ESTUDO EXPERIMENTAL DO COMPORTAMENTO EM FADIGA DE MATERIAIS METÁLICOS DA ARMADURA DE TRAÇÃO EM CABOS UMBILICAIS NA EXPLORAÇÃO PETRÓLEO
Thamise Vilela1; Rafael Torres1; Michelli Monteiro de Barros1; Maria Olivia Almeida1; Wilson Zacheo1
1 Prysmian Surflex
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0557
Resumo
Com a descoberta de novas reservas de petróleo e gás em águas ultra profundas, observam-se condições de exploração mais rigorosas (altas pressões e temperaturas elevadas no fundo do oceano, força das correntes marinhas e ondas, ambiente corrosivo, etc). Como as cargas operacionais aumentam, a possibilidade de falhas mecânicas nas estruturas offshore são maiores. Assim, o desenvolvimento de estruturas flutuantes e submarinas complexas que resistam às intempéries torna-se necessário. Como solução para alguns desses problemas utilizam-se, entre outros, os cabos umbilicais mais resistentes. A estrutura dos cabos umbilicais provém da combinação de elementos com funções hidráulicas, elétricas (potência e sinal) e/ou fibras óticas, juntamente com elementos estruturais metálicos ou compósitos isolados por camada plástica. Esse conjunto de materiais deve atender todas as especificações de funcionamento de acordo com a demanda do cliente. Esses cabos são instalados em plataformas ou FPSO's (Floating Production, Storage and Offloading - Unidade Flutuante de Produção, Armazenamento e Transferência) de exploração de petróleo. As plataformas em constante movimento gerado pelas condições ambientais são responsáveis por uma série de esforços de tração, flexão e torção que podem gerar falhas de caráter estrutural como a fadiga. A falha por fadiga em cabos umbilicais, invariavelmente ocasiona graves danos (ambientais/econômicos) aos sistemas de produção de pretóleo, uma vez que em bom funcionamento garante o correto gerenciamento do fluxo de petróleo. Estudos, construção e análises de curvas de fadiga em protótipos ou em cabos completos são complicados e de alto custo, por isso, muitas vezes, a análise em fadiga se dá para cada material que os compõe, como por exemplo o material da camada metálica (amadura de tração). A armadura de tração é composta por fios de aço carbono galvanizado (de seção circular ou retangular), que são dispostos por número par de camadas de fios enrolados helicoidalmente em sentidos opostos. As princip
Palavras-chave: Cabo umbilical; Fadiga; Propriedade Mecânica; Fio de aço galvanizado; Curva S-N