INTEMA   05428
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CIENCIA Y TECNOLOGIA DE MATERIALES
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Modelado constitutivo y simulación numérica de colapso por pandeo de “liners” de polietileno de alta densidad (HDPE) por presión externa
Autor/es:
FEDERICO RUEDA; PATRICIA MARIA FRONTINI; JUAN PABLO TORRES
Lugar:
Puerto Iguazú
Reunión:
Congreso; 13er Congreso Internacional en Ciencia y Tecnología de Metalurgía y Materiales; 2013
Institución organizadora:
SAM CONAMET
Resumen:
El colapso por presión externa en “liners” poliméricos utilizados en el transporte de agua o petróleo es un tipo de falla muy común. A altas presiones de operación los polímeros disuelven gases (CO2 y CH4) del crudo, que irremediablemente permean a través del espesor del “liner”. Esto genera que luego de un tiempo de servicio puedan colapsar en ejercicios de descompresión durante períodos de revisión de las tuberías. Modelos analíticos, como Glock o Jacobsen permiten predecir una presión de colapso, pero su validez para materiales poliméricos es limitada, dado que fueron originalmente planteados para metales. Se basan en modelos constitutivos sencillos: elástico y elastoplástico ideal. Por otro lado, no reproducen la curva experimental completa de presión ni son versátiles para evaluar la influencia de defectos geométricos, siempre presentes en componentes reales. En este trabajo se evaluó un modelo constitutivo avanzado, el Three Network Model (TNM), para la simulación del colapso por pandeo de “liners” de Polietileno de alta densidad (HDPE) por presión externa. Los parámetros del modelo constitutivo se determinaron mediante ensayos uniaxiales de compresión y tracción a diferentes velocidades. Las simulaciones se realizaron mediante el Método de Elementos Finitos (FEM) mediante el software ABAQUS 6.10, considerando una sección de tubería en 2D, en un estado de deformación plana. El colapso se simuló considerando la inyección de fluido en la cavidad comprendida entre la superficie interna del tubo receptor de acero y la externa del “liner” de HDPE, mediante la utilización de elementos hidrostáticos. Las simulaciones se realizaron a diferentes velocidades de solicitación, variando el caudal de fluido inyectado en la cavidad. Se obtuvieron diferentes curvas de colapso que permitieron proponer una relación matemática entre el caudal de fluido y la presión de colapso.