Tese: Desenvolvimento de Dispositivo para a Recuperação da Geometria de Dutos Danificados por Amassamento
Aluno(a) : Gustavo José SimíõesOrientador(a): Carlos A. de Almeida
Área de Concentração: Mecânica Aplicada
Data: 01/04/2005
Link para tese/dissertação: http://www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=7350@2
Resumo: Este trabalho objetiva o projeto, a construção e teste de um dispositivo para reparos estruturais de tubulações danificadas externamente por amassamento. O dano a ser reparado é caracterizado por mossas sem cava, implicando em uma alteração suave da superfície sem a ocorrência de defeitos ou de redução na espessura da parede do duto. Considera-se ainda que esta perturbação geométrica nío afete a integridade de eventual cordío de solda presente na tubulação. Para a definição dos parâmetros geométricos dos corpos de prova, da carga de operação requerida nos ensaios e do material de construção do dispositivo (ferramenta) foram utilizados resultados de modelos analíticos aproximados e de soluções por elementos finitos. Neste caso, a representação da tubulação utilizada nos testes numéricos da operação do dispositivo considerou modelos com elementos de cascas finas incluido efeitos nío-lineares associados ao comportamento do material, a grandes deslocamentos e ao contato entre superfícies. Estas simulações numéricas permitiram avaliar-se as condições de solicitação e do funcionamento do dispositivo, necessárias para a execução dos procedimentos experimentais de validação do modelo numérico utilizado e para a identificação da integridade estrutural da tubulação ao final dos ensaios. Testes experimentais de operação do dispositivo foram realizados em dois espécimens tubulares de aço API5LGrB com valores nominais de diâmetro iguais a 355.6 mm e espessuras 6.35 e 25.4mm, respectivamente, ambos com 5m de comprimento. Nestes espécimens, tambem instrumentados com extensômetros elétricos, foram inicialmente impostos amassamentos por punções com geometrias padronizadas do tipo esférico e cilindrico e que resultaram na redução em 15% no diâmetro da tubulação. Em seguida, utilizando-se o dispositivo projetado para o desamassamento dos dutos, promoveu-se a recuperação da geometria de forma a deixar aparente uma indentação nío superior a 5% do seu diâmetro nominal. Ensaios de inspeção nío-destrutivos, realizados após os procedimentos experimentais nos dutos, permitiram verificar-se a integridade das tubulações, revelando em ambos os casos a inexistência de descontinuidades do material . Utilizando-se ensaios numéricos e experimentais, uma metodologia foi desenvolvida para o dimensionamento , construção e a avaliação do prototipo de um dispositivo com as características de portabilidade e de operação adequadas à sua utilização com robots automatos de posicionamento remoto no interior de tubulações (G.I.R.I.N.O./CENPES, p. ex.).