Desenvolvimento de metodologia para análise de tensões em armaduras de tração de dutos flexíveis

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Silva, Daniel Saraiva da
• Orientador(a): Clarke, Thomas Gabriel Rosauro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Análise de tensões; Tubos flexíveis
• Palavras-chave em Inglês: Stress state; Structural integrity; Flexible pipe; Tensile armour
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/247749

A integridade estrutural de dutos flexíveis para transporte de petróleo e gás é uma preocupação constante devido ao elevado grau de criticidade deste tipo de componente. Do ponto de vista de resistência mecânica, uma das partes mais importantes que compõem um duto flexível é a armadura de tração, sendo fundamental para a avaliação de seu desempenho em campo o pleno conhecimento de seu estado tensão efetiva atuante. A tensão efetiva é a tensão total que atua na estrutura e é dada pelo somatório da tensão residual e da tensão aplicada. Devido à alta complexidade do processo de fabricação e montagem da armadura de tração o valor da tensão efetiva pode variar bastante dependendo do material e dos parâmetros de produção. Esta é uma informação de extrema relevância e de grande interesse para o setor, visto que, o estado de tensão pré-existente na armadura de tração deve ser levado em consideração na concepção de novos projetos, qualificação de novas linhas ou na avaliação de linhas já existentes visando a extensão de sua vida útil. Este cenário, aliado a ausência de estudos mais completos em avaliação experimental do estado de tensões em dutos flexíveis motivou a realização deste trabalho, cujo objetivo principal foi desenvolver uma metodologia para análise experimental de tensões na armadura de tração de dutos flexíveis. O trabalho está divido em três etapas que são: proposta de metodologia de análise de tensão; validação da metodologia através de ensaios em amostras de escala reduzida submetidas a condições controladas de carregamento; e aplicação da metodologia em amostras de escala real, segmentos de dutos flexíveis retirados de campo. Para o desenvolvimento da análise de tensões foram aplicados o método do furo cego (MFC), difração de raios-X (DRX) e o monitoramento de deformações com uso de extensômetros de resistência elétrica (ERE). Esta metodologia se mostrou eficiente e capaz de determinar de forma distinta os diferentes tipos de tensões atuantes na armadura de tração. O estudo revelou a existência de linhas de dutos flexíveis com diferentes níveis de tensão, em alguns casos com valores na ordem da tensão de escoamento do material.