Análise estrutural de tubulações com revestimento polimérico através de suas propriedades elastodinâmicas

• Autor(a) principal: Rassier, Kelly Robert-Svendsen
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/222601
• topic: Tubos de aço; Revestimento polimérico; Propriedades mecânicas; Propagação de ondas; Guided waves; Polymers; Non-destructive testing; Wave propagation in pipelines

Na indústria de petróleo offshore é comum o uso de tubos com camadas internas de aço anticorrosivo, mecanicamente ou metalurgicamente unidas com a parte interna de aço, ou com uma camada externa construída com um material polimérico para mitigar cargas de impacto durante sua vida util. É útil conhecer a interação entre as diferentes partes desses tubos para entender seu comportamento mecânico em condições distintas e monitorar sua integridade usando alguns métodos não destrutivos como os baseados na propagação de ondas como emissão acústica e ultrassom. No presente contexto, estuda-se a configuração de um tubo de aço com revestimento externo polimérico, computando-se o gráfico da curva de dispersão que caracteriza sua resposta elastodinâmica. Duas metodologias numéricas são utilizadas para construir as curvas de dispersão, ambas implementadas nos pacotes de elementos finitos comerciais usuais, sendo a primeira baseada na análise modal de um modelo axissimétrico e a outra realizada utilizando condições de contorno periódicas sobre um modelo 3D. Também é realizado um modelo de análise explicita da estrutura estudada, utilizando uma onda transiente com uma frequência de excitação definida. A resposta desta simulação é registrada sobre uma série de pontos da estrutura durante um intervalo de tempo. A resposta assim registrada foi adicionada no domínio frequência versus número de onda, sobrepondo às curvas de dispersão calculadas. A discussão dos resultados experimentais apresentados permite entender como a camada polimérica e o tubo de aço interagem frente a ondas com diferentes frequências características.