Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-01-17T13:29:49Z No. of bitstreams: 1 2013_RafaelNunesTorres.pdf: 5160938 bytes, checksum: fec103fb947fa3b37dd68e8d66e36f3f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-02-05T12:55:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RafaelNunesTorres.pdf: 5160938 bytes, checksum: fec103fb947fa3b37dd68e8d66e36f3f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-05T12:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RafaelNunesTorres.pdf: 5160938 bytes, checksum: fec103fb947fa3b37dd68e8d66e36f3f (MD5) / Tubos flexíveis são produtos utilizados pela indústria petrolífera para produção e transporte de petróleo de poços submarinos até plataformas e FPSO's (Floating Production Storage and Offloading). Esses tubos podem ser compostos por diversas camadas metálicas, poliméricas e/ou compósitos que podem ou não possuir contato entre si. Uma dessas camadas é a armadura de pressão, que é uma fita de aço intertravada responsável pela resistência à pressão interna. O intertravamento permite liberdade de movimento relativo entre as partes em contato. As tensões de contato podem se tornar significativas devido aos esforços atuantes no tubo. Esse movimento pode gerar desgaste entre as superfícies da armadura de pressão, o que se agrava na presença de partículas arrancadas das mesmas, caracterizando o desgaste abrasivo. Utilizou-se nesse trabalho uma técnica de cálculo do coeficiente de desgaste chamada de desgaste micro-abrasivo por esfera rotativa. Esse tipo de desgaste forma na superfície uma cratera esférica. Com base nas características de ensaio e com o diâmetro superficial da calota obtêm-se o coeficiente de desgaste. As características de projeto exigem que o material base da armadura de pressão possua uma certa ductibilidade, característica que vai na contramão da resistência ao desgaste. Foram utilizadas duas técnicas de tratamentos térmicos de forma a avaliar suas influências no coeficiente de desgaste do material. São elas, o tratamento criogênico (24 horas a -196°C) e nitretação a plasma (10 e 30 horas, a 70%N), comumente utilizados em ligas metálicas para aumentar a resistência ao desgaste. Além do coeficiente de desgaste, foi feita a avaliação da microdureza Vickers, análises comparativas micro-estruturais. Em relação aos testes de desgaste abrasivo, as nitretações à plasma reduziram o coeficiente de desgaste e aumentaram a dureza nas regiões próximas à superfície, entretanto o tratamento criogênico não se mostrou eficiente na redução do coeficiente de desgaste e no aumento da microdureza. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Flexible pipes are materials used by the Oil and Gas industry for production and transportation of oil from subsea wells to platforms and FPSO (Floating Production Storage and Offloading). These tubes can be composed by polymeric, metallic and/or composites materials layers which may have contact with each other. One of these layers is the armor pressure, which is a helical interlocked steel tape responsible for the resistance to internal pressure. Due to the interlocking, surfaces are in contact under tension and because of the pipe flexibility the surfaces have relative motion. This movement can cause wear between the surfaces which worsens the presence of particles torn off these surfaces, characterizing abrasive wear. The micro abrasive tests by rotating ball were carried out to obtain the wear resistance of the armour pressure. The abrasive wear coefficient is calculated using the diameter of the ball, the surface crater and the velocity parameters adjusted for each test. Due to design features of the pipe, the base material of the armour pressure should be a ductile material, which does not have a high wear resistance. In order to obtain better performances of wear cryogenic treatment (24 hours at 196°C) and plasma nitriding (10 and 30 hours, atmosphere of 70%N) were carried out; both treatments are commonly used for increase wear resistance in metallic alloys. In addition to the treatments, were performed the Vickers micro hardness and the micro structural characterization. In relation to the abrasive wear tests, the plasma nitriding treatments reduced the wear coefficient and raised the micro hardness (HV0,3) near the surface region, but the cryogenic treatment doesn't achieved the expected result on reducing the wear coefficient and on raising the micro hardness.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-05-03T16:50:05Z No. of bitstreams: 1 2017_AnaCarolinaGonzagaPires.pdf: 14621803 bytes, checksum: 89ff4418a4d67533d568f6edde88ade2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-08T23:08:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AnaCarolinaGonzagaPires.pdf: 14621803 bytes, checksum: 89ff4418a4d67533d568f6edde88ade2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T23:08:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AnaCarolinaGonzagaPires.pdf: 14621803 bytes, checksum: 89ff4418a4d67533d568f6edde88ade2 (MD5) Previous issue date: 2017-05-08 / Danos em tubos enterrados pressurizados podem causar acidentes graves, com perdas materiais significativas e não raramente perdas de vidas. Neste contexto, esta dissertação investiga o desempenho de geossintéticos aplicados como elementos de reforço com a finalidade de reduzir a magnitude dos esforços atuantes sobre dutos enterrados. Para isso, foram realizados experimentos em laboratório em escala em modelo (escala 1:4), para determinar a influência da presença do reforço inserido num maciço com duto enterrado, submetido a sobrecargas superficiais. O desenvolvimento do estudo foi conduzido com a construção de um aterro experimental em uma caixa de ensaio (1500 mm x 1000 mm x 500 mm), com areia fina à média, contendo tubo de aço carbono enterrado e geossintético no interior do maciço, sob diferentes arranjos geométricos. A sobrecarga foi aplicada na superfície do aterro por meio de uma placa rígida, com largura de 100 mm, simulando condições de deformação plana. A avaliação do comportamento das tensões verticais e horizontais no maciço e das deformações do duto foi possível devido à instalação de células de tensões totais em torno do duto e a instrumentação do tubo com extensômetros elétricos ao longo da sua seção transversal central. Foram realizados ensaios sem reforço e reforçados com diferentes tipos de reforços sob três configurações geométricas. Os resultados obtidos mostraram um aumento do carregamento final aplicado à superfície do maciço de aproximadamente 40% em comparação com a situação não reforçada. Foram também observadas reduções significativas nas tensões verticais transmitidas ao solo próximo do tubo, dependendo da configuração de reforço utilizada. Além disso, observou-se que a presença do reforço causou uma redução nas tensões de compressão no topo e na base do tubo de até 74% em comparação com a situação sem a presença do reforço. / Damages in buried pressurized pipes can cause serious accidents with significant material losses and, not rarely, human life losses. In this context, this dissertation investigates the performance of geosynthetics as reinforcing elements aiming at reducing the magnitude of loads transferred to buried pipes. Laboratory experiments were carried out under reduced scale (scale 1:4), in order to assess the influence of the geosynthetic in reducing the loads on a buried pipe due to surface surcharges. The study was conducted in a test box (1500 mm x 1000 mm x 500 mm), using fine to medium sand, a steel pipe and geosynthetic reinforcement with different geometrical arrangements. The surface surcharge was applied by a 100 mm wide rigid plate, under plane strain conditions. Vertical and horizontal stresses n the soil mass, as well as strain in the pipe were measured by total stress cells and strain gauges glued to the pipe surface. Tests with different reinforcements and installation arrangements were executed. The results obtained showed increases of up to 40% in the bearing capacity of the soil due to the presence of the reinforcement layer. The reinforcement also caused significant reductions in vertical stresses around the pipe. Compressive strains at the crest and bottom of the pipe of up to 70% were obtained with the use of reinforcement.