ANALYSIS OF PIPELINE WITH EXTERNAL METAL LOSS REPAIRED WITH STEEL-ADESIVE-REPAIR SYSTEM

• Main Author: MARCO ANTONIO PEREZ ROSAS
• Other Authors: JOSE LUIZ DE FRANCA FREIRE
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2006
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=9369@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=9369@2

CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === Devido à crescente necessidade de aumentar a disponibilidade de uso imediato de dutos que sofreram danos por perda de espessura ou impacto de objetos estranhos, o uso de reparos tem tido cada vez mais importância. Neste trabalho, um novo método para o reparo de dutos com perda de espessura externa foi analisado. O reparo consiste na utilização de camadas metálicas coladas ao duto com adesivo epóxi. Existem vários tipos de reparos, mas o proposto tem a vantagem de ser facilmente aplicável, prescinde de soldagem, e apresenta módulo elasticidade alto, o que permite uma redução na deformação total presente na região do defeito. Este novo método de reparo tem como objetivo devolver a integridade estrutural do duto de uma forma simples e econômica. Para conhecer o comportamento e avaliar este tipo de reparo, utilizaram-se métodos analíticos, experimentais e numéricos. Fez-se uso da técnica de elementos finitos pela grande vantagem de poder considerar a não linearidade do material, já que foram levadas em consideração situações de estado limite para o cálculo das pressões que originam a plastificação e a ruptura do duto. Foi desenvolvido um modelo analítico para o dimensionamento do reparo, que permite analisar o comportamento das tensões na região do defeito para cada pressão aplicada, procedimento útil em uma seleção ótima do reparo. Na abordagem experimental foram testados oito espécimes tubulares: dois sem defeitos e seis com defeitos usinados para simular a perda de espessura, dos quais cinco foram reparados com diferentes números e tipos de camadas. Os espécimes foram devidamente instrumentados para a obtenção de dados de pressões, variações volumétricas e deformações ocorridas em pontos localizados nos espécimes tubulares. O duto reparado com quatro camadas de aço de baixo carbono e o duto reparado com duas camadas de aço inox 304 suportaram a pressão de ruptura de um duto sem defeito, ambos rompendo em seções afastadas daquelas reparadas. Os dutos reparados com uma, duas e três camadas de aço de baixo carbono romperam na região do defeito. Os resultados experimentais obtidos comprovaram a eficiência da nova técnica de reparo proposta, e foram satisfatoriamente previstos pelos modelos numéricos e analíticos. === Due to increasing need to prolong the availability of immediate use of the pipeline that had suffered to damages of metal loss or strange object impact, the use of repairs has each time more importance. In this work, a new repair system to be utilized on pipeline with external metal loss, was analyzed. The repair system is composed of pre-curved thin layers of steel lamina, which are set in place on the external metal loss defect area of a pipe and cement in place with epoxy resin. There are many types of repair system, but the use of this type of system avoids the need for field welding, and presents high elasticity module, it allows a reduction in the present total deformation in the region of the defect. This new repair system has as objective to return the structural integrity of the pipeline of a simple and economic way. To know the behavior and to evaluate this type of repair, analytical, experimental and numerical methods were used. The use of the finite elements method has the great advantage of being able to consider non linearity of the material for the calculate of the rupture pressure. An analytical model to project the repair was developed, this can analyze the behavior of the stress in the region of the defect for each applied pressure, useful procedure in an excellent election of the repair. In the experimental boarding eight pipe specimens were tested: two without defects and six with defects to simulate the loss of thickness, of which five were repaired with different numbers and types of layers. The specimens were instrumented to obtain data of pressures, volumetric variations and deformations, occurred in the specimens. The pipe repaired with four steel layers of low carbon and the pipe repaired with two stainless steel layers 304 did supported the pressure of rupture of a pipe without defect, both did breach in sections distant those repaired. The pipeline repaired with one, two and three steel layers of low carbon had breached in the region of the defect. The experimental results did prove the efficiency of the new repair system, and satisfactorily had been foreseen by the numerical and analytical models.