Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15032
ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-0941-3501
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Avaliação da resistência ao desgaste abrasivo de risers flexíveis proposição de nova metodologia de teste
Alternate title (s): Abrasive Wear Resistance of Flexible Riser Protection Layers - Proposal of a New Test Methodology
Author: Moraes, Juliano Oseias de
First Advisor: Franco, Sinésio Domingues
First member of the Committee: Mello, José Daniel Biasoli de
Second member of the Committee: Meniconi, Luiz Cláudio de Marco
Summary: Nos últimos anos, a extração de petróleo em águas profundas pela Petrobras tem sido expandida progressivamente. Uma das formas de extração do petróleo nessa condição é através de plataformas móveis, que são conectadas aos poços através de linhas flexíveis, também chamadas de risers. Esses componentes são constituídos por um complexo sistema de camadas concêntricas, sendo os revestimentos (interno e externo) confeccionados em polímeros. Recentemente, constatou-se que, no ponto de início do contato da tubulação com o fundo do mar (Touch Down Point - TDP), as linhas flexíveis experimentam um progressivo desgaste por abrasão. Para reduzir esse problema, esses componentes vêm sendo revestidos externamente com luvas bipartidas em poliuretano. Estes revestimentos são caracterizados por elevada inércia química, boa resistência mecânica, aliadas à flexibilidade necessária à estrutura. Assim, o desgaste abrasivo dessas linhas foi reduzido, necessitando, todavia, de otimizações adicionais. Atualmente, a avaliação do desempenho destes materiais vem sendo feita através de ensaios de desgaste abrasivo normatizados pela DIN 53.516 e de ensaios de esclerometria pendular, ambos a 4ºC. No presente trabalho, foi desenvolvido um equipamento e uma metodologia de ensaio de desgaste abrasivo, baseada no princípio da esclerometria pendular, capaz de facilitar a seleção e classificação de materiais para essa aplicação. As condições de desgaste existentes no fundo do mar foram simuladas reproduzindo satisfatoriamente os micromecanismos de desgaste observados na prática. A falha nesses materiais é basicamente por microtrincas, e muito provavelmente, propriedades que reprimam esse fenômeno, colaboram para uma maior resistência ao desgaste abrasivo. Pôde-se notar que materiais que têm um bom desempenho ao desgaste abrasivo têm uma boa capacidade de alongamento durante o rasgo e uma alta resiliência, somados a uma boa resistência ao rasgamento. Propôs-se, ainda, uma correlação entre desgaste abrasivo e as respectivas propriedades mecânicas de cinco tipos de poliuretanos. A equação obtida mostrou não existir uma relação linear entre esses resultados.
Abstract: The oil and gas extraction in deep waters by Petrobras has been expanded progressively in the recent years. In this condition, oil and gas can be extracted by Jacket type and semi-submersible platforms, which are connected to the wells through flexible risers. These components are constituted of a multilayer system with internal and external coatings made of polymers. On inspection of these risers, scratches and a significant reduction of the riser protection layer were observed. These damages were found to be related to the relative movement of the pipe in the area of the touchdown point (TDP). In order to reduce this problem the risers have being coated externally with plaques of polyurethane. High chemical inertia and good mechanical and abrasion resistance characterize these materials. Besides, they allow the riser to have a good flexibility. Thus, the abrasive wear of these risers was reduced. However, optimizations still must be reached. Currently, the abrasive wear resistance of these materials is evaluated by means of abrasive wear tests according to the DIN 53.516 norm and the single-pass scratching technique, both at a temperature of 4ºC. The latter one is appropriate for testing polymeric riser protections but it does not simulate the repetitive action of hard particles acting against the plaques. In the present work, a new test rig for abrasive wear testing is presented, which is based on multiple interactions between indenters and plaques. So, the deep water wear conditions were simulated and the wear micromechanisms of different polyurethane materials were observed to be similar to those of field application. The wear rate results showed that wear in these materials is basically due to microcracking. It was also noticed that materials with a good wear performance have a high tearing elongation and strength and a high resilience. A correlation between abrasive wear and mechanical properties of five different types of polyurethane was proposed. The obtained equation showed no linear relation with these results, suggesting that terms of higher degree may be important.
Keywords: Desgaste abrasivo
Polímeros
Linhas flexíveis
Propriedades mecânicas
Abrasive wear
Polymers
Flexible risers
Mechanical properties
Petróleo Tubulações
Desgaste Mecânico
Tribologia
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: MORAES, Juliano Oseias de. Abrasive Wear Resistance of Flexible Riser Protection Layers - Proposal of a New Test Methodology. 2005. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2005.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15032
Date of defense: 27-Sep-2005
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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