Análise da integridade estrutural em dutos de condução de petróleo e gás com incidência de mossas

Abstract

Este estudo desenvolve-se no eixo de integridade estrutural de dutos por onde escoam petróleo e derivados. Tem-se como vetor a normatização internacional vigente. Quanto aos critérios de aceitação de dutos indentados (mossas). Uma parcela das normas vigentes toma como critério de rejeição, a profundidade da mossa, ou uma relação desta com o diâmetro externo da tubulação. Embora existam relatos de acidentes que ocorreram em dutos, cujos critérios estavam dentro dos parâmetros destas normas, razão pela qual tenta-se através deste trabalho, alternativas de pesquisa que forneçam outros meios, quando possível, além dos estabelecidos nestes regramentos internacionais. Este estudo compreende parte experimental, onde elabora-se corpo de prova devidamente normatizado, após esta etapa executa-se o processo de indentação, que consiste de criação de mossa. Em seguida, de posse do corpo de prova indentado (mossa), utilizou-se o laboratório da General Eletric, onde procedeu-se a criação da geometria deformada real em 3D. Para tanto foi utilizado o único tomógrafo industrial existente na América Latina. Após esta etapa, passa-se ao trabalho de refinamento do modelo através de software específicos, pois o modelo inicial oriundo da GE contém 1.399.466 faces, e 699.724 vértices. Para definir as propriedades do aço API 5L X80 foram realizados três ensaios de tração com corpos de provas normatizados, conforme ASTM E8/E8M-09 (2010), recomendação da API 5L. Foi realizada a simulação de teste de pressão no espécime sendo submetido este corpo a uma pressão de 50 MPa, conforme API 5L, obteve-se uma tensão de Mises de 370 MPa. Outra simulação realizada foi com um duto de 24 Polegadas e meia de espessura de parede, foram executados seis casos com mossas de profundidade diferentes, após cada teste de indentação foi utilizado o APDL do ANSYS® para recuperar a geometria deformada e iniciar nova simulação de pressurização de cada caso, as pressões impostas foram regidas conforme dois casos: O primeiro foi submetida a pressão conforme a norma CFR 192, que versa sobre a MAOP, o segundo caso de pressão foi baseado conforme a norma API 5L que define que para este espécime de 24” e material X80, a pressão máxima de teste é de 20,7 MPa. Tendo apenas a mossa do caso 6 não sido aprovada.