Efeito do envelhecimento acelerado em compósitos utilizados para recuperação de dutos na indústria petrolífera
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/44891 |
Resumo: | Oleodutos são estruturas utilizadas em larga escala na indústria petrolífera para o transporte de fluidos, e estes, por sua vez, são corrosivos e provocam danos no duto. Além da corrosão, podem existir falhas de projeto de instalação ou fabricação. Devido aos defeitos, desgaste de oleodutos e ao elevado custo para a implementação de uma dutovia, o reparo com material compósito reforçado com fibras de vidro se torna uma alternativa viável, pois esses materiais apresentam elevada resistência química e desempenho térmico e mecânico. Entretanto, estudos sobre o efeito do envelhecimento desses reparos ainda são necessários para uma maior confiabilidade do seu uso na indústria petrolífera. Portanto, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito do envelhecimento acelerado em compósito utilizado no reparo de dutos, quando submetido a condições de envelhecimento acelerado em dois tipos de ambientes: ambiente com água salina e ambiente com radiação ultravioleta e umidade, por dois, quatro e seis meses. Os ensaios realizados para avaliar o material foram: variação de massa, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise dinâmico-mecânica (DMA), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), ensaio de permeabilidade, lap shear. Os resultados mostram que ocorreram mudanças químicas no material após o envelhecimento, bem como alterações na massa, exposição da fibra, aumento na temperatura de transição vítrea, aumento na permeabilidade e descolamento mais pronunciado de compósito/metal após os testes de cisalhamento, em comparação com o material não envelhecido. Em geral, os ciclos de UV e condensação de água foram considerados mais prejudiciais ao material do que o envelhecimento em água salgada, para o mesmo período de exposição. |
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Além da corrosão, podem existir falhas de projeto de instalação ou fabricação. Devido aos defeitos, desgaste de oleodutos e ao elevado custo para a implementação de uma dutovia, o reparo com material compósito reforçado com fibras de vidro se torna uma alternativa viável, pois esses materiais apresentam elevada resistência química e desempenho térmico e mecânico. Entretanto, estudos sobre o efeito do envelhecimento desses reparos ainda são necessários para uma maior confiabilidade do seu uso na indústria petrolífera. Portanto, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito do envelhecimento acelerado em compósito utilizado no reparo de dutos, quando submetido a condições de envelhecimento acelerado em dois tipos de ambientes: ambiente com água salina e ambiente com radiação ultravioleta e umidade, por dois, quatro e seis meses. Os ensaios realizados para avaliar o material foram: variação de massa, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise dinâmico-mecânica (DMA), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), ensaio de permeabilidade, lap shear. Os resultados mostram que ocorreram mudanças químicas no material após o envelhecimento, bem como alterações na massa, exposição da fibra, aumento na temperatura de transição vítrea, aumento na permeabilidade e descolamento mais pronunciado de compósito/metal após os testes de cisalhamento, em comparação com o material não envelhecido. Em geral, os ciclos de UV e condensação de água foram considerados mais prejudiciais ao material do que o envelhecimento em água salgada, para o mesmo período de exposição.Pipelines are structures used in large scale in the oil industry for transportation of fluids which are, in turn, highly corrosive to the pipeline, leading to damages over time. Moreover, besides corrosion itself, failures can occur during the manufacturing or installation of these ducts. Due to these defects, the degradation of the pipelines and the high cost of their implementation, repairs with composite material reinforced with glass fiber become a viable alternative, considering its high chemical resistance and its thermal and mechanical performances. However, studies on the effects of aging on these repairs are still necessary for greater reliability on their usage at the oil industry. Therefore, the objective of this study is to evaluate the effects of accelerated aging on the composite used at pipelines repair by exposing them to accelerated aging in two types of environment: salt water and UV exposure with water condensation, for two, four and six months. The characterizations to evaluate the material where: mass variation, scanning electron microscopy (SEM), dynamic-mechanical analysis (DMA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), permeability test and lap shear test. Results show that chemical changes occurred in the aged repair, as well as alterations in mass, fiber exposure, increase in glass transition temperature, increase in permeability and more pronounced debonding composite/metal after the lap shear tests, as compared to unaged material. In general, cycles of UV and water condensation were found to be more harmful to the material than aging in salt water, for the same exposure period.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFRNBrasilCompósitosFibra de vidroResina epóxiOleodutosReparoEnvelhecimento aceleradoEfeito do envelhecimento acelerado em compósitos utilizados para recuperação de dutos na indústria petrolíferainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALEfeitoenvelhecimentoacelerado_Rocha_2021.pdfapplication/pdf5730154https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/44891/1/Efeitoenvelhecimentoacelerado_Rocha_2021.pdf72774670b69e9e123d5713bbc4ee48b8MD51123456789/448912022-05-02 12:09:46.809oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/44891Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-05-02T15:09:46Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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