Frattura e integrità strutturale delle tubazioni

DESCRIZIONE DEL CORSO

La terra è attraversata da milioni di chilometri di tubazioni che rappresentano il sistema più efficace di trasporto di fluidi liquidi o gassosi. Poiché ogni tubazione ha verosimilmente una saldatura longitudinale ed una circonferenziale di testa, ai sistemi di tubazione restano associati milioni di chilometri di saldature che sono il sito più probabile di esistenza di difetti e, in particolare, di cricche. Per tale ragione negli anni ’60 del secolo scorso, sotto la richiesta irrinunciabile di sicurezza avanzata in campo nucleare, iniziò negli Stati Uniti una campagna di studio e ricerca sperimentale sul comportamento a frattura delle tubazioni e sui relativi metodi di analisi e calcolo. Quella campagna iniziale crebbe enormemente nei decenni successivi estendendosi in tutto il mondo ed anche in Italia dove l’ente di sicurezza nucleare, l’ENEA-DISP, dette vita al più massiccio studio teorico-sperimentale mai condotto in Europa, portando a rottura oltre 100 tubazioni, in scala reale, di acciaio al carbonio ed inossidabile, sotto la diretta responsabilità dell’Ing. Pietro Paolo Milella, docente del corso in oggetto. Da tutti quegli studi basati sulla Meccanica della Frattura Elasto-Plastica e Totalmente Plastica, nacquero e si svilupparono tre metodi fondamentali di analisi, oggi divenuti standard di progetto: 1) Net Section Collapse Method, 2) J-integral Engineering Approach e 3) R-6 Failure Assessment Method.

OBIETTIVI DEL CORSO

Scopo del corso è quello di presentare queste tre diverse metodologie di analisi e calcolo a frattura delle tubazioni con il dovuto dettaglio ed esempi di calcolo. Si tratta di un corso totalmente nuovo che non ha eguali in Italia né all’estero. Emergerà chiara la circostanza che nessun altro metodo di calcolo tradizionale è in grado di garantire l’integrità strutturale dei sistemi di tubazione sia sotto l’azione di una pressione interna che sotto quella di un momento flettente derivante, in particolare, da un sisma e dai relativi spostamenti differenziati anche introdotti durante la fase di messa in opera delle tubazioni. 

DESTINATARI DEL CORSO

Ingegneri, ricercatori e tecnici che si occupano di progettazione e calcolo strutturale di tubi e sistemi di tubazione o di recipienti in pressione di qualunque tipo, come caldaie od altro o generatori di vapore.

COMPETENZE CHE SI ACQUISISCONO

Massima capacità di progettazione dei sistemi di tubazione al di là dei limiti insiti nel calcolo convenzionale che non prevede mai l’esistenza di alcun difetto come cricche o discontinuità acute nel materiale base o in quello di saldatura. Il corso esamina sia gli aspetti tecnologici del problema che quelli del calcolo vero e proprio, pur nella ristrettezza del tempo.

PROGRAMMA

Il Corso è suddiviso in tre parti:

I Parte: Analisi dei sistemi di tubazione di qualunque spessore con il metodo del Net Section Collapse Load (NSCL) che rappresenta l’approccio più semplice ed immediato. Esempi di calcolo e prove sperimentali di appoggio.

II Parte: Analisi dei sistemi di tubazione con il metodo del J-Integral Engineering Approach che rappresenta il livello di progettazione elasto-plastica più avanzato rispetto al NSCL. Esempi di calcolo e prove sperimentali di appoggio.

III Parte: Analisi dei sistemi di tubazione con il metodo semi-empirico R-6 nella sua forma originale basata sul Crack Tip Opening Displacement (CTOD), formulazione inglese, ed in quella più avanzata derivante dall’accoppiamento con il J-Integral Engineering Approach.