Projeto baseado em confiabilidade de dutos sujeitos a corrosão.

Abstract

O sistema dutoviário garante uma reduzida probabilidade de avaria juntamente com um reduzido impacto ambiental. O processo de corrosão representa um dos principais mecanismos de falha dos dutos, a corrosão causa a perda de material levando a um enfraquecimento da superfície. Neste projeto utiliza-se o principio da confiabilidade estrutural para projetar um duto sujeito ao processo de corrosão. Nenhuma estrutura está livre de falhas, sempre tem-se uma probabilidade de falha atrelada as incertezas das cargas, em um projeto usual consideram-se apenas os valores médios das variáveis envolvidas, com a análise de confiabilidade estrutural pode-se levar em consideração as incertezas associadas às variáveis por meio da distribuição de probabilidade, assim o projeto resultante terá um nível de segurança consideravelmente maior, uma vez que a análise foi realizada de forma mais ampla e detalhada. Os índices de segurança são dados por meio do índice de confiabilidade e da probabilidade de falha, obtidos por meio do método analítico de primeira ordem FORM (First Order Reability Method). A função de falha é escrita em termos da pressão resistente e da pressão atuante. A pressão resistente também nomeada por pressão de falha é calculada por meio de expressões empíricas desenvolvidas a partir da NG-18 Surface Flaw Equation. Utilizam-se quatro formulações diferentes já consagradas na literatura, B31G, B31G Modificada, BS 7910 e a formulação empírica de Ahammed. Como tais expressões representam uma forma indireta de obtenção da pressão de falha, tem-se um erro atrelado a este valor quando comparado com os valores reais de capacidade do duto. No intuito de solucionar tal problemática introduz-se o conceito da variável Erro do Modelo, obtida pela relação entre os valores de pressão de falha oriundos de experimentos laboratoriais e os valores obtidos pelas expressões empíricas. Tal variável procura aproximar os valores empíricos à condição real, representando um ajuste de dados que leva à uma análise mais realista tendo uma maior proximidade com a condição real de serviço. A variável Erro do Modelo que mais se aproximou do valor ideal (média igual à 1,00) foi a obtida com os valores de pressão de falha via Ahammed no entanto com uma covariância superior à obtida com o uso da BS-7910. Os resultados obtidos pelas formulações da B31G e B31G Modificada tiveram resultados mais distantes dos ideais. A obtenção do ponto de projeto, ou seja, do valor ótimo para a espessura do duto é obtida pelo processo de Newton-Raphson, estabelecendo um valor alvo para o índice de confiabilidade. A confiabilidade alvo foi estabelecido para quatro valores: 3,1; 3,3; 3,7 e 4,2. Os resultados obtidos com a aplicação da formulação empírica de Ahammed resultaram nos maiores valores para a espessura do duto, tendo sido obtido os menores valores de espessura com a aplicação da B31G.