Metodologia micromecânica e experimental para análise de defeitos e avaliação de integridade estrutural em dutos para transporte de gás e petróleo

• Processo: 03/02735-6
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Vigência: 01 de dezembro de 2003 - 31 de maio de 2007
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica - Estruturas Navais e Oceânicas
• Pesquisador responsável: Claudio Ruggieri
• Beneficiário: Claudio Ruggieri
• Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Dirceu Spinelli
• Bolsa(s) vinculada(s): 05/58671-1 - Análise numérica da instabilidade dúctil em dutos de transporte de gás e petróleo submetidos a plastificação localizada, BP.IC; 05/52877-7 - Fatores de intensidade de tensões (SIF) para espécimes se (t), BP.IC; 05/50417-9 - Avaliação da tenacidade em juntas soldadas de aço de alta resistência e baixa liga API x80, BP.PD; + mais bolsas vinculadas 04/15719-1 - Efeitos de heterogeneidades mecânicas em juntas soldadas sobre a análise de defeitos em dutos e risers de gás e petróleo, BP.DD; 04/07150-9 - Estudo de espécimes de fratura SE(T) e sua aplicação na avaliação de defeitos planares em dutos de tranporte de gás e petróleo, BP.DR; 04/02856-0 - Desenvolvimento e aplicação de espécimes SE(T) para avaliação de integridade estrutural em dutos condutores de gás e petróleo, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Integridade estrutural Mecânica da fratura Ductilidade Dutos Resistência dos materiais Método dos elementos finitos Petróleo Óleo e gás

Resumo

Metodologias preditivas para garantia da segurança e quantificação do impacto de defeitos (e.g., trincas na forma de defeitos de soldagem, stress corrosion cracking, inclusões, delaminações, etc.) em dutos e risers submarinos para transporte de óleo e gás representam um elemento central em análises de integridade estrutural incluindo decisões de reparo e programas para extensão da vida útil de instalações terrestres e marítimas. Procedimentos convencionais utilizados para avaliação da integridade estrutural de dutos e sistemas similares (como, por exemplo, vasos de pressão e torres de processamento) geralmente utilizam critérios simplificados incorporando mecanismos de colapso plástico e as propriedades mecânicas (tensão de escoamento) do material. Adicionalmente, estes métodos estabelecem critérios de aceitação de defeitos baseados em dados experimentais limitados a aços estruturais de baixa resistência, os quais não refletem necessariamente o mecanismo de falha real (e.g., crescimento estável do defeito macroscópico antes do colapso do duto) nem consideram requisitos específicos para aços estruturais de alta resistência correntemente em uso. Análises de falhas em estruturas em serviço revelam que o colapso (estrutural) em dutos (representado por vazamento do fluido ou ruptura brusca) contendo um dano material (defeito ou trinca macroscópica) é freqüentemente precedido por crescimento estável deste defeito até que um tamanho crítico seja atingido. Observações experimentais demonstram que aumentos significativos na capacidade de carga além dos limites elásticos e elasto-plásticos de uma estrutura contendo um defeito macroscópico são possíveis sob condições de crescimento (propagação) estável desta trinca; tal crescimento estável é comumente caracterizado pela curva de resistência J vs. (também conhecidas como curva J-R ou curva R) do material. Métodos recentes para avaliação de integridade estrutural (como, por exemplo, os métodos R6, BS 7910 e API RP 579) consideram procedimentos simplificados de forma a capturar este aumento de tenacidade do material com a extensão estável da trinca; tais procedimentos baseiam-se diretamente na transferência de curvas R medidas através de espécimes laboratorias (i.e., pequenas dimensões) para componentes estruturais com geometria complexa e submetidos a histórias de carregamento diversas... (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CRAVERO‚ S.; RUGGIERI‚ C. Estimation procedure of J-resistance curves for SE (T) fracture specimens using unloading compliance. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 74, n. 17, p. 2735-2757, 2007.

SILVA‚ L.A.L.; CRAVERO‚ S.; RUGGIERI‚ C. Correlation of fracture behavior in high pressure pipelines with axial flaws using constraint designed test specimens. Part II: 3-D effects on constraint. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 73, n. 15, p. 2123-2138, 2006.

CRAVERO‚ S.; RUGGIERI‚ C. Correlation of fracture behavior in high pressure pipelines with axial flaws using constraint designed test specimens-Part I: Plane-strain analyses. ENGINEERING FRACTURE MECHANICS, v. 72, n. 9, p. 1344-1360, 2005.