Avaliação de Tenacidade e Curva Mestra em Arames de Tração Utilizando Corpos de Prova Subdimensionados: Experimentos e Desenvolvimentos Metodológicos

• Processo: 24/11162-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2027
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica - Tecnologia de Construção Naval e de Sistemas Oceânicos
• Pesquisador responsável: Claudio Ruggieri
• Beneficiário: Claudio Ruggieri
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Tenacidade à fratura Mecânica da fratura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aços de ultrarresistência | Arames de tração | dutos flexíveis | ensaios de tenacidade | Metodologia da Curva Mestra | tenacidade à fratura | Mecânica da Fratura

Resumo

O rápido aumento das atividades de exploração e produção de óleo e gás (O&G) nas reservas dos pré-sal brasileiro, localizadas em águas ultraprofundas nas bacias do Sul e Sudeste, motivou a Petrobras a desenvolver novas e, ao mesmo tempo, mais eficientes tecnologias adequadas às altas profundidades, elevadas temperaturas e pressões (HTHP - high temperature high pressure), e à presença de compostos altamente agressivos. Em particular, a Petrobrás vem utilizando largamente dutos (risers) flexíveis de camadas não aderentes, tanto como dutos para produção de óleo ou gás do fundo do mar à superfície (plataformas ou navios) como para a injeção de gás nos reservatórios. Entretanto, a Petrobras tem manifestado crescente preocupação com a integridade estrutural da armadura de tração dos dutos flexíveis devido à ocorrência de SCC (Stress Corrosion Cracking ou Fratura por Corrosão Sob Tensão) por CO2 devido à ocorrência recente de falhas em algumas de suas unidades offshore de produção, impactando negativamente a integridade de suas operações. Portanto, a extensão da vida útil em serviço e avaliação da criticidade de defeitos de dutos e risers flexíveis são de grande importância e enorme relevância à exploração e produção seguras de O&G em águas profundas e ultraprofundas, em conexão com a eliminação ou mitigação de ocorrência de severos danos ambientais. Portanto, o projeto de pesquisa proposto objetiva avanços adicionais e importantes sobre o desenvolvimento de uma metodologia para avaliação correta e acurada da tenacidade à fratura de arames de tração utilizados em dutos flexíveis. Paralelamente, e não menos importante, as atividades do projeto avançarão sobre o desenvolvimento de protocolos de ensaios de tenacidade, incluindo avaliação da temperatura de referência, T0, associada à metodologia da Curva Mestra utilizando corpos de prova não padronizados e subdimensionados. A exploração e desenvolvimento desta linha de pesquisa abordam 5 subprojetos centrais e interconectados: 1) Desenvolvimento de CPs Subdimensionados e Ensaios de Tenacidade; 2) Desenvolvimento da Curva Mestra para CPs Subdimensionados e Arames de Tração; 3) Simulações Numéricas 3D de CPs Subdimensionados; 4) Aplicação e Validação de um Modelo Local Baseado na Tensão de Weibull e 5) Correlação entre Energia Charpy e Tenacidade para CPs Subdimensionados. (AU)