Dissertação

{pt_PT=Strength analysis of corroded pipelines subjected to internal pressure and bending moment} {} EVALUATED

{pt=A falha de dutos transportadores de petróleo pode acarretar sérios riscos às pessoas e ao meio ambiente. Portanto, a previsão de sua falha é um tópico relevante de investigação. Este estudo foca-se na determinação da pressão de ruptura e momento de flexão máximo que uma tubulação é capaz de sustentar através da análise numérica por elementos finitos. Estudos anteriores mostraram que o método dos elementos finitos é uma ferramenta válida para determinar os efeitos de diferentes carregamentos, como pressão interna ou momento de flexão. Em condições reais, a presença de corrosão é um fator importante que limita de forma significativa a vida de dutos, assim como sua capacidade para resistir a carregamentos. Assim, o efeito da corrosão, definida como uma área de redução uniforme de espessura no modelo, é estudada. Primeiramente, é realizado um estudo paramétrico das dimensões principais do defeito num duto sujeito unicamente a pressão e, posteriormente, unicamente a momento de flexão. Em seguida, para um certo defeito, são feitas simulações considerando, simultaneamente, a presença de pressão interna e uma carga incremental de momento de flexão, que é aplicada até ser atingida a condição de falha. Os resultados obtidos mostram que a presença de pressão interna limita, de forma significativa, a resistência de dutos à flexão com e sem corrosão externa. Este efeito é proporcional à percentagem da pressão de falha aplicada, e para o caso intacto, leva a uma redução de mais de 30% em relação ao momento máximo suportado pelo duto sujeito unicamente a momento fletor., en=The failure of oil pipelines can lead to serious human and environmental damages. Therefore, the predictability of pipeline failure is an important research field. This study focuses on the evaluation of the burst pressure and maximum bending moment that a pipe is capable to sustain by Finite Element Method (FEM) simulations. In real operating conditions, the presence of corrosion is an important factor that significantly limits the lifespan of a pipeline as well as its capability to carry loads. For this reason, the effect of corrosion defined as a local thinning area in the model, i.e., a region in which the thickness has a uniform reduction, is also studied. Firstly, a parametric study of the main dimensions of the corrosion defect is performed by applying solely pressure and, after, solely bending moment. Afterwards, for a fixed corrosion damage, simulations are performed considering, simultaneously, the presence of internal pressure and an incremental bending load, which is applied until the pipe reaches the failure condition. The obtained results have shown that the presence of internal pressure significantly limits the ultimate bending moment of both external corroded and non-corroded pipelines. Such effect is proportional to the percentage of burst pressure applied and for the intact case, for instance, leads to a 30% reduction in the original bending moment obtained for single load numerical calculations.}
{pt=Dutos corroídos, momento fletor, carregamentos combinados, pressão interna, método dos elementos finitos, modos de falha de dutos., en=Corroded pipelines, bending moment, combined load, internal pressure, finite element method, pipeline failure modes.}

Dezembro 23, 2016, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Ângelo Manuel Palos Teixeira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar