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Tipo de Documento: Dissertação
Título: Análise estatística do desempenho em fadiga de arames soldados da armadura de tração de umbilicais submarinos
Autor(es): Nascimento, Brenno Lima
Data do documento: 3-Fev-2023
Orientador: Griza, Sandro
Resumo: A crescente necessidade energética mundial tem impulsionado a busca por reservas de petróleo e gás em lâminas d’água cada vez mais profundas. A exploração desses recursos em ambientes tão desafiadores requer que a armadura de tração do umbilical submarino seja capaz de manter a integridade estrutural do umbilical para a vida útil que ele foi projetado, garantindo o controle operacional remoto dos sistemas submarinos de produção. Para que isso seja satisfeito, é imprescindível a execução de testes de fadiga nas uniões soldadas dos arames que compõem a armadura do umbilical, obtidas geralmente pelo processo de soldagem topo a topo por resistência, pois são comumente mais críticas que o metal base. Por conveniência, os resultados desses testes são analisados por uma metodologia padrão estabelecida por normas que nem sempre se aproximam da real distribuição dos dados para todas as condições e para compensar isso, os projetistas acabam superestimando as predições das curvas S-N. Este estudo buscou avaliar os aspectos metalúrgicos e mecânico desse tipo de solda e as predições das curvas S-N obtidas pela metodologia das normas e pelas distribuições alternativas de Weibull. Essa avaliação envolveu a caracterização química e microestrutural, microdureza, testes de tração e fadiga uniaxiais da solda do arame. As curvas S-N de Weibull apresentaram maior robustez e o conservadorismo das curvas S-N obtidas por normas foi constatado.
Abstract: The world's growing need for energy has motivated the search for oil and gas reserves in ever deeper water depths. The exploiting these resources in such challenging environments requires that the subsea umbilical's tensile armor be able to maintain the structural integrity of the umbilical for the lifetime it was designed as, ensuring remote operational control of the subsea production systems. For this to be satisfied, it is essential to perform fatigue tests on the welded joints of wires that compose the umbilical armor, obtained by upset welding process, as they are usually more critical than the base metal. For convenience, the results of these tests are analyzed by a standard methodology established by standards that do not always approximate the real distribution of the data for all conditions and to compensate for this, designers end up overestimating the predictions of the S-N curves. This study aimed to evaluate the metallurgical and mechanical aspects of this type of weld and the predictions of the S-N curves obtained by the standards methodology and the alternative Weibull distributions. This evaluation involved chemical and microstructural characterization, microhardness, tensile and fatigue uniaxial tests of the wire weld. The Weibull S-N curves showed greater robustness and the conservatism of the S-N curves obtained by standards was confirmed.
Palavras-chave: Ciência dos materiais
Cabos submarinos
Solda e soldagem
Metais – Fadiga
Umbilical submarino
Solda topo a topo de arames
Fadiga
Distribuição de Weibull
Curvas S-N
Subsea umbilical
Wire upset welding Fatigue
Weibull distribution
S-N curves
Idioma: por
Sigla da Instituição: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Programa de Pós-graduação: Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: NASCIMENTO, Brenno Lima. Análise estatística do desempenho em fadiga de arames soldados da armadura de tração de umbilicais submarinos. 2023. 80 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2023.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17820
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