Navegação por Revista "Frattura ed Integrità Strutturale"

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  • IPEN-DOC 24309

    CUNTO, GABRIEL G. de; ANDRADE, ARNALDO H.P. de ; MONTEIRO, WALDEMAR A. . Application of Leak-Before-Break concept in 316LN austenitic steel pipes welded using 316L. Frattura ed Integrità Strutturale, n. 41, p. 332-338, 2017. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.41.44

    Abstract: The paper presents a study of the application of Leak-Before-Break (LBB) concept in a relatively small-diameter high energy reactor coolant line, where it is proposed type AISI 316LN to be used as base material welded with type AISI 316L coated electrode considering a pipe with diameter of 273 mm. The pipe material was characterized in terms of tensile test with Ramberg-Osgood analyses and fracture toughness tests with J-Resistance curve determination, considering base material, weld joint and heat affected zones. For the mechanical properties found in tensile tests and using the PICEP software, were determined the leak rate curves versus crack sizes, to determine the size of a detectable leakage crack, and the critical crack sizes, considering failure by plastic collapse. For the critical crack sizes found in weld, which presented the lowest toughness, J-Integral analysis was performed considering failure by tearing instability. Results show a well-defined mechanical behavior where base material has a high toughness, weld has a low toughness, and HAZ showed intermediate properties. For the load limit analysis, the lowest critical crack size was found for base material presenting circumferential cracks. For J-Integral analysis, it was demonstrated that failure by tearing instability will not occur.

    Palavras-Chave: cracks; fracture mechanics; heat affected zone; leaks; materials testing; mechanical properties; mechanical tests; nuclear power plants; pipes; stainless steel-316l; tensile properties; welding

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  • IPEN-DOC 24327

    RICARDO, LUIZ C.H. . Crack propagation by finite element method. Frattura ed Integrità Strutturale, v. 43, p. 57-78, 2018. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.43.04

    Abstract: Crack propagation simulation began with the development of the finite element method; the analyses were conducted to obtain a basic understanding of the crack growth. Today structural and materials engineers develop structures and materials properties using this technique. The aim of this paper is to verify the effect of different crack propagation rates in determination of crack opening and closing stress of an ASTM specimen under a standard suspension spectrum loading from FD&E SAE Keyhole Specimen Test Load Histories by finite element analysis. To understand the crack propagation processes under variable amplitude loading, retardation effects are observed.

    Palavras-Chave: fatigue; simulation; finite element method; crack propagation

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  • IPEN-DOC 26463

    SILVA, ISRAEL G.F. da; ANDRADE, ARNALDO H.P. de ; MONTEIRO, WALDEMAR A. . Leak-Before-Break methodology applied to different piping materials: a performance evaluation. Frattura ed Integrità Strutturale, v. 13, n. 50, p. 46-53, 2019. DOI: 10.3221/IGF-ESIS.50.06

    Abstract: This paper presents a study of the application of Leak-Before- Break (LBB) to nuclear piping using three different materials. Although had been introduced more than three decades ago, through a fundamentally technical justification, the LBB concept currently has been widely applied in nuclear installations projects in several countries. Based on the fracture mechanics, the LBB concept considers that a leakage from a crack can be detected before it reaches a critical size that implies the pipe failure, that is, the LBB analysis demonstrates through a technical justification that the probability of pipe rupture is extremely low. Among the aspects that involve the application of LBB, the main ones are: the definition of the material properties, which are obtained through tensile and fracture tests; the leakage analysis, which determines the rate of leakage due to the presence of a through-wall crack; and the analysis that verifies if the crack is stable considering the failure modes by ductile tear and plastic collapse. The materials SA-508 Cl. 3, SA-106 Gr. B and SA-376-TP304 were evaluated in relation to their performances for LBB. Data obtained from literature cases were used for the materials properties, and for the geometry and loadings of the pipe, all corresponding to the primary circuit of a PWR reactor. After application of the LBB, it was verified that all three materials met the limits established in the methodology. SA-508 Cl. 3 and SA-376-TP304 steels showed the best performance for ductile tear failure and plastic collapse failure, respectively, and SA-106 Gr. B steel had the lowest performance in both. All three materials presented plastic collapse as the most likely failure mode. In general, SA-376-TP304 steel presented the best performance for the LBB among the three materials evaluated in this work.

    Palavras-Chave: leaks; pipes; performance; materials; pwr type reactors; fracture mechanics; fracture properties; steels; carbon steels; stainless steel-304; stainless steels

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Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

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Ano de publicação: 2015

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1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.