Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3801_1.pdf: 5181378 bytes, checksum: dc67c4f39bc6a91e46c8fca687d06ce1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os dutos para transporte de petróleo e gás são um dos meios mais seguros e que menos agridem ao meio-ambiente, além de possuírem uma alta eficiência e produtividade. Mesmo tendo uma capacidade excepcional, eles são uma grande fonte de preocupação das companhias petrolíferas e estão sujeitos a diversos tipos de defeitos, dentre os quais o que mais se destaca são os defeitos causados por corrosão. Então, para que uma malha dutoviária opere com segurança, faz se necessário monitorar continuamente ela, para que defeitos encontrados sejam analisados de maneira rápida e confiável, verificando-se assim a integridade estrutural da região afetada. Neste contexto, a análise computacional pelo Método de Elementos Finitos (MEF) tem-se mostrado uma poderosa e eficiente ferramenta na avaliação estrutural de dutos com defeitos causados por corrosão, pois os resultados obtidos pelo método são mais rápidos e econômicos do que os conseguidos pelo método experimental, e bem mais precisos do que os obtidos pelos métodos analíticos. Ampliar com segurança a vida útil dos dutos transformou- se para os engenheiros uma tarefa fundamental e muito importante. Este trabalho teve como proposta, o desenvolvimento de um programa que automatizasse a geração de modelos computacionais identificados de defeitos utilizando malhas estruturadas e não estruturadas (malhas mistas) no mesmo modelo, através da implementação de funções escritas em linguagem de programação PCL (Patran Commando Language) e adicionadas ao programa PIPEFLAW (Cabral, 2007) desenvolvido pelo grupo PADMEC. Também foram construídos modelos computacionais de dutos com defeitos de corrosão com geometria irregular. Para a criação dos modelos foi empregado o programa comercial de pré e pósprocessamento MSC.PATRAN. Depois de concluídos, todos os modelos foram avaliados estruturalmente através da realização de análises não-lineares. Para esta etapa utilizou-se o programa comercial de simulação numérica o solver ANSYS. Por fim, são apresentados alguns exemplos de modelos de dutos gerados automaticamente, que utilizam malha mista, pelo programa PIPEFLAW. Os resultados dessas análises numéricas realizadas são comparados com resultados empíricos, numéricos e experimentais quando disponíveis na literatura. Também são apresentados alguns exemplos de modelos de dutos com defeitos de corrosão com geometria irregular construídos, e os resultados das análises numéricas realizadas nestes modelos para o estudo de suas capacidades estruturais

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7950_1.pdf: 7976216 bytes, checksum: f3253e3ea18bf74d50c49bd3c0818e5f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / A segurança operacional da malha de dutos de transporte de hidrocarbonetos é uma grande preocupação de todas as companhias de petróleo, devido aos imensos danos econômi-cos, sociais e em termos da imagem da companhia que um acidente de grande porte com um duto pode causar. Esta malha deve ser monitorada continuamente e problemas encontrados devem ser avaliados de forma confiável, a fim de analisar o comprometimento da integridade estrutural do duto e permitir que reparos necessários sejam realizados com segurança, antes que estes defeitos causem um acidente. No caso de defeitos causados por corrosão, a análise computacional com o Método dos Elementos Finitos (MEF) tem se mostrado uma das ferra-mentas mais eficientes para a avaliação correta da integridade estrutural de dutos com defei-tos. Estas ferramentas permitem considerar diretamente os fenômenos físicos envolvidos no processo de falha do duto resultando assim em resultados mais precisos que os encontrados por meio de modelos semi-empíricos e bem mais rápidos e econômicos que os obtidos através de experimentos em laboratório. A análise via o MEF, no entanto, requer uma grande especialização e um treinamento específico que não são característicos de todos os engenheiros de tubulações. O processo para a criação de bons modelos computacionais para um defeito, que inclui a modelagem fiel da geometria deste defeito e a geração de uma malha apropriada, demanda uma interação manual constante do engenheiro, é demorado e muito repetitivo, e por estas razões muito propenso a erros. Normalmente, este procedimento é repetido desde o início para cada novo problema analisado, em um patente desperdício de recursos humanos qualificados. A principal proposta deste trabalho foi desenvolver um conjunto de ferramentas com-putacionais que produzem automaticamente modelos de dutos com defeitos, prontos para se-rem analisados em programas comerciais que implementam o MEF, a partir de alguns parâ-metros que localizem e forneçam as dimensões principais do defeito ou de uma série de de-feitos. Estas ferramentas são baseadas no programa comercial de pré e pós-processamento MSC.PATRAN e foram produzidas por meio da linguagem de programação PCL (Patran Command Language). O programa de geração automática de modelos (denominado programa PIPEFLAW) tem interface gráfica simplificada e personalizada, de forma que um engenheiro, com noções básicas de simulação computacional com elementos finitos, possa gerar rapida-mente modelos que resultem em simulações precisas e confiáveis. A realização das análises não-lineares foi feita por meio de um script implementado na linguagem de programação PYTHON a partir do qual toda a análise é gerenciada através da execução automática de tarefas pré-determinadas. Assim, a cada iteração da análise, o sol-ver ANSYS é acionado pelo script e em seguida, os resultados gerados durante aquela iteração são lidos e interpretados pelo script possibilitando que os critérios de convergência e incremento de carga, pré-definidos pelo usuário, sejam aplicados automaticamente, diferen-temente do procedimento usual quando se ativa os critérios de convergência e de incremento de carga determinados pelo solver . Por fim, são apresentados alguns exemplos de modelos de dutos gerados automatica-mente pelo programa PIPEFLAW. Os resultados de análises numéricas, realizadas utilizando as ferramentas desenvolvidas neste trabalho, são comparados com resultados empíricos, nu-méricos e experimentais disponíveis na literatura com o objetivo de validar as ferramentas aqui apresentadas