Modelo de Previsão da Vida Útil por Fadiga de Soldas em Tanques de Armazenamento de Petróleo Bruto com Injeção de Água em Alta Pressão

O modelo de previsão da vida útil por fadiga de soldas em tanques de armazenamento de petróleo bruto com injeção de água em alta pressão utiliza principalmente o‌ método da tensão estrutural‌, calculando a tensão real através da força/momento nos nós da solda, combinando a curva SN e a teoria de dano cumulativo linear de Miner para avaliar a vida útil. Os parâmetros chave incluem a tensão residual de soldagem (relacionada ao processo), o coeficiente de concentração de tensão (a cada aumento de 0,1, a vida útil diminui 15%-20%) e o impacto da corrosão ambiental (em ambientes de forte corrosão, a vida útil é apenas 1/3 da normal).

Na aplicação prática, é necessário considerar o caminho de transferência de carga dinâmica e a degradação das propriedades do material, como demonstrado no caso de equipamentos de petróleo e gás em águas profundas. O modelo quantifica o impacto da amplitude de tensão através da curva S-N (com fator de segurança) e integra fatores como tensão residual e mudanças geométricas abruptas, com um controle de erro inferior a 15%.

As dificuldades técnicas residem em: 1) O desvio dos parâmetros de soldagem de materiais diferentes deve ser ≤5%; 2) O ambiente corrosivo requer correção por testes acelerados; 3) Sob tensão multiaxial, é necessário introduzir um modelo de mecânica da fratura. Após a aplicação deste modelo em um tanque de armazenamento de 100.000 m³, o desvio entre a vida útil prevista e a medida foi