered SCF x F
as welded (SCF x F) + Fy
Tensiones Residuales a ser Consideradas en la Curva
de Diseño
Defectos no Pasantes
0.01
0.1
1
0.01 0.1 1.0
B
2C
2a
P
a/C
a/(2(P+a) ó a/B
00.20.40.60.80.99
FISURA EMBEBIDA
0.01
0.1
1
0.01 0.1 1.0a/B
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
B
2C
a
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0 .001 .002 .003 .004 .005 .006
Deformación axial máxima aplicada
CTOD=0.010" 
CTOD=0.005"
Interacción de Defectos
2c1 2c2
Existe interacción si:
s < c1 + c2
El tamaño del defecto es
ae = a2
2ce = 2c1 + s + 2c2
2c2
s1
CLASE 1
s1 < c1 + c2Y
s2 < a1 + a2
2ae = 2a1 + s2 + 2a2
2ce = 2c1 + s1 + 2c2
2c1
2c2s1
CLASE 3
s1 < c1 + c2Y
s2 < a1 + a2/2
ae = 2a1 + s2 + a2
2ce = 2c1 + s1 + 2c2
2c
d < a
ae = d + 2a
2ce = 2c
CLASE 4
2c1 s1
2c2
s3
s1 < c2 + c1
y
s3 < a1 + a2
2de = 2a3
2ce = 2c1 + s1 + 2c2
CLASE 5
CLASE 2
1.0
1.0
Incremento del
tamaño del defecto a
Kr
Sr
Incremento de la
tensión de fluencia
Incremento en KIC
POpción 1: Un Diagrama FAD tipo lower Bound, de uso universal,
que puede ser usado en situaciones donde no está disponible la curva
tensión-deformación del material
POpción 2: Se construye un Diagrama FAD específico para el
material bajo análisis a partir de los datos de la curva tensión-
deformación
POpción 3: Para cuando se ha realizado un análisis de J de la
geometría.
Método EPRI
Método ETM
Equilibrio estable
Equilibrio inestable
a
σ
δ5 = δy {Fmax/Fy}1/n
F=Fy
δ5 = K2 / Eσy