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Type: Dissertação
Title: Análise de fadiga nas armaduras de tração de dutos flexíveis considerando efeitos da corrosão marinha
Author(s)/Inventor(s): Sant’Anna, Fábio Ricardo de
Advisor: Vaz, Murilo Augusto
Co-advisor: Sousa, José Renato Mendes de
Abstract: As estatísticas indicam que a avaria mais frequente em dutos flexíveis é o dano na capa externa. Consequências comuns deste tipo de avaria são a perda de estanqueidade ou ruptura da capa, alagamento do espaço anular e corrosão marinha nas armaduras de tração. A avaliação de integridade neste tipo de ocorrência normalmente limita-se a uma reavaliação da vida à fadiga considerando as novas condições do anular, eventualmente extrapolando, de forma conservadora, algum dano nas armaduras. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de cálculo capaz de avaliar os impactos de um dano na capa externa para a vida do duto que considere as alterações ao longo do tempo causadas pela corrosão, tanto nas tensões desenvolvidas nas armaduras de tração, quanto nas curvas de fadiga utilizadas. Foram criados i) um modelo para cálculo dos concentradores de tensão ao longo do tempo com base em corrosão uniforme, ii) um conjunto de critérios para seleção de curvas S-N baseados na inferência do ambiente do espaço anular e no estado de degradação superficial das armaduras de tração a partir dos dados de corrosão e iii) um modelo de pré-processamento dos casos de carregamento na análise local para otimizar o custo computacional no reprocessamento do cálculo de fadiga a cada iteração. A partir destes modelos, desenvolveu-se metodologia que discretiza o período de análise, gera os concentradores de tensão e seleciona as curvas de fadiga nos intervalos discretos, realiza a pré-análise local dos casos de carregamento e calcula o dano por fadiga ao longo do tempo. A partir do histórico de dano acumulado, é definida a vida à fadiga ou a vida remanescente além do período analisado.
Abstract: Statistics show that the most frequent damage type in flexible pipe is the outer sheath damage. Typical consequences are sheath rupture, annulus flooding and tensile armours corrosion by seawater. Integrity assessment in this type of occurrence is usually limited to a reassessment of the fatigue life considering the new annulus conditions, possibly conservatively estimating some armour damage. The objective of this work is to develop a methodology capable of assessing the sheath damage impact in the riser fatigue life considering armour corrosion, the associated stress concentration factors and S-N fatigue curves. It was devised i) a stress concentration model based on uniform corrosion, ii) a fatigue curve selection criteria with annular conditions and armour surface deterioration inferred from corrosion data and iii) a loading case pre-processing model to optimize local analysis computational cost in each fatigue assessment iteration. From those models, a methodology was devised to discretize the analysis interval, calculate the stress concentration factors and select the fatigue curves, run the cases local pre-analysis and, finally, calculate the fatigue damage through time. From the accumulated fatigue damage history, fatigue life or the remaining life are determined.
Keywords: Engenharia oceânica
Tração de dutos - Fadiga
Corrosão marinha
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA NAVAL E OCEANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Oct-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Oceânica

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