Laboratório de Estruturas e Materiais Estruturais ( LEM )
Laboratório de Estruturas e Materiais Estruturais ( LEM )
ENSAIOS MECÂNICOS DE UMBILICAIS E TUBOS FLEXÍVEIS UTILIZADOS NA PRODUÇÃO DE PETRÓLEO EM ÁGUAS PROFUNDAS
1. Ensaios Estáticos
Estão montadas no LEM bancadas para ensaios mecânicos, estáticos, de tubos flexíveis e umbilicais. Os seguintes ensaios podem ser realizados :
- Ensaio de Pressão Interna e Tração Combinados - Ensaio de Rigidez Axial
Estes ensaios são realizados na bancada mostrada a seguir, com capacidade de testar tubos com diâmetro externo até 800 mm, com tração de até 500 tf e pressão interna até 10.000 psi.
Vista Traseira da Bancada Colagem de Extensômetros para Medição de
- Ensaio de Compressão Mecânica Radial sob Tração
Este ensaio é realizado na mesma bancada anterior, onde é posicionado um dispositivo de compressão radial, simulando o lançamento do tubo. Esse dispositivo é composto por 2, 3 ou 4 sapatas, e a compressão radial em cada uma delas pode ser de até 100 toneladas. As sapatas são móveis e podem ser adequadas para simular a geometria de lançamento.
Dispositivo de Compressão Radial Ensaio de Compressão Radial 3 V´s sob Tração
- Ensaio de Medição da Rigidez à Flexão
A bancada é constituida de uma estrutura apoiada em roletes, sobre a qual se apoia o corpo de prova, não havendo limites para a força de flexão a ser aplicada ou para o valor dos raios de curvatura.
Medição da Curvatura Aplicação da Carga no Ensaio
- Ensaio de Medição da Rigidez à Torção
A bancada é constituida por uma uma base metálica apoiada em roletes, sobre a qual se apoia o corpo de prova, não havendo limites para a força de torção a ser aplicada ou o valor das rotações a serem medidas.
2. Ensaios Dinâmicos de Fadiga
Foram projetadas, fabricadas e comissionadas duas bancadas de ensaios dinâmicos voltados à análise de fadiga de umbilicais e tubos flexíveis, de acordo com o esquematizado nas Figuras I-2 e I-3 do Appendix I – Fatigue Testing, da Especificação
API 17E, Second Edition (setembro de 1998), das quais o LEM poderá fazer uso.
A primeira bancada é utilizada para simular algumas situações de operação e as condições de lançamento de um tubo flexível ou umbilical. O ensaio, chamado de Ensaio de Fadiga em torno de uma Polia Oscilante,
Ensaio de Fadiga em torno de uma Polia Oscilante, éé realizado segundo orealizado segundo o dispositivo representado na figura a seguir:
máxima de 100 tf, sendo que a roda tem um diâmetro de 3,5 m. A duração do ensaio é ilimitada e pode ser realizado para diferentes períodos de oscilação da roda. São monitorados, entre outros, as trações e pressões atuantes, as deformações da estrutura, a resistência elétrica dos cabos e o sinal da fibra ótica.
Colagem de Extensômetro na Piatina Bancada Vista pela Traseira,
Conformador
Conformador e cujo princípio está representado na figura à seguir. Estes ensaios tem por objetivo simular as solicitações que ocorrem na região de contato com o navio, durante o lançamento do umbilical ou tubo flexível.
Nesta bancada, os umbilicais ou tubos flexíveis também podem ser submetidos a uma tração de 100 tf e uma flexão de ± 22,5°. É também feita uma completa monitoração dos parâmetros e resultados do ensaio. Nas figuras a seguir é mostrado o arranjo da bancada.
A terceira bancada, serve para realização dos Ensaios de Fadiga da RegiEnsaios de Fadiga da Regiãão o do
do “Bend Stiffener“Bend Stiffener”” e cujo princípio está representado na figura à seguir. Estes ensaios tem por objetivo simular as solicitações na região do bend stiffener, durante a operação.
Todas as bancadas apresentadas podem ser utilizadas para o desenvolvimento de pesquisas e teses bem como pelos fabricantes de umbilicais ou tubos flexíveis, para a execução de ensaios estáticos e dinâmicos de homologação/qualificação de produto ou testes de aceitação (FAT).
Coordenação : Prof.Dr. Miguel Angel Buelta Martinez (buelta@usp.br) Equipe Técnica :
Prof.Dr.Pedro Afonso de Oliveira Almeida ; Eng. Ismael Freire Bastos ; Eng. Ivan Tessarolo
Colaboradores :
Prof. Dr. Edison Gonçalves ; Prof. Dr. Luis Antonio Barbosa Coelho ; Eng. Luis Javier Buelta Martinez ; Eng. Nelson Gardenas Olivier
Técnicos :
Rui Coelho Jacomini ; Antonio Coelho Jacomini ; José Ferreira Leite Neto ;
Alexsandro Alves de Souza ; Eduardo Machado Cavalcante ;Gleison Elias da Silva Laelcio Alves Filho ; Francisco Gomes da Silva ; Arlindo Lopes Filho ;
Aurelino da Silva Aquino ; José Petrucio Araujo. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Estruturas e Fundações
Laboratório de Estruturas e Materiais Estruturais Av. Prof. Almeida Prado, trav.2, no.83
CEP: 05508-900 – São Paulo – SP- Brasil
