George Carneiro Campello
Título
Metodologia de Projeto para o Sistema de Ancoragem de Conectores de Dutos Flexíveis e Proposição de Nova Tecnologia
Resumo
A experiência da indústria offshore tem mostrado que falhas podem ocorrer nas armaduras de tração em terminações de topo de risers flexíveis. O histórico de dissecações de risers que estavam em operação, ou que foram submetidos a testes de qualificação, revela que há uma seção crítica de falha por fadiga do riser e esta é, justamente, a seção na qual as armaduras de tração são submetidas à significativa deformação plástica durante o processo de montagem dos conectores. Ademais, os métodos de projeto, historicamente, utilizados pela indústria não têm respondido satisfatoriamente quanto ao desempenho à fadiga dessas estruturas, tendo em vista as falhas prematuras ocorridas. Sendo assim, este trabalho tem como objetivos: i) propor metodologia de cálculo para análise e projeto de dutos flexíveis na região de ancoragem das armaduras de tração, dentro do conector e ii) propor uma nova tecnologia de conector com foco na melhoria do desempenho estrutural à fadiga dos risers flexíveis. Duas metodologias, uma analítica e outra numérica, são desenvolvidas e validadas com testes de fadiga em escala real e um protótipo do novo conceito de conector proposto é testado, também em escala real, sob condições extremas e de fadiga.
Abstract
The offshore operational experience has shown that failures may occur in the tensile armor layers at the flexible risers end fittings. The findings observed in dissections from risers which were in operation or subjected to qualification tests reveal that there is a critical section with respect to fatigue failures inside the end fittings. This section is the one in which the wires of the tensile armors are subjected to significant plastic strains caused by the end fitting assembly process. In addition, the design methods used by industry have not properly predicted the fatigue performance of these structures, given the premature failures. Thus, this study aims to: i) propose a flexible pipe end fitting anchoring system design and ii) propose a new end fitting design that focus on the improvement of the flexible risers structural fatigue performance. Two methodologies, analytical and numerical, are developed and validated with full scale fatigue tests. Furthermore, a real scale prototype of the proposed end fitting concept is tested under fatigue and extreme conditions.
