INVESTIGAÇÃO DA TENSÃO MÁXIMA EM DUTOS DE PETRÓLEO CONTENDO PITES DE CORROSÃO SUBMETIDOS A COMBINAÇÃO DE ESCORREGAMENTO DO TERRENO GERANDO FLEXÃO HORIZONTAL E PRESSÃO INTERNA POR MEIO DO MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS

JACOBY, Felipe Picolotto1; BERTIN, Ricardo José2;

Resumo

Introdução:Pites de corrosão geralmente representam grandes perigos para a vida útil de um oleoduto. Além de todas as vantagens financeiras envolvidas na conservação e na prevenção dos oleodutos também existem as questões ambientais pois os vazamentos de óleo combustível e petróleo no meio ambiente podem gerar consequências catastróficas para os seres vivos e para a preservação da natureza. Portanto seria necessário não somente analisar as consequências das pressões internas do oleoduto no pite como também os carregamentos externos, que poderiam ser gerados pelos escorregamentos geológicos. Essas cargas podem gerar flexões horizontais no duto e os esforços consequentes dessas flexões podem causar grandes tensões, principalmente em algum espaço de concentração de tensões como seria no caso dos pites.

Objetivo:O objetivo desse trabalho é realizar simulações através do programa ANSYS®, que contemplem a influência de carregamentos de flexão horizontal e de pressões internas para as tensões principais que certamente encontram suas máximas intensidades no pite de corrosão.

Metodologia:Para que os objetivos dessa pesquisa fossem concluídos foram produzidos scripts de modelagem geométrica na Linguagem de Design Paramétrico do Ansys® (Ansys® Parametric Design Language – APDL) respeitando as limitações de complexidade das malhas para o elemento geométrico estipulado. O comprimento, diâmetro externo e espessura do duto, assim como as cargas verticais, mantiveram-se constantes, respectivamente 300 mm, 300 mm, 15 mm e 4 x 1,25 kN. Variou-se as medidas de diâmetro (1, 1,25, 1,5, 1,75 e 2 mm) e profundidade do pite em função dos fatores de forma, a/2c, razão entre a profundidade e o diâmetro do pite (0,2, 0,4, 1, 2, 3 e 4) e os valores de pressão interna aplicados (5, 15 e 25 MPa), resultando em um total de 90 simulações. A malha foi otimizada pelo próprio programa. Os parâmetros do material foram E = 210 GPa, coeficiente de Poisson igual a 0,3; tensão de escoamento igual a 483 MPa e tensão última igual a 597 MPa. Cargas concentradas e restrições pontuais de movimento foram adicionadas ao modelo objetivando a simulação realista da flexão horizontal de um trecho do tubo contendo um pite de corrosão.

Resultados:Após as simulações foram observadas instabilidades de resultados, principalmente nas comparações com as pesquisas anteriores que consideravam o duto sem a influência de flexão horizontal. O posicionamento das tensões principais máximas e mínimas foi diverso do que se esperaria e a influência da flexão na intensidade das tensões principais máximas não correspondeu ao que era previsto.

Conclusões:Concluiu-se que há necessidade de mais estudos para se obter maior previsibilidade e consistência nos resultados de tensões principais em dutos contendo pites de corrosão e submetidos a flexão horizontal. Sugere-se modificação do modelo em trabalhos futuros.

Palavras-chave: Corrosão por pite. Dutos de petróleo. Carregamento combinado. Tensão máxima. Análise computacional.

Legendas

    1. Estudante
    2. Orientador