Avaliação das tensões induzidas nos fios da armadura de tração de dutos flexíveis durante a montagem de conector do tipo foldless

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Franz, Matheus
• Orientador(a): Borges, Marcelo Favaro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Tubos flexíveis; Tensão residual; Fadiga (Engenharia)
• Palavras-chave em Inglês: Flexible pipes; Foldless conector; Tensile armor; Residual stresses; Fatigue
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/274147

A produção de petróleo e gás em alto mar é diretamente dependente do comportamento mecânico dos equipamentos que fazem parte dos sistemas de exploração e produção. Desta forma, a garantia de integridade de componentes críticos dessa cadeia de produção é de suma importância. Dentre os equipamentos críticos utilizados, os dutos flexíveis figuram como uma das principais alternativas para o escoamento da produção dos poços para as unidades flutuantes de produção. Estes, ainda, são a principal forma de transporte utilizada na extração de petróleo e gás em alto mar no território brasileiro, águas profundas e ultraprofundas. O acervo de estudos sobre risers, dutos flexíveis que são submetidos a carregamentos cíclicos durante operação, revelam a existência de uma região crítica de falha por fadiga destes equipamentos, a região de suas terminações. Tal criticidade pode ser explicada pela deformação plástica imposta aos fios das armaduras de tração dos dutos durante o processo de terminação destes em acessórios específicos. Baseado nessas condições conhecidas de dano, foram desenvolvidos diversos estudos relacionados e com objetivo em comum, de reduzir os efeitos deletérios oriundos do processo de montagem de conectores. Dentre os trabalhos de maiores relevâncias, o estudo que propôs um novo conceito de conector surgiu com o objetivo de reduzir os danos ocasionados pela deformação plástica por meio da eliminação da etapa de dobramento dos fios do processo de montagem. Seguindo essa linha, o presente trabalho avaliou de forma qualitativa e quantitativa o processo de montagem do conector do tipo foldless. Com duas abordagens, experimental e numérica, foram mapeadas as etapas e possíveis prejuízos a integridade dos fios causados pela manipulação destes (durante o processo de montagem dos conectores em suas extremidades), em diferentes condições. Os resultados obtidos demonstraram que apesar do modelo de conector ter um conceito com foco na melhoria de desempenho à fadiga, o processo de montagem é pouco robusto devido a seu caráter manual e com pouco controle, e por conta dessas limitações de processo a dobra dos fios não é totalmente eliminada. Ainda, o trabalho apresenta condições e melhorias de projeto e processo que convergem para um resultado menos agressivo aos fios das armaduras de tração visando um ganho na vida em fadiga destes equipamentos.