Publicação: Otimização de poliuretanos para protetores de linhas flexíveis sujeitos ao desgaste abrasivo
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
No último ano a Petrobras conseguiu a auto-suficiência do Brasil na produção de petróleo, isso
graças aos esforços para dominar a tecnologia em exploração de poços cada vez mais
profundos. A extração de petróleo em grandes profundidades é realizada através linhas
flexíveis compostas por multicamadas de materiais metálicos e poliméricos, acopladas a
plataformas flutuantes. Essas linhas ao entrarem em contato com o solo marinho, numa região
chamada TDP, sofrem desgaste abrasivo. Atualmente as linhas flexíveis nessa região são
protegidas com calhas bipartidas fabricadas em elastômero de poliuretano. Esse tipo de
poliuretano tem mostrado um desempenho superior contra o desgaste abrasivo em relação a
outros materiais poliméricos. O presente trabalho tem o objetivo de otimizar o desempenho de
elastômeros de poliuretano contra o desgaste abrasivo no TDP. Essa otimização foi realizada
formulando-se diversas combinações de isocianatos e polióis, matérias-primas básica na
produção de elastômeros de poliuretano, com a adição do lubrificante sólido bissulfeto de
molibdênio em metade das formulações. A avaliação dos efeitos causados pela adição de
lubrificante nos poliuretanos foi realizada através de ensaios de caracterização. O
comportamento mecânico das formulações foi avaliado através de ensaios normatizados de
tração, alongamento, resistência ao rasgo, dureza e resiliência. O desempenho das
formulações contra o desgaste abrasivo foi avaliado através de ensaio de abrasão DIN 53.516
e um Simulador de Interações Marítimo-Mecânicas em Calhas (SIMMC), que foi especialmente
desenvolvido para avaliar o desgaste abrasivo sofrido pelas linhas flexíveis. Além desses
ensaios, as formulações de melhor desempenho foram submetidas à hidrólise em câmara
hiperbárica com aquecimento. Procurou-se correlacionar as propriedades obtidas em um
modelo matemático eficaz na reprodução teórica do desgaste abrasivo produzido pelo SIMMC.
E ao final do trabalho foram obtidos dois materiais com excelente resistência ao desgaste
abrasivo.
Abstract
n the last year the Petrobras Company gone self sufficiency of Brazil in the production of
petroleum, It s take great effort to achieve technology in the exploration of deeper oil-well offshore.
The extraction of petroleum deeper off-shore is make through flexible pipes that has multi
layers of metal materials and polymeric materials, connected semi-submersible platform. This
flexible pipes into contact with surface marine, in the area of touchdown point (TDP), sufferable
abrasive wear. Currently the flexible pipes, at the TDP, are protected with bi part sleeve made in
elastomer of polyurethane. This type of polyurethane has shown high performance against
abrasive wear, when compared another polymers materials. This work has the objective of
optimize the performance of elastômeros of polyurethane against abrasion wear at the TDP.
This optimization was carried through formulation of various combinations of isocyanate and
poliol, raw material by production of elastomer of polyurethane, with addition of solid lubricant
molybdenum disulfide in the half of formulation. The evaluation of the molybdenum disulfide in
the polyurethane was carried through structural characterization. The mechanical properties of
formulations were carried through standard test methods for tension, elongation, tear strength,
hardness, and rebound resilience. The wear resistance of formulations was carried through
standard test methods for abrasion resistance according to the DIN 53.516 and Simulator of
Interaction Marine-Mechanical in Sleeve (SIMMC), that it was development to evaluate
sufferable abrasive wear for flexible pipe. The formulation of high performance had been
submitted hydrolysis in hydrostatic compressive test equipment with heating. A correlation was
looked among the properties obtained in the mathematical model efficient in the theoretical
reproduction of the abrasive wear produced by SIMMC. In the end of this work got two
formulations with high performance against wear abrasion.
Palavras-chave
Linhas flexíveis, Desgaste abrasivo, Elastômero de poliuretano, Lubrificante, Flexible pipe, Abrasive wear, Elastomer of polyurethane, Lubricant, Elastômeros
Citação
SANTOS, Fábio Cordeiro dos. Optimization of Polyurethanes for Protection of Flexible Pipes Subject at Abrasion Wear. 2007. 187 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.