Análisis de grietas
Una Metodología para Determinar la Probabilidad de Falla de Grietas en Oleoductos Combinando Mecánica de la Fractura e Inteligencia Artificial Indistintamente de la metodología de análisis de grietas, ya sea empleando modelos analíticos o numéricos, varios aspectos deben tenerse en cuenta al momento de llevar a cabo un análisis de grieta basados en la mecánica de fractura.
Secuencia de cargas. El espectro de carga en general es empleado en el análisis de crecimiento de fractura, definiendo ciclos de carga. Para ello se emplea técnicas de conteo de ciclos, siendo el Rainflow Counting Algorithm el mas empleado. Sin embargo, en el análisis de crecimiento de fractura el efecto de la secuencia de aplicación de carga no está totalmente definido. Criterios basados en la experiencia en el análisis de problemas similares deben ser aplicados.
Ley de crecimiento de fractura. Si bien la Ley de Paris es el modelo mas empleado en el análisis de crecimiento de fractura, no se tiene en definitiva un único modelo generalizado que sea aplicable a todos los casos. Se ha propuesto extensiones al modelo de Paris con el fin de tener en cuenta aspectos como el factor R, DKth y KIc, entre otros y no solo la amplitud de carga y el fenómeno de cierre de fractura, que pueden llegar a tener una alta influencia en la velocidad de propagación de una fractura. Debe escogerse la ley de crecimiento de fractura mas apropiada al problema bajo análisis.
Incertidumbre de los parámetros. La caracterización la geometría de una fractura, la medición de sus dimensiones y las propiedades mecánicas del material, tales como tenacidad a la fractura KIc, m, C, resulta en la mayoría de las veces difíciles de establecer. Existe una alta influencia en los parámetros de entrada en la predicción de la velocidad de crecimiento de la fractura. Por ello, el empleo de técnicas basadas en análisis estocásticos y probabilidad de falla deben ser utilizadas en los análisis.
Detección de fractura. En este mismo sentido, la resolución de los sistema de inspección juega un papel critico en la detección temprana de fractura. Sin embargo, siempre existirán limitaciones para detectar fracturas por debajo de una dimensiones mínimas, lo cual puede afectar la definición apropiada de ventanas de inspección en el tiempo.
Análisis determinístico o estocástico?
El análisis estocástico de grietas basado en la mecánica de fractura ofrece la posibilidad de tener en cuenta la incertidumbre en la información. Presión de operación, dimensiones de grieta y propiedades mecánicas, adecuadamente representadas a través de distribuciones de estadísticas, permiten determinar la probabilidad de falla de grietas en tuberías, permitiendo obtener resultados menos conservadores y mas reales en comparación con los análisis determinísticos. La metodología propuesta para determinar la probabilidad de falla de una grieta en tuberías de oleoductos se basa en el uso de una Inteligencia Artificial, que ha sido entrenada con probabilidades de falla de grietas analizadas mediante análisis estocástico. De esta manera se obtiene un sistema experto que permite determinar, de manera rápida, la criticidad de grietas detectadas a partir de información ILI.