p Uma pequena disparidade entre um modelo matemático estabelecido para prever o comportamento do crescimento de fissuras de fluência em materiais em ambientes de alta temperatura e os dados reais levou o Dr. Warwick Payten a reavaliar a abordagem e revisar o modelo. p Em pesquisa publicada em Mecânica de Fratura de Engenharia , Payten compartilhou um modelo revisado para prever as taxas de crescimento de fluência que foi validado em uma variedade de materiais.

p "Ser capaz de prever com mais precisão o crescimento de rachaduras em componentes reais é altamente útil porque permite estender potencialmente a vida útil de plantas industriais e convencionais, usinas de energia solar e nuclear com confiança, "disse Payten, pesquisador sênior do ciclo do combustível nuclear.

p "Os engenheiros e aqueles de nós que trabalham com mecânica de fratura sabem há muitas décadas que as equações atuais desenvolvidas na década de 1980 por Nikbin Smith e Webster (NSW) são excessivamente conservadoras, "Payten adicionado.

p As equações NSW foram derivadas de trabalho matemático original feito na década de 1960 por Hutchinson Rice e Rosengren (HRR).

p Na equação NSW para determinar o crescimento de trinca de deformação plana, que é usado em todos os códigos de engenharia, você multiplica o crescimento da fissura de tensão plana por um fator multiaxial de 30 ou 50. Isso produz uma estimativa alta de falha, ou vida operacional mais curta para o componente.

p "Quando você usa um fator de 30 ou 50 na equação, pode produzir um resultado que diz que você tem que aposentar a peça em três anos, quando na realidade é mais provável que dure 30 anos, "disse Payten.

p "Embora Nikbin tenha criado outro método que usava um fator entre três e oito, era difícil de usar e dependia de como você interpretava um ângulo crítico.

p "Por causa dessa disparidade entre o modelo e a expectativa de vida real, Decidi adotar uma nova abordagem. Tive uma ideia porque tudo o que usamos é baseado na ductilidade. Em vez de ductilidade, Eu olhei para as energias. Voltei para as equações HRR originais, a fim de fazer uma avaliação com base na quantidade de energia nos campos singulares associados à propagação de trincas, "disse Payten.

p Usando as tabelas de logaritmo originais do papel HRR e o modelo de danos Lemaitre, Payten foi capaz de calcular a energia para cada um dos campos singulares.

p "Quando eu fiz tudo isso, o fator caiu em 2,9, que arredondei para três. Isso sugeriu que o fator pelo qual multiplicamos seria três e não 30 ou 50, o que é uma diferença significativa.

p "Se você quiser ser conservador, vá para seis. Mas agora sabemos que não é 30."

p Depois de testar e validar o novo modelo em uma variedade de materiais diferentes, incluindo carbono, aços, aços inoxidáveis, inconels e superligas, os materiais usados ​​para construir reatores de energia atuais e futuros, Payten disse estar confiante de que o modelo pode ser usado quase universalmente.

p Payten recomenda que as equações universais de crescimento de fissuras e o código FEA sejam alterados para fornecer uma previsão mais realista da vida útil do componente.

p “Será particularmente importante para plantas de ciclo combinado, estações de energia solar, e plantas convencionais que agora estão em ciclo, portanto, as plantas não precisam ser retiradas muito cedo por causa de previsões imprecisas de taxas de crescimento de rachaduras. "

p As novas equações foram adicionadas ao componente de 'crescimento de rachaduras' do RemLife, um software inovador desenvolvido pela Payten e distribuído pela ALS Global. A ferramenta calcula os danos que os componentes da estação de energia sustentam durante os ciclos de operação e pode ser usada para prever por quanto tempo a planta pode operar com segurança.