Análisis de falla por fractura en gasoductos

Abstract

El control de la integridad de gasoductos es un objetivo básico de todos sus operadores. La presencia de defectos y fisuras es un aspecto fundamental a tener en cuenta en el aseguramiento de la vida útil de la cañería, libre de pérdidas o rupturas, a partir del momento de su inauguración y durante décadas de funcionamiento. Por este motivo es usual especificar la realización de monitoreos y controles de fractura en función de las condiciones de carga, propiedades de la línea y de los materiales empleados. El presente trabajo resume los estudios de fractura mecánica realizados en la cañería de un gasoducto próximo a la Ciudad de Córdoba, Argentina, basándose en datos técnicos y resultados de ensayos de muestras obtenidas con este fin. La cañería fue construida en los años 60 mediante tubos construidos mediante soldadura SAW de arco sumergido en forma helicoidal. De acuerdo con estudios actuales realizados sobre las muestras obtenidas del gasoducto, presenta tramos con defectos internos en la zona de soldadura por falta de penetración y fisuras. Partiendo del objetivo primario que motiva el trabajo, esto es, la verificación de la seguridad de la cañería, se abordan aspectos técnicos del problema desde una visión general y se discuten distintas formas de enfocar la situación de fatiga y fractura. Estos enfoques comprenden un análisis de falla por fractura mecánica de la cañería a partir de los defectos observados en las muestras y su modelación por el método de elementos finitos, y un estudio de la posibilidad de propagación de fisuras existentes hasta llegar a condición de falla debida a la acción de cargas fluctuantes. En el enfoque de análisis de falla por fractura, se utilizan modelos planos y tridimensionales de complejidad creciente, definidos a partir de los resultados parciales obtenidos. Se compara además con casos típicos de la literatura, para investigar la validez de las hipótesis realizadas y la aplicabilidad de soluciones prácticas de diseño. Además se realiza una serie de análisis paramétricos que ayudan a comprender la relevancia relativa de la gran cantidad de factores involucrados. A pesar de las limitaciones impuestas por la dificultad en conocer exhaustivamente la magnitud de los defectos existentes en la cañería, el estudio constituye una herramienta que permite la toma de decisiones respecto de la factibilidad de iniciación de fractura y la eventual necesidad de la ejecución de tareas de mantenimiento y protección de la cañería.