Marcello Augustus Ramos Roberto
Título
Critério Baseado em Deformações Plásticas para Avaliação da Integridade de Risers de Perfuração Corroídos
Resumo
As operações de perfuração em águas profundas exigem risers cada vez mais resistentes as solicitações dinâmicas e as solicitações estruturais de operação. Estas solicitações podem conduzir a estrutura a situações de colapso por flambagem e a elevadas tensões de flexão, somadas a grandes tensões de tração/compressão no riser. A avaliação estrutural de risers de perfuração corroídos, sujeitos a estas solicitações, vem assumindo uma importância crescente com o surgimento, cada vez mais freqüente, de defeitos gerados por corrosão, que podem afetar a sua integridade e comprometer a sua operação. Devido à ausência de critérios de aceitação para perda de espessura causada por corrosão nas normas internacionais, os fabricantes de risers recomendam que juntas com perda acima de 12,5% da espessura nominal devem ser substituídas. Este critério é excessivamente conservador, pois aplica a uma junta de riser corroída, que se encontra em operação, a mesma tolerância de variação de espessura que é aplicada a um tubo novo, fabricado de acordo com a API Specification 5L [1]. A busca de novos critérios de avaliação, dentre eles, um critério que estabeleça deformações plásticas admissíveis, em contrapartida ao critério de tensão admissível, tem como principal motivação a possibilidade de se estender o limite de aplicação destes risers, permitindo assim, que nas regiões dos defeitos a tensão atuante ultrapasse o limite de escoamento do material. Nesse contexto, este trabalho estuda a influência dos defeitos de corrosão na estrutura de um riser de perfuração e apresenta uma metodologia simplificada para avaliar sua resistência estrutural baseada em deformações plásticas.
Abstract
The drilling operations in deep waters demand risers able to resist to the dynamic loads, and the operational structural loads. These loads can lead the structure to buckling situations and elevated stresses due to bending moments joined to large tension/compression stresses. The structural assessment of corroded drilling risers subject to these loads has acquired an increasing importance with the often occurrence of corrosion defects that can affect its integrity. Due to the lack of acceptance criteria for thickness loss caused by corrosion, in the international codes, the risers manufacturers recommend that joints with thickness loss over 12,5% of the nominal thickness shall be replaced. This criterion is excessively conservative, since applies to a corroded riser joint, which is in service, the same tolerance of thickness variation that is applied to a new pipe manufactured in accordance with the API Specification5L. The search for new assessment criteria, amid them, the one that establish allowable plastic strains, instead of allowable stress, has the main motivation the possible extent of the limit of application of these risers, allowing that the stress in the defect region surpass the yield point of the material. This criterion should also assure that these plastic strains are not excessive till the point to cause structural damage which does not allow the use of these risers. In this context, this work study the influence of the corrosion defects in the structure of a drilling riser and present a simplified methodology to evaluate the structural strength based on plastic deformation.
