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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-06222025-164852


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
TARICA, GABRIELE
URN
etd-06222025-164852
Titolo
Comportamento a fatica di componenti per compressori centrifughi con microdifetti in presenza di idrogeno
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA MECCANICA
Relatori
relatore Prof. Valentini, Renzo
relatore Prof. Monelli, Bernardo Disma
correlatore Dott. Grossi, Tommaso
Parole chiave
  • fatica
  • fatigue
  • Hollow
  • hydrogen
  • idrogeno
  • microdifetti
  • short cracks
Data inizio appello
25/07/2025
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
25/07/2095
Riassunto
La tesi si propone di studiare l'effetto sulla vita a fatica che l'idrogeno e i microdifetti hanno su un acciaio ad alta resistenza. I livelli di caricamento studiati sono elevati, si rientra quindi nella fatica oligociclica e le prove sono pertanto eseguite in controllo di deformazione.
Con l'obbiettivo di definire un metodo che riduce i costi delle prove, si è deciso di utilizzare i provini Hollow che permettono la pressurizzazione interna del provino con il gas in esame. In questo modo si evitano prove eseguite in autoclave che oltre ad essere costose necessitano di sofisticati sistemi di sicurezza.
Dalle prove di fatica si sono ricavate le curve deformazione vs numero-di-cicli-a-rottura. Queste curve sono utili per determinare gli effetti di idrogeno e microdifetti sulla vita a fatica e permettono una migliore progettazione di componenti in acciaio che devono operare a contatto con l'idrogeno.
In ultimo sono stati studiati possibili modi per utilizzare i provini Hollow anche per misure di FCGR. In particolare non essendo possibile una misura diretta della lunghezza della cricca è stato necessario cercare, a partire da articoli in letteratura, un modo per eseguire una misura indiretta che avesse un'accuratezza sufficiente a rilevare lunghezze delle cricche intorno al millimetro.

The aim of this thesis is to study the effect of hydrogen and microdefects on the fatigue life of a high-strength steel. The loading levels investigated are high, thus falling within the low-cycle fatigue regime, and the tests were therefore conducted under strain control.
With the goal of developing a cost-reducing testing method, hollow specimens were chosen, as they allow internal pressurization with the test gas. This approach eliminates the need for autoclave testing, which is not only expensive but also requires sophisticated safety systems.
From the fatigue tests, strain vs. number-of-cycles-to-failure curves were obtained. These curves are useful for determining the effects of hydrogen and microdefects on fatigue life and support better design of steel components intended to operate in hydrogen environments.
Finally, possible ways to use hollow specimens for fatigue crack growth rate (FCGR) measurements were investigated. Since direct measurement of crack length is not feasible in this configuration, an indirect measurement method with sufficient accuracy to detect crack lengths around one millimeter was sought based on literature studies.
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