Resumen

El artículo propone una variante para resolver el problema de la reducción de las tensiones residuales longitudinales en la región cerca de la raíz de una junta soldada circunferencial de la sección de la tubería de vapor por simulación FEM del estado de tensión-deformación de la sección reparada de una soldadura circunferencial en la zona de falta de penetración de la raíz en una cáscara de pared delgada de 89 mm de diámetro y 6 mm de espesor de pared de acero 20. El resultado de la resolución del problema es la distribución total de tensiones y deformaciones plásticas residuales en la zona reparada.

INTRODUCCIÓN

Las tensiones residuales y deformaciones en la región próxima a la raíz de las soldaduras circunferenciales de tuberías de vapor con falta de penetración en la raíz permitida por la norma deben determinarse, en primer lugar, para evaluar la resistencia estática de las soldaduras y predecir la propagación de una grieta aguda natural desde un extremo de falta de penetración en la soldadura.

La propagación de este tipo de grietas en las soldaduras circunferenciales puede provocar el fallo de la soldadura y daños en la tubería de vapor.

Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, el estudio de las tensiones residuales de soldadura en las juntas circunferenciales de tuberías de vapor con defectos circunferenciales similares a grietas y la evaluación de su resistencia estática es un problema científico-técnico relevante y significativo.

Para la fabricación de las tuberías tecnológicas de vapor se utilizan, por regla general, aceros 20 de 89, 159 y 219 mm de diámetro con 6 mm de espesor de pared.

La composición química y las propiedades mecánicas del acero 20 se muestran en las tablas 1 y 2.

Las investigaciones mostraron una zona de tensiones residuales de soldadura de tracción que aparecen sobre la falta de penetración en la zona cercana a la raíz de la soldadura circunferencial. Estas tensiones abren las caras de la grieta y favorecen su propagación en profundidad en el espesor de la pared de la tubería de vapor [1].

Se utilizó el método de los elementos finitos (MEF) para resolver el problema planteado. Se simuló un revestimiento de pared delgada con la geometría necesaria y se realizaron cálculos con este método para diversas variantes de la tecnología de soldadura por arco manual, a saber, soldadura de una, dos y tres pasadas [2].

• Materias:Tensión residual Soldadura Acero Método de elementos finitos Tuberías
• Subjects:Residual stress Welding Steel Finite element method Piping
• Palabras claves:Acero; Soldadura; Tensión; Tubería de vapor; Resistencia estática de las soldaduras
• Keywords:Steel; Weld; Stress; Steam pipeline; Static strength of welds