Efeito da deformação plástica acumulada no desempenho à fadiga de aço super duplex empregado em tubos umbilicais para produção de petróleo
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFS |
Texto Completo: | http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/16686 |
Resumo: | The umbilical cable is today an important technology used to control equipment on the seabed in the production of offshore oil in deep and ultra-deep waters. The umbilical is composed of several components, including steel tube for transporting fluids for hydraulic control of equipment in the bed. Such tubes are susceptible to fatigue during their life in umbilical operation. Fatigue strength is influenced by the accumulated plastic strain (APS) undergone by the tubes during the entire manufacturing process until installation/storage on spools. This study investigated the way in which two different conditions of application of APS (repeated flexion and alternating flexion) influence the fatigue strength of the tubes. For this, fatigue specimens were machined from super duplex umbilical tube, which received 5% APS by repeated cyclic bending and alternating cyclic bending. Residual stresses and strains that were accumulated in the specimens were measured by computer simulation. Microstructural and microhardness analyzes were performed on the specimens after fatigue fracture. Although the microhardness of the group subjected to alternating bending showed a slightly higher hardness, ANOVA showed that this difference was not significant, as there were no relevant changes in the microstructure of the two groups of specimens after fatigue fracture. However, the group subjected to alternating plastic strain experienced lower fatigue strength. Therefore, the way in wich the tubes are deformed during manufacture and storage influences their fatigue performance. |
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This study investigated the way in which two different conditions of application of APS (repeated flexion and alternating flexion) influence the fatigue strength of the tubes. For this, fatigue specimens were machined from super duplex umbilical tube, which received 5% APS by repeated cyclic bending and alternating cyclic bending. Residual stresses and strains that were accumulated in the specimens were measured by computer simulation. Microstructural and microhardness analyzes were performed on the specimens after fatigue fracture. Although the microhardness of the group subjected to alternating bending showed a slightly higher hardness, ANOVA showed that this difference was not significant, as there were no relevant changes in the microstructure of the two groups of specimens after fatigue fracture. However, the group subjected to alternating plastic strain experienced lower fatigue strength. Therefore, the way in wich the tubes are deformed during manufacture and storage influences their fatigue performance.O cabo umbilical é hoje uma das grandes tecnologias utilizadas para controle de equipamentos no leito marinho na produção de petróleo offshore em águas profundas e ultraprofundas. O umbilical é constituído por vários componentes, inclusive tubo de aço para transporte de fluidos para controle hidráulico de equipamentos no leito. Tais tubos são susceptíveis à fadiga durante a vida em operação do umbilical. A resistência à fadiga é influenciada pela deformação plástica acumulada (APS) sofrida pelos tubos durante todo processo de fabricação até instalação/armazenamento em carreteis. Esse estudo investigou a maneira como duas diferentes condições de aplicação da APS (flexão repetida e flexão alternada) influenciam na resistência à fadiga dos tubos. Para isso, foram usinados corpos de prova de fadiga a partir de tubo super duplex de umbilical, os quais receberam 5% de APS por flexão cíclica repetida e flexão cíclica alternada. As tensões e deformações residuais que ficaram acumuladas nas amostras foram medidas por simulação computacional. Análises microestruturais e de microdureza foram realizadas nos corpos de prova após fratura por fadiga. Embora a microdureza do grupo submetido à flexão alternada tenha apresentado dureza um pouco maior, a ANOVA demonstrou que não foi significativa essa diferença, como também não houve relevantes alterações na microestrutura dos dois grupos de amostras após a fratura por fadiga. Porém, o grupo submetido a deformação plástica alternada apresentou menor resistência a fadiga, evidenciando, que a maneira como os tubos são deformados durante a fabricação e armazenamento influencia o seu desempenho em fadiga.São CristóvãoporCiência dos materiaisAço inoxidávelFadiga de açoAço inoxidável super duplexUmbilicalDeformação plástica acumuladaFadigaAPSSuper duplex stainless steelAccumulated plastic strain (APS)FatigueENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEfeito da deformação plástica acumulada no desempenho à fadiga de aço super duplex empregado em tubos umbilicais para produção de petróleoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUniversidade Federal de Sergipereponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/16686/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51ORIGINALANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdfANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdfapplication/pdf3428208https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/16686/2/ANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdfe57ee046a967e6be3e3652dcdd7e3810MD52TEXTANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdf.txtANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdf.txtExtracted texttext/plain97296https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/16686/3/ANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdf.txt1413120eecd63e0b59c27056ff977904MD53THUMBNAILANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdf.jpgANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1202https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/16686/4/ANTELMO_SANTOS_CHAVES.pdf.jpg11ab8dcd014e3dcd88acc514e7d4f705MD54riufs/166862022-10-24 15:33:15.617oai:ufs.br:riufs/16686TElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEKCkNvbSBhIGFwcmVzZW50YcOnw6NvIGRlc3RhIGxpY2Vuw6dhLCB2b2PDqiAobyBhdXRvcihlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvcikgY29uY2VkZSDDoCBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBTZXJnaXBlIG8gZGlyZWl0byBuw6NvLWV4Y2x1c2l2byBkZSByZXByb2R1emlyIHNldSB0cmFiYWxobyBubyBmb3JtYXRvIGVsZXRyw7RuaWNvLCBpbmNsdWluZG8gb3MgZm9ybWF0b3Mgw6F1ZGlvIG91IHbDrWRlby4KClZvY8OqIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRlIFNlcmdpcGUgcG9kZSwgc2VtIGFsdGVyYXIgbyBjb250ZcO6ZG8sIHRyYW5zcG9yIHNldSB0cmFiYWxobyBwYXJhIHF1YWxxdWVyIG1laW8gb3UgZm9ybWF0byBwYXJhIGZpbnMgZGUgcHJlc2VydmHDp8Ojby4KClZvY8OqIHRhbWLDqW0gY29uY29yZGEgcXVlIGEgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgU2VyZ2lwZSBwb2RlIG1hbnRlciBtYWlzIGRlIHVtYSBjw7NwaWEgZGUgc2V1IHRyYWJhbGhvIHBhcmEgZmlucyBkZSBzZWd1cmFuw6dhLCBiYWNrLXVwIGUgcHJlc2VydmHDp8Ojby4KClZvY8OqIGRlY2xhcmEgcXVlIHNldSB0cmFiYWxobyDDqSBvcmlnaW5hbCBlIHF1ZSB2b2PDqiB0ZW0gbyBwb2RlciBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbsOnYS4gVm9jw6ogdGFtYsOpbSBkZWNsYXJhIHF1ZSBvIGRlcMOzc2l0bywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgbsOjbyBpbmZyaW5nZSBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkZSBuaW5ndcOpbS4KCkNhc28gbyB0cmFiYWxobyBjb250ZW5oYSBtYXRlcmlhbCBxdWUgdm9jw6ogbsOjbyBwb3NzdWkgYSB0aXR1bGFyaWRhZGUgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCB2b2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBvYnRldmUgYSBwZXJtaXNzw6NvIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgw6AgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgU2VyZ2lwZSBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgZGUgcHJvcHJpZWRhZGUgZGUgdGVyY2Vpcm9zIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3Ugbm8gY29udGXDumRvLgoKQSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBTZXJnaXBlIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUocykgb3UgbyhzKSBub21lKHMpIGRvKHMpIApkZXRlbnRvcihlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIGRvIHRyYWJhbGhvLCBlIG7Do28gZmFyw6EgcXVhbHF1ZXIgYWx0ZXJhw6fDo28sIGFsw6ltIGRhcXVlbGFzIGNvbmNlZGlkYXMgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EuIAo=Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2022-10-24T18:33:15Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false |
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