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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Instrumentação de um tribômetro para ensaios de deslizamento em dutos flexíveis
Alternate title (s): Instrumentation of a tribometer for testing the slip in flexible pipe
Author: Ladeira, Guênia Mara
First Advisor: Franco, Sinésio Domingues
First coorientator: Franco, Vera Lucia Donizeti de Sousa
First member of the Committee: Sousa, Marcos Morais de
Second member of the Committee: Siqueira, Carlos José de Mesquita
Summary: Os dutos flexíveis são utilizados em larga escala como meio de condução de petróleo, gás e água entre as cabeças dos poços e as plataformas. Os dutos flexíveis são constituídos por camadas de materiais poliméricos, intercaladas com cintas de aço, formando assim um compósito que alia alta resistência à corrosão e flexibilidade de movimentação. Eles absorvem as movimentações impostas por correntes marinhas, mas podem sofrer desgaste na camada polimérica externa. Com o intuito de simular esse tribossistema, o Laboratório de Tecnologia em Atrito e Desgaste projetou e construiu um tribômetro capaz de reproduzir em escala real condições semelhantes ao desgaste que ocorre em campo. O equipamento desenvolvido é constituído de um sistema capaz de realizar movimentos verticais alternados, em ambiente submerso, além de aplicar sobre as amostras ensaiadas cargas normais à sua superfície, cujos valores podem chegar a 1.000 kN. A automatização com controle e monitoramento de variáveis de processo é fundamental para o correto funcionamento desse equipamento. Nesta dissertação é descrita a instrumentação desenvolvida para esse Tribômetro, apresentando os testes preliminares dos sensores e a análise do desempenho mecânico e dos dados captados dos sensores de cada subsistema. Finalmente, após a montagem completa e teste do Tribômetro, pôde-se verificar que a atuação mecânica e a instrumentação do sistema de oscilação atendem à função para a qual o sistema foi projetado. Além disso, foi observado que a válvula proporcional de controle da pressão hidráulica do sistema de compressão das amostras está inadequada à faixa de forças aplicadas, e deve ser substituída. Após a troca da válvula o sistema novamente testado. Os sensores de força do sistema de compressão estão adequados. Os sensores que, a princípio, mediriam o desgaste das amostras apresentaram deslocamentos na alternância do sentido de movimentação do duto flexível, e baixa resolução. Definindo-se que estes sensores, serão utilizados somente para limitar o máximo desgaste das amostras. As características de desgaste das amostras necessitam ser analisadas fora do Tribômetro, com instrumentos mais precisos. Os níveis de vibração para as cargas testadas foram muito baixos, não representando, problema para o equipamento.
Abstract: The flexible pipes are used extensively as a means of conducting crude oil, gas and water between the wellheads and oil platform. These pipes are made of layers of polymeric materials, interspersed with steel straps, forming a composite that combines high corrosion resistance and flexibility of movements. They absorb the changes imposed by water currents, but can wear the outer polymeric layer. In order to simulate this tribossistema, the Laboratório de Tecnologia em Atrito e Desgaste designed and built a tribometer able to reproduce middle-scale conditions similar to the wear that occurs on the field. The developed device consists of a system capable of alternating vertical movements in underwater environment, and applied on the samples tested loads normal to its surface, whose values can reach 1000 kN. The automation control and monitoring of process variables is essential for the correct operation of the equipment. In this dissertation is describes the instrumentation developed for this tribometer, with preliminary testing of the sensors and the analysis of mechanical performance and data obtained from the sensors to each subsystem. Finally, after complete assembly and testing of the tribometer, we could verify that the performance of mechanical and instrumentation system oscillation attend the function for which the system was designed. Furthermore, it was observed that the proportional valve control hydraulic pressure of the compression system is inadequate to sample the range of applied forces, and must be replaced. After the tube change the system retested. The force sensors of the compression system are adequate. The sensors, in principle, would measure the wear of the samples showed shifts in the alternation of the direction of movement of the flexible duct, and low resolution. Setting up these sensors will be used only to limit the maximum wear of the samples. The wear characteristics of the samples need to be analyzed out of the tribometer, with more precise tools. Vibration levels for loads tested were too low, not acting for the equipment problem.
Keywords: Instrumentação
Tribômetro
Desgaste
Dutos flexíveis
Instrumentation
Tribometer
Wear
Flexible ducting
Tribologia
Materiais
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Engenharias
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: LADEIRA, Guênia Mara. Instrumentation of a tribometer for testing the slip in flexible pipe. 2011. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14880
Date of defense: 8-Apr-2011
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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