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Aplicação da mecânica da fratura em simulações de danos por irradiação de vasos nucleares internamente pressurizados

Processo: 97/05652-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 1997
Vigência (Término): 30 de novembro de 1999
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:José Ricardo Tarpani
Beneficiário:José Ricardo Tarpani
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Integridade estrutural   Mecânica da fratura

Resumo

No trabalho aqui proposto a Mecânica da Fratura Elasto-Plástica (MFEP) é utilizada na avaliação do mais promissor tratamento térmico para indução de fragilização de aços estruturais de grau nuclear, simulando-se assim os danos por irradiação sofridos em serviço pelos vasos de potência nuclear do tipo PWR ("Pressurized Light Water Cooled Reactor"). Diversos níveis de fragilização de um aço A508-CL3A são obtidos através do controle das variáveis tempo e temperatura de austenitização seguida de resfriamento lento ao forno, sendo então verificados os efeitos da redução da tenacidade do aço na capacidade de carga de um vaso PWR de médio porte. No estudo, são utilizados os conceitos da Teoria da Instabilidade do Rasgamento Elasto-Plástico (TIREP) via metodologia dos diagramas de Integral-J versus Módulo de Rasgamento (J x T) [7]. Os resultados analíticos de previsão de falha do componente contendo uma trinca padrão de referência segundo o código ASME são fornecidos em termos dos níveis críticos de pressão interna do vaso, das deformações máxima e mínima alcançadas na parede do mesmo, bem como do crescimento de trinca suportado pelo componente até a sua falha. Em adição, é verificada a existência de correlação consistente entre o consagrado critério J de projeto e serviço seguros, denominado J50 e através do qual se prevêm de modo levemente conservativo as condições em que ocorre a instabilidade dúctil, e o tradicional índice de energia do patamar superior de tenacidade Charpy (Cv), que, se comprovada, simplificará sobremaneira as tarefas de inspeção periódica para avaliação de integridade estrutural de vasos nucleares. Este projeto de pesquisa envolve procedimentos que incluem: tratamentos térmicos, ensaios de tração monotônica, de tenacidades Integral-J e ao impacto Charpy, avaliações de integridade estrutural e uma completa caracterização micro-estrutural e fratográfica dos produtos da fragilização termicamente induzida. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
TARPANI‚ JR; BOSE‚ WW; SPINELLI‚ D. Backscattered electron microscopy technique enhancing stretch zone width imaging for initiation fracture toughness measurements. MATERIALS CHARACTERIZATION, v. 51, n. 2, p. 159-170, 2003.
JOSÉ R. TARPANI; MARIA H.P. BRAZ; WALDEK W. BOSE FILHO; DIRCEU SPINELLI. Microstructural and Fractographic Characterization of a Thermally Embrittled Nuclear Grade Steel: Part I - Annealing. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 5, n. 3, p. 357-364, Set. 2002.
JOSÉ R. TARPANI; MARIA H.P. BRAZ; WALDEK W. BOSE FILHO; DIRCEU SPINELLI. Microstructural and Fractographic Characterization of a Thermally Embrittled Nuclear Grade Steel: Part II - Quenching and Tempering. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 5, n. 3, p. 365-371, Set. 2002.

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