Puesta a punto de un método simplificado de mecánica de fractura para la predicción de la vida útil de tuberías de polietileno

P.M. FRONTINI; F. RUEDA; L.A. FASCE

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales, 16º SAM-CONAMET; 2016

Las tuberías de polietileno son muy utilizadas en el transporte de gas, petróleo y agua. Los grados modernos de polietileno admiten diseños para un tiempo de vida de 50 años. El método clásico de clasificación de tuberías según su resistencia mínima requerida (MRS) para asegurar estos tiempos de vida, consiste en ensayos hidrostáticos sobre tuberías completas sometidas diferentes condiciones de presión y temperatura. Este método requiere de equipamiento muy costoso y ensayos de muy larga duración (uno a dos años). La Mecánica de Fractura permite caracterizar las propiedades de fractura de un determinado material a escala laboratorio para luego ser utilizadas en la predicción de vida remanente de un componente real en servicio. Bajo este concepto, existen ensayos simplificados a tensión nominal constante como el Full Notch Creep Test (FNCT) [1] o el Pennsylvania Notch Tensile Test (PENT) [2], que si bien reucen significativamente los tiempos de los ensayos hidrostáticos, demandan varias semanas de duración. En este trabajo se abordó un enfoque similar basado en conceptos de Mecánica de Fractura pero reemplazando los ensayos a carga Constante por ensayos a velocidad de desplazamiento constante. La ventaja de esta metodología es que se reducen significativamente los tiempos de ensayo. El método se aplicó sobre Polietileno de Alta Densidad (HDPE). Se realizaron experimentos usando probetas DCB a diferentes velocidades de solicitación y temperaturas de manera de obtener una caracterización completa delcomportamiento a fractura del material. Los datos obtenidos resultan útiles para predecir el tiempo de vida del componente completo.