Investigação experimental da instabilidade de tubos de polietileno de alta densidade (PEAD) sob compressão axial e pressurização interna

• Processo: 12/10274-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2014
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Celso Pupo Pesce
• Beneficiário: Celso Pupo Pesce
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Roberto Ramos Júnior
• Assunto(s): Análise experimental de estruturas Tubos flexíveis Estabilidade estrutural Polietileno Pressurização
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise experimental | Carregamento axial compressivo | Estruturas | Pressurização interna | Tubos de PEAD | tubos flexíveis | Análise experimental de estruturas

Resumo

O crescente uso de tubos flexíveis na exploração de petróleo e gás tem suscitado estudos que buscam soluções tecnológicas para problemas de instabilidade estruturais nestes tubos. A instabilidade estrutural e as falhas que podem advir são aspectos importantes no que tange a temas ambientais e econômicos. A falha de um tubo flexível implicará em possível vazamento de fluido, ocasionando danos ambientais devastadores e elevados custos econômicos. Dentre os modos de falha por instabilidade local possíveis em tubos flexíveis destaca-se o chamado birdcaging que ocorre nas armaduras de tração, quando o tubo flexível é sujeito a cargas compressivas. Este tipo de falha estrutural é usualmente visualizada externamente através da formação de uma "bolha" na capa polimérica de proteção que reveste as armaduras de tração. Esta capa é, em geral, composta por um tubo de Polietileno de Alta Densidade (PEAD), extrudado sobre as bandagens de reforço que envolvem as armaduras de tração. A conjectura que se faz é que a instabilidade elasto-plástica da capa externa, associada à pressão interfacial exercida sobre ela pelas armaduras, controlaria o fenômeno de birdcaging. Busca bibliográfica não permitiu encontrar estudos detalhados deste tipo de fenômeno em tubos de PEAD. Propõe-se assim realizar experimentos específicos, com o intuito de estudar as falhas por instabilidade quando o tubo de PEAD é submetido a carregamento compressivo, controlado por deslocamento, combinado a pressurização interna. Dispositivo flexível, que permita receber espessuras e diâmetros distintos será desenvolvido bem como metodologia de ensaios apropriada. Um sistema de pressurização (a água) e um sistema de aquisição de dados serão usados na captura dos registros e conexão com a máquina de ensaios garantindo a mesma base de tempo. Complementando, as propriedades mecânicas do PEAD serão experimentalmente caracterizadas, utilizando as normas técnicas vigentes e técnicas de ultrassom. Esses experimentos são parte integrante da pesquisa de doutoramento do Engenheiro Marcos Alves Rabelo financiado com bolsa CAPES. (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)

RABELO, MARCOS A.; PESCE, CELSO P.; SANTOS, CAIO C. P.; JUNIOR, ROBERTO RAMOS; FRANZINI, GUILHERME R.; NETO, ALFREDO GAY. An investigation on flexible pipes birdcaging triggering. MARINE STRUCTURES, v. 40, p. 159-182, JAN 2015. (12/10274-8)