[pt] AVALIAÇÃO DE REPAROS COMPÓSITOS NA RESTAURAÇÃO DA INTEGRIDADE ESTRUTURAL DE DUTOS COM CORROSÃO EXTERNA

• Other Authors: JOSE LUIZ DE FRANCA FREIRE
• Language: pt
• Published: MAXWELL 2021
• Subjects: [pt] COMPOSITO; [pt] DUTOS; [pt] RUPTURA; [pt] SIMULACAO NUMERICA; [pt] CORROSAO; [pt] REPARO; [en] COMPOSITES; [en] PIPELINE; [en] RUPTURE; [en] NUMERICAL SIMULATION; [en] CORROSION; [en] REPAIR
• Online Access: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=56220@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=56220@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.56220

[pt] O presente trabalho apresenta evidências e visa confirmar as tendências gerais de que reparos feitos de materiais compósitos podem ser utilizados para restaurar completamente a integridade estrutural, desconsiderando efeitos de tempo, de segmentos de dutos que apresentam anomalias (defeitos) de perda de metal em sua superfície externa, causados por corrosão ou erosão. Sete espécimes tubulares de API 5L Gr. B e dez espécimes tubulares de API 5L X65 foram testados até a ruptura por meio de testes hidrostáticos monotônicos, com diâmetro externo nominal de 323,9 mm e espessura nominal de 8,38 mm. Duas amostras testadas não tinham defeitos. Seis espécimes apresentavam defeitos e não foram reparados. Nove espécimes apresentavam defeitos e foram reparados usando três sistemas de reparo de compósito diferentes. Os defeitos continham profundidades variando entre 40 por cento, 55 por cento e 70 por cento da espessura do tubo. Os reparos foram baseados em compósitos de epóxi e fibra de carbono, epóxi e fibra de vidro, e poliuretano e fibra de vidro. (FREIRE, VIEIRA, et al., 2019) Para a constatação dos resultados experimentais foram implementadas metodologias analíticas e numéricas. O método analítico utiliza equações normativas semiempíricas (ISO 24817) e da teoria de reparos para dutos (Equação de Equilíbrio). A avaliação numérica consiste no método de elementos finitos para modelagem do problema através do software ANSYS (marca registrada). Os sistemas de reparo dos três fornecedores mostraram ser eficazes e que reparos de compósitos podem restaurar completamente a integridade estrutural de dutos com defeito externo, desconsiderando efeitos de tempo, conforme o Fator de Resistência Remanescente (RSF) calculado. Os resultados dos testes mostraram que métodos analíticos e numéricos podem ser usados para compreensão do comportamento mecânico do problema. === [en] The present work presents evidence and aims to confirm general trends that repairs made of composite materials can be used to completely restore the structural integrity, disregarding the effects of aging, of pipeline segments that show anomalies (defects) in metal loss on their external surface, as a result by corrosion or erosion. Seven tubular specimens of API 5L Gr. B and ten tubular specimens of API 5L X65 were tested to rupture using monotonic hydrostatic tests, with a nominal external diameter of 323.9 mm and a nominal thickness of 8.38 mm. Two samples tested had no defects. Six specimens were defective and were not repaired. Nine specimens were defective and were repaired using three different composite repair systems. The defects contained depths ranging from 40 percent, 55 percent and 70 percent of the tube thickness. The repair systems were based on composites of epoxy and carbon fiber, epoxy and fiberglass, and polyurethane and fiberglass. (FREIRE, VIEIRA, et al., 2019) To verify the experimental results, analytical and numerical methodologies were implemented. The analytical method uses semi-empirical normative equations (ISO 24817 and ASME PCC-2) and repair theory for pipelines (Equilibrium Equation). Numerical evaluation consists of the finite element method for modeling the problem using ANSYS (trademark) software. The repair systems of the three suppliers proved to be effective according to the Remaining Resistance Factor (RSF) calculated, disregarding the effect of aging. The test results showed that analytical and numerical methods can be used to understand the mechanical behavior of the problem and that composite repairs can completely restore the structural integrity of pipelines with a loss in external wall thickness, avoiding production downtime and reducing the risk of accidents.