Título: | RESISTÊNCIA DE DUTOS COM DEFEITOS USINADOS | ||||||||||||
Autor: |
JORGE LUIZ COUTINHO DINIZ |
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Colaborador(es): |
JOSE LUIZ DE FRANCA FREIRE - Orientador RONALDO DOMINGUES VIEIRA - Coorientador |
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Catalogação: | 02/AGO/2002 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||
Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=2813&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=2813&idi=2 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.2813 | ||||||||||||
Resumo: | |||||||||||||
Segundo Muhlbauer [1], 25 % dos acidentes com dutos são
causados por corrosão. Com o envelhecimento da malha
dutoviária, os acidentes tendem a ser mais freqüentes ou
seus custos de manutenção majorados. Isto porque as
metodologias atuais são, em sua maioria, demasiadamente
conservativas. Com o surgimento de novas técnicas de
inspeção e o avanço da microinformática, justifica-se o
investimento em pesquisa e no desenvolvimento de
metodologias numéricas mais fiéis ao comportamento mecânico
do defeito, mantendo a segurança dos dutos e assegurando a
competitividade econômica de suas operadoras. Neste
trabalho utilizou-se nove espécimes tubulares de aço API 5L
X60, com comprimento nominal de 2 m, diâmetro de 323 mm e
espessura de 9.53 mm. Nestes espécimes foram usinados
defeitos por eletroerosão com o objetivo de simular
corrosão. Esses defeitos tinham espessura residual de 3 mm
(30% da espessura nominal), 95.3 mm de largura (10 vezes a
espessura nominal) e comprimentos entre 250 e 525 mm. Estes
espécimes foram instrumentados com extensômetros de
resistência elétrica especiais para grandes deformações
plásticas e foram pressurizados até sua ruptura. Baseado
nas geometrias dos corpos de prova existentes construiu-se
modelos para a análise numérica. Esta análise utilizou o
elemento sólido de oito nós por exigir um tempo
computacional menor que o de 20 nós. Com relação ao
elemento de casca, o elemento sólido de 8 nós modela melhor
a geometria do defeito e o perfil de deformações
elastoplásticas ao longo da espessura. Inicialmente foram
feitas análises lineares. Estas foram seguidas de análises
não-lineares, onde utilizou-se as propriedades reais do
material de cada tubo. Os valores obtidos nestas análises
foram confrontados com os valores experimentais de
deformações elastoplásticas medidas, com o objetivo de
validar o modelo numérico, obtendose boa correlação.
Durante a validação do modelo analisou-se o critério de
ruptura numérico a ser adotado, a influência de pequenas
variações da espessura, a influência do raio de adoçamento
entre a superfície externa do defeito e as paredes íntegras
do tubo, os incremento ótimos de pressão interna, e a
importância do uso das propriedades mecânicas do material
específico de cada tubo. Este trabalho faz uma análise
completa dos espécimes tubulares, conseguindo desenvolver
uma metodologia capaz de reproduzir o experimento. Ponderam-
se todos os fatores que influenciam uma análise não-linear
e concluiu-se que a ruptura experimental acontece dentro
de uma faixa de valores cujos limites dependem do critério
de ruptura adotado. Verificou-se que esta faixa está
compreendida entre a pressão que causa tensão equivalente
de Mises igual à tensão de ruptura do material no primeiro
elemento e a instabilidade numérica, que ocorre quando
todos os elementos ao longo da espessura, em qualquer
região do defeito, atingem a tensão equivalente de Mises
igual à tensão de ruptura verdadeira do material. Nos casos
estudados, esta faixa teve limites distantes entre si da
ordem de 0.4 MPa, abaixo de 2% da pressão de ruptura.
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