José Renato Mendes de Sousa
Resumo
A linha flexível é uma estrutura composta por diversas camadas metálicas e poliméricas que, trabalhando solidariamente, propiciam resistência e estanqueidade sem comprometer a necessária flexibilidade para a condução de diversos fluidos da indústria de petróleo, principalmente, na produção de petróleo no mar (offshore). Neste trabalho, propõem-se modelos discretos baseados no método dos elementos finitos para a determinação não só das propriedades mecânicas dessa estrutura, mas também das tensões e deformações que se desenvolvem em suas camadas devidas aos diferentes carregamentos que lhe são impostos durante sua vida útil. Para verificar a robustez e a eficiência desses modelos, algumas linhas flexíveis foram estudadas. As respostas obtidas para tração, torção, compressão axial e radial, pressão interna e externa e flexão foram avaliadas e comparadas a resultados experimentais e/ou analíticos disponíveis na literatura. Além disso, alguns parâmetros relacionados não só à modelagem quanto à construção dessas linhas foram também modificados e as respostas das linhas a essas modificações são também discutidas.
Abstract
Flexible pipes are composite structures made up of steel and polymeric structural layers that, working altogether, give strength and leakproofness, maintaining the necessary flexibility to conduct several fluids of the oil industry, mainly in offshore oil production. In this work, finite element models are proposed to evaluate not only the mechanical properties of these structures, but also the stresses and strains induced in their structural layers by the loads imposed during their service lives. Aiming at verifying the robustness and efficiency of the proposed models, some flexible pipes were studied. Their response to tension, torsion, axial and radial compression, internal and external pressure and bending were obtained and compared to experimental and/or analytical data available in the literature. Furthermore, some parameters related to their construction and modeling were modified and the obtained responses were also discussed.
