In the oil and gas industry, brownfield projects focus on the modification of or addition to an existing production facility that is fully operational and operating. Welding is typically avoided on these projects. The drilling of holes in existing primary structural elements is also prohibited. Clamped connections are often used when adding additional services in a brownfield project. There are different types of clamped connections utilized when a new structural support must be attached to an existing vertical structural pipe. The short bolt clamped connection is a well-established connection and typically used on offshore projects. The U-bolt clamped connection is an alternative connection, although its use in the offshore oil and gas industry is not as well documented. The main drawback to using the U-bolt clamp connection is the lack of a well researched and vetted design methodology. A preliminary analysis methodology is proposed in this thesis. The material, fabrication, installation, and maintenance of both the short bolt connection and U-bolt connection will also be discussed. The following thesis will end with recommendations for moving forward.

Neste trabalho foi desenvolvido o material e o processo de fabricação, que possibilitasse a fabricação de grampo de feixes de mola para veículos comerciais leves, médios e pesados, sem a necessidade de aplicação de tratamentos térmicos como têmpera e revenido. Assim, foram desenvolvidos/analisados cinco tipos de aço com adição de cromo, níquel e silício que possibilitassem a conformação a frio do grampo, garantindo as propriedades mecânicas requeridas pelos grampos, tais como: resistência à tração (900 MPa mín.), limite de escoamento (720 MPa mín.), alongamento(10% min.) e dureza(24-32 HRC). Os aços desenvolvidos exibiram uma microestrutura composta de grãos de perlita e ferrita, sendo que o tamanho de grão perlítico (ASTM) entre 9 a 11 foi obtido pela adição dos elementos de liga alumínio e vanádio que atuaram como refinadores de grão. A avaliação das propriedades mecânicas foram realizadas segundo a norma ASTM A-370 e os corpos de prova foram ensaiados em um sistema dinâmico MTS 810. As análises microestruturais dos aços, após a deformação a frio, foram realizadas por meio de microscopia ótica e eletrônica de varredura, com o objetivo de se identificar a deformação a frio nas áreas desejadas. A validação final do aço e do processo de fabricação do produto foi obtida após a conclusão do ensaio de fadiga que foi realizado em temperatura ambiente, sob carregamento cíclico tração-tração com R = 0,1 e freqüência de 30 Hz, onde a metodologia Probabilidade acumulada da falha (Weibull) foi utilizada para auxiliar na conclusão final do projeto. Foi observado que o aço tipo-4 com adição de cromo (0,21%) apresentou o melhor resultado em fadiga. / In this present work the steel and the production process was developed, in order to produce U-Bolts to light, medium and heavy commercial vehicles, without any heat treatment, such as heating and tempering. Thus, this search of five types of steel with chrome, nickel and silicium addictions for the U-Bolts cold forming, assuring the mechanical properties required, as, strength (900 MPa min), yield stress (720 MPa min), elongation (10% min) and hardness (24-32 HRC). The developed steel exhibited a microstructure composed by perlite and ferrite, with the perlite grain size (ASTM) from 9 to 11, as aluminum and vanadium acted as grain size refiners. The evaluation of the mechanical properties was made according to ASTM A-370 and the samples tested in a dynamic system MTS 810. The microstructure analyses of the steel after cold forming were made using optical and scanning eletronic microscopic, in order to identify the cold forming process. For the steel and the production process validation a techniques fatigue test. They were carried out under a load-controlled (tensile-tensile), R = 0,1 and 30 Hz frequency, using the Weibull statistic method, to the final conclusion of he project. Type-4 steel with chrome addiction (0,21%) presented the best result in the fatigue test.

Neste trabalho foi desenvolvido o material e o processo de fabricação, que possibilitasse a fabricação de grampo de feixes de mola para veículos comerciais leves, médios e pesados, sem a necessidade de aplicação de tratamentos térmicos como têmpera e revenido. Assim, foram desenvolvidos/analisados cinco tipos de aço com adição de cromo, níquel e silício que possibilitassem a conformação a frio do grampo, garantindo as propriedades mecânicas requeridas pelos grampos, tais como: resistência à tração (900 MPa mín.), limite de escoamento (720 MPa mín.), alongamento(10% min.) e dureza(24-32 HRC). Os aços desenvolvidos exibiram uma microestrutura composta de grãos de perlita e ferrita, sendo que o tamanho de grão perlítico (ASTM) entre 9 a 11 foi obtido pela adição dos elementos de liga alumínio e vanádio que atuaram como refinadores de grão. A avaliação das propriedades mecânicas foram realizadas segundo a norma ASTM A-370 e os corpos de prova foram ensaiados em um sistema dinâmico MTS 810. As análises microestruturais dos aços, após a deformação a frio, foram realizadas por meio de microscopia ótica e eletrônica de varredura, com o objetivo de se identificar a deformação a frio nas áreas desejadas. A validação final do aço e do processo de fabricação do produto foi obtida após a conclusão do ensaio de fadiga que foi realizado em temperatura ambiente, sob carregamento cíclico tração-tração com R = 0,1 e freqüência de 30 Hz, onde a metodologia Probabilidade acumulada da falha (Weibull) foi utilizada para auxiliar na conclusão final do projeto. Foi observado que o aço tipo-4 com adição de cromo (0,21%) apresentou o melhor resultado em fadiga. / In this present work the steel and the production process was developed, in order to produce U-Bolts to light, medium and heavy commercial vehicles, without any heat treatment, such as heating and tempering. Thus, this search of five types of steel with chrome, nickel and silicium addictions for the U-Bolts cold forming, assuring the mechanical properties required, as, strength (900 MPa min), yield stress (720 MPa min), elongation (10% min) and hardness (24-32 HRC). The developed steel exhibited a microstructure composed by perlite and ferrite, with the perlite grain size (ASTM) from 9 to 11, as aluminum and vanadium acted as grain size refiners. The evaluation of the mechanical properties was made according to ASTM A-370 and the samples tested in a dynamic system MTS 810. The microstructure analyses of the steel after cold forming were made using optical and scanning eletronic microscopic, in order to identify the cold forming process. For the steel and the production process validation a techniques fatigue test. They were carried out under a load-controlled (tensile-tensile), R = 0,1 and 30 Hz frequency, using the Weibull statistic method, to the final conclusion of he project. Type-4 steel with chrome addiction (0,21%) presented the best result in the fatigue test.