Filipe Almeida de Rezende Tese
Título
INSPECTION PLAN OF PITTING CORRODED MOORING CHAINS
Resumo
As falhas registradas em linhas de ancoragem nos últimos anos despertaram o interesse da comunidade técnica e científica em desenvolver novas metodologias de projeto e monitoramento focadas na consideração dos efeitos da corrosão local. Ensaios de fadiga evidenciam que os efeitos da tensão média, corrosão por pites e rugosidade de superfície podem influenciar a capacidade de fadiga das amarras. Uma metodologia recente, referenciada neste trabalho como Grau de Corrosão, considera os efeitos da tensão média e da corrosão através de uma avaliação visual da amarra. O presente trabalho propõe a utilização de um fator de correção paramétrico a ser usado juntamente com a curva S-N de projeto para contabilizar os efeitos de degradação da corrosão local em amarras sem malhete. O modelo paramétrico é definido sobre os resultados advindos de modelos em elementos finitos de amarras com vários formatos de pite. O fator de correção proposto é então combinado com o Grau de Corrosão para obter uma fórmula final que considera ambos os efeitos da tensão média e da corrosão por pites na fadiga de amarras de linhas de ancoragem. O fator de correção aqui proposto foi capaz de estimar a vida a fadiga dos componentes analisados com conservadorismo. A aplicação do fator de correção é estendida a um método de planejamento de inspeção baseado em confiabilidade com o objetivo de ajudar operadores a definirem janelas de segurança para monitorarem o risco de falha e otimizarem custos com inspeções.
Abstract
Fatigue failures in mooring lines have recently aroused the interest of the technical community in developing new design and monitoring methodologies focused on considering the effects of local corrosion. Experimental breakage test results evidence that the mean tension, pitting corrosion and surface roughness may influence the fatigue strength of chain links. A recently-developed methodology, denoted in this work as Corrosion Grade, considers the effects of mean stress and local corrosion through a visual assessment of the chain. The present work proposes a parametric correction factor to be used in connection with the current S-N design methodology for considering local corrosion in studless chains. Finite element analyses of the chain with various pit shapes were employed to develop the parametric correction factor, fitted as a function of the pit aspect ratio. The proposed correction factor is then combined with the Corrosion Grade methodology to obtain a final formula that considers the mean tension and the local corrosion on fatigue analysis of mooring chains. The proposed correction factor was capable of estimating the fatigue life of the corroded components analyzed with conservatism. The application of the correction factor is also extended to a reliability-based inspection planning method for assisting operators in monitoring the failure risk and to optimize inspection costs.
