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Previous issue date: 2016-02-29 / Capes / O transporte de petróleo e seus derivados é uma atividade que requer muito cuidado, não
somente pelo custo elevado dos produtos, mas também pelo seu potencial de causar graves
acidentes. Um dos modos de transporte mais utilizados e seguros para esse tipo de operação são
os dutos metálicos, tanto para prospecção quanto para o transporte. Inspeções periódicas em
dutovias são fundamentais para detecção de danos físicos e avaliação da corrosão. A corrosão
por sua vez, se trata de um processo natural que pode ser controlado e retardado, mas não
eliminado. Portanto a inspeção das linhas é fundamental para obter dados sobre os defeitos de
corrosão e assim avaliar a resistência dos dutos corroídos, visando uma operação segura das
linhas. Para realizar as avaliações de integridade estrutural de dutos, vários métodos podem ser
empregados. Os Métodos Analíticos Semi-Empíricos, que embora geralmente fornecem
resultados muito conservativos implicando em parada prematura das linhas com defeitos de
corrosão, ainda são largamente utilizados pois geram resultados seguros com razoável rapidez.
Os Métodos Numéricos, particularmente o Método dos Elementos Finitos (MEF), têm gerado
resultados com excelente acurácia em relação aos ensaios experimentais, mas não são tão
empregados devido à complexidade de uso, que implica em uma análise demorada e
necessidade de profissionais especializados para sua utilização. Na literatura são encontrados
vários trabalhos sobre a avaliação da integridade de dutos corroídos com carregamento
exclusivo de pressão interna. Em contrapartida, foram desenvolvidos poucos estudos acerca da
avaliação de resistência de dutos sob carregamento combinado de pressão interna com outros
tipos de carregamento. Com as recentes demandas de produção e exploração onde os dutos
podem transportar fluídos de alta temperatura sob pressão, torna-se cada vez mais necessário
levar em conta os fenômenos termomecânicos acoplados. Esse trabalho se propõe a estudar
dutos com defeitos de corrosão interagentes sob carregamento combinado de pressão interna e
cargas térmicas através do MEF para mostrar a importância da consideração das cargas térmicas
para avaliar a integridade de dutos corroídos. Ao fim das análises, foi constatado que as cargas
térmicas podem reduzir significativamente a pressão de falha de dutos corroídos, com perdas
percentuais até 8,86%, quando é aplicado uma temperatura relativa de 100°C. Por fim mostrouse
que a consideração das cargas térmicas influencia significativamente a integridade estrutural
de dutos corroídos, principalmente para dutos com defeitos de corrosão com comprimento total
longo e/ou profundos. / The transport of oil and its derivatives is an activity that requires special attention, not only due
to the high costs of the goods, but also for its potential to cause serious accidents. One of the
safest modes to realize exploration and transport operations is the use of metallic pipes. Periodic
inspections of pipes are critical to detect injury and to evaluate the action of corrosion.
Corrosion is a natural process that can be controlled and delayed but not completely avoided.
Proper inspection and monitoring of the lines are critical to obtain data of the corrosion defects
and assess the structural resistance of corroded pipes, thus allowing safe operation of the lines.
To assess the structural integrity of pipes, various methods can be employed. The Semi-
Empirical Analytical Methods, which usually provide very conservative results resulting in
premature shutdown of the lines with corrosion defects, are still widely used as they generate
quickly reliable results. The numerical methods, particularly the Finite Element Method (FEM),
have generated results with excellent accuracy compared to experimental tests, but are not very
employed yet due to the complexity of use, which involves time-consuming analysis and
specialized professionals. On one hand, several papers about the evaluation of the integrity of
corroded pipes with internal pressure loading can be found in the literature. On the other hand,
few studies have been developed about the integrity of pipes submitted to combined loading,
such as internal pressure with other types of loads. With the recent demands of production and
exploration, where pipes can transport high temperature fluids under pressure, it becomes
increasingly necessary to take into account the coupled thermo-mechanical phenomena. This
work aims to study the integrity of pipes with interacting corrosion defects under combined
load composed by internal pressure and thermal loads. The MEF is used to perform the
numerical analysis and to show the importance of considering the thermal loads to evaluate the
integrity of corroded pipes. It was highlighted that the thermal loads can significantly reduce
the failure of corroded pipe pressure, by percentage losses up to 8.86% when considering a
relative temperature of 100°C. Finally it was shown that the consideration of the thermal loads
in the models significantly influences the structural integrity of corroded pipes, particularly for
those with long total length and/or deep corrosion defects.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/17128 |
| Date | 28 February 2016 |
| Creators | SILVA, Elder Soares da. |
| Contributors | SILVA, Nadège Sophie Bouchonneau |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Mecanica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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