Estudo de fadiga por vibrações induzidas por vórtice em um Riser de perfuração

• Autor(a) principal: Santos, Bruno Ferreira dos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/29354
• topic: Fadiga; Riser; VIV; Fadiga (Engenharia); Vibração mecânica; Vórtice dos fluidos; Fatigue

A falha de componentes marinhos por fadiga causada por Vibrações Induzidas por Vórtice (VIV) é um tema que tem grande importância, principalmente na indústria de óleo e gás, visto que é um dos motivos principais de falha para dutos de longa extensão submersos em grandes lâminas d’água. É um tema que relaciona alguns tópicos diferentes do curso de Engenharia Mecânica, como Mecânica e comportamento dos fluidos, Fadiga e Vibrações mecânicas. Esse documento tem por objetivo detalhar o assunto de falha por fadiga, em especial a fadiga por VIV, em risers de perfuração. Durante o desenvolvimento do documento serão efetuados ensaios em softwares de elementos finitos, usando uma coluna de riser genérica cujos componentes e suas propriedades estarão listadas no texto, e depois alguns testes de sensibilidade, variando alguns parâmetros e observando que conclusão pode ser tomada a partir disso. De acordo com as mudanças estruturais ou nas cargas que são aplicadas no sistema, são esperadas diferentes respostas e consequentemente diferentes vidas úteis para o conjunto. Seguindo a expectativa, um incremento de 10% no peso de cada uma das estruturas gerou um decréscimo na vida útil do sistema quando comparado com os pesos originais, mesmo mantendo todos os outros parâmetros inalterados, o que faz sentido ao avaliar o deslocamento dos modos excitados em função das frequências naturais variadas. Já para o caso onde foi mantido o peso estrutural mas incrementada em 10% a velocidade de corrente em cada profundidade, houve um decréscimo ainda maior, visto que estas cargas são aplicadas ciclicamente na estrutura. Com isso, o estudo feito é capaz de determinar e confirmar as expectativas de que: variando parâmetros como peso do sistema e tração aplicada no topo, assim como velocidade na corrente, há sim um impacto correspondente na vida útil resultante, visto que estes são fatores determinantes para o cálculo de fadiga dos componentes.