Renata Nunes Ramos dos Santos
Resumo
Linhas flexíveis são estruturas compostas por diversas camadas estruturais de materiais metálicos e poliméricos utilizadas para o transporte de diversos fluidos da indústria de petróleo, especialmente da produção de óleo no mar (offshore). Como a temperatura dos fluidos transportados é elevada e a temperatura da água do mar em grandes profundidades é baixa, surgem gradientes de temperatura na direção radial da linha. Esse carregamento térmico modifica as propriedades das camadas poliméricas e, conseqüentemente, altera as propriedades mecânicas e o comportamento estrutural de toda a linha flexível. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia para avaliar o efeito das cargas térmicas na resposta estrutural de linhas flexíveis empregando modelos baseados no método dos elementos finitos. Um procedimento analítico é proposto para determinar a temperatura através das camadas da linha flexível, assim como a temperatura do fluido ao longo desta linha. Esta distribuição de temperaturas através das camadas da linha será também determinada por meio de um modelo térmico baseado no método dos elementos finitos.
Abstract
Flexible pipes are structures made up of steel and polymeric structural layers that are used to transport several fluids of the oil industry, mainly in offshore oil production. As the temperature of the transported fluids is usually high and the temperature of deep sea water is low, thermal gradients arise along the pipe radial direction. Such thermal loading modifies the properties of the polymeric layers, which consequently alters the mechanical properties and structural behavior of the entire flexible pipe. The purpose of this work is to develop a methodology to evaluate the effect of thermal loads on the structural response of flexible pipes, using finite element models. An analytical procedure is proposed, for determining the temperature throughout the layers of the flexible pipe, as well as the fluid temperature along this pipe. This distribution of temperatures throughout the pipe layers will also be determined using a thermal finite element model.
