Avaliação e adequação do método do furo cego para extensão da profundidade de caracterização de tensões em armaduras de tração de dutos flexíveis

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Daniel Saraiva da
• Orientador(a): Clarke, Thomas Gabriel Rosauro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Tubos flexíveis; Tensão superficial; Análise de tensões
• Palavras-chave em Inglês: Hole drilling method; Residual stress; Tensile armor wires; Flexible pipeline
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/257517

O método do furo cego (MFC) se apresenta como técnica protagonista para medição de tensões em arames da armadura de tração (AT) de dutos flexíveis (DF) devido as suas vantagens de aplicação, tais como, portabilidade, grande volume de informação obtida, baixo custo e tempo de execução. Entretanto, as dimensões reduzidas dos arames da AT de DF restringem os limites de profundidade de medição do MFC até 0.8 mm a partir da superfície do componente, conforme norma ASTM E-837 (2020). Conhecer o estado de tensão destes arames em maiores profundidades é uma informação de extrema relevância do ponto de vista de integridade estrutural, principalmente no que se refere a propagação de trincas de corrosão sob tensão (SCC). O objetivo principal do trabalho é estender a profundidade de medição do MFC em arames da AT de DF através da correção do método de cálculo das tensões a partir do uso de coeficientes de calibração específicos para a geometria dos arames. Neste trabalho, é apresentado um estudo numérico parametrizado que avalia a variação da geometria e das condições de carregamento de um componente nos coeficientes de calibração do MFC. Com base neste estudo, são determinados coeficientes de calibração específicos para arames da AT de DF. Além disto, uma proposta para correção do cálculo de tensões a partir de um novo coeficiente de calibração é apresentada. Para validação experimental, foi desenvolvida uma metodologia que permitiu a obtenção de amostras de arames da AT de DF, livre de tensões residuais. Estas amostras foram submetidas a condições de carregamentos conhecidos de tração, flexão e torção dentro do regime linear elástico, o que possibilitou a comparação entre resultados teóricos e experimentais. Amostras com um padrão de tensões residuais conhecido também foram geradas com a finalidade de estabelecer um comparativo entre as técnicas de medição do MFC convencional, MFC estendido e de difratômetria de raios X. Por fim, a metodologia para extensão de profundidade de medição pelo MFC foi aplicada em arames da AT de um DF em escala real. Os resultados obtidos demostraram a viabilidade para extensão da profundidade de medição do MFC até profundidades de 2,4 mm, superando os limites estabelecidos da norma.