Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Castro, Jônathas Assunção Salvador Nery de
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/33168
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.
id UNB_ea9d7e18543625f7f6063ec011005b45
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/33168
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidezMateriais compósitosTubulações - aço - deformações e tensõesMétodo dos elementos finitosDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.A utilização de reparos compósitos é uma realidade atual para a otimização de processos de manutenção de linhas de dutos em diversas aplicações e setores, visando combater problemas como o que ocorre com a corrosão, em que a espessura das paredes externas do material metálico é reduzida por causa das reações químicas. Face às alternativas para resolver os problemas técnicos, e considerando os custos envolvidos, o reparo das linhas de dutos usando materiais compósitos mostra-se vantajosa. Esta pesquisa apresenta um relevante apanhado de trabalhos realizados ao longo dos últimos 17 anos no contexto de reparos compósitos em tubulações metálicas, demonstrando os diversos enfoques dados ao problema de tubos que perdem camadas de material em suas paredes externas, seja por meio de metodologia experimental seja adotando metodologia numérica, mostrando, por outro lado, a carência do desenvolvimento de estudos de reparos que estejam aplicados, de modo concentrado, nas adjacências dos danos. Assim, propõe-se realizar reparos concentrados na região central de dutos usando ângulos de 45° e 90°, na região circunferencial, para verificar a viabilidade da restauração da rigidez mecânica dos tubos sujeitos à pressão interna no regime elástico e os efeitos da variação do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez mecânica dos casos testados. A metodologia adotada é puramente numérica, usando o software ANSYS® para comparar resultados de deslocamentos e tensões em tubos simulados em situações similares a casos encontrados na literatura especializada, de modo a obter a validação da malha de elementos finitos, do modelo e das condições de contorno, visando viabilizar resultados confiáveis da rigidez mecânica dos tubos com aplicação de reparos compósitos híbridos (resina epóxi reforçada com tecido de fibras de carbono e com tecido de fibras de carbono e vidro) concentrados, propostos neste trabalho. Verificou-se que o deslocamento radial e a tensão de von Mises possuem valores absolutos que são inversamente proporcionais ao ângulo do desbaste aplicado. Assim, nota-se a tendência da necessidade de uma maior quantidade de lâminas para restaurar a rigidez de tubos com os menores ângulos de reparos na direção circunferencial. Resultados quantitativos aproximados indicam uma redução de custos de material da ordem de 35% com a aplicação de reparos a 90º e de 62% com a aplicação de reparos a 45°, quando comparados com os reparos aplicados em 360° ao longo de toda a região central do tubo. Por outro lado, quanto menor o ângulo do desbaste maior será a eficiência na redução da tensão de von Mises.The use of composite repairs is a reality in the current context for the optimization of pipelines maintenance processes of various applications and sectors aiming to combat problems such as that occurring with corrosion, in which the thickness of the external walls of the metallic material is reduced because of chemical reactions. Considering the alternatives to solve the technical problems, and considering the costs involved, the repair steel pipelines using composite materials proves to be advantageous. This research presents a relevant survey of works carried out over the last 17 years in the context of composite repairs in metallic pipes, demonstrating the different approaches given to the problem of pipes that lose layers of material in their external walls, either by experimental or numerical methodology, showing, on the other hand, the lack of the development of studies of repairs that are applied, in a concentrated way, in the adjacencies of the damages. Thus, it is proposed to perform concentrated repairs in the circumferential region of ducts using 45 ° and 90 ° angles to verify the feasibility of restoring the mechanical stiffness of pipes subject to internal pressure in the elastic regime and the effects of varying the angle of application in the mechanical results of the cases tested. The methodology adopted is purely numerical, using the ANSYS® software to compare results of displacements and stress in simulated tubes in situations similar to cases found in the specialized literature, in order to obtain the validation of the finite element mesh, the model and the boundary conditions of pipelines repaired with hybrid composite laminates (epoxy resin reinforced with carbon fiber fabric and with carbon fiber and glass fabrics), as proposed in this work. It has been found that the circumferential displacement and von Mises stress have absolute values which are inversely proportional to the angle of the applied repair. Thus, it is noted the tendency of the need for a greater quantity of laminates to restore the stiffness of tubes with the smaller angles of repairs in the circumferential direction. Approximate quantitative results indicate a material cost reduction of around 35% with the application of repairs at 90° and 62% with the application of repairs at 45°, when compared with repairs applied in 360° throughout the entire region center of the tube. On the other hand, the smaller the angle of the roughing the greater the efficiency in the restoration of the von Mises stress.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Ciências MecânicasFerreira, Jorge Luiz de AlmeidaCastro, Jônathas Assunção Salvador Nery de2018-12-11T19:55:29Z2018-12-11T19:55:29Z2018-11-282018-05-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCASTRO, Jônathas Assunção Salvador Nery de. Reparo compósito em tubulações de aço carbono: efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez. 2018. xi, 158 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.http://repositorio.unb.br/handle/10482/33168A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-08T21:40:43Zoai:repositorio.unb.br:10482/33168Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-08T21:40:43Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez
title Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez
spellingShingle Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez
Castro, Jônathas Assunção Salvador Nery de
Materiais compósitos
Tubulações - aço - deformações e tensões
Método dos elementos finitos
title_short Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez
title_full Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez
title_fullStr Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez
title_full_unstemmed Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez
title_sort Reparo compósito em tubulações de aço carbono : efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez
author Castro, Jônathas Assunção Salvador Nery de
author_facet Castro, Jônathas Assunção Salvador Nery de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferreira, Jorge Luiz de Almeida
dc.contributor.author.fl_str_mv Castro, Jônathas Assunção Salvador Nery de
dc.subject.por.fl_str_mv Materiais compósitos
Tubulações - aço - deformações e tensões
Método dos elementos finitos
topic Materiais compósitos
Tubulações - aço - deformações e tensões
Método dos elementos finitos
description Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-12-11T19:55:29Z
2018-12-11T19:55:29Z
2018-11-28
2018-05-04
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv CASTRO, Jônathas Assunção Salvador Nery de. Reparo compósito em tubulações de aço carbono: efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez. 2018. xi, 158 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
http://repositorio.unb.br/handle/10482/33168
identifier_str_mv CASTRO, Jônathas Assunção Salvador Nery de. Reparo compósito em tubulações de aço carbono: efeito do ângulo de aplicação dos reparos na rigidez. 2018. xi, 158 f., il. Dissertação (Mestrado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
url http://repositorio.unb.br/handle/10482/33168
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1810580721200267264

Registros relacionados