Análise de tensões via elementos finitos em dutos retos e curvos contendo defeitos de amassamento

Abstract

Defeitos de amassamento, também chamados de mossas, são defeitos co- muns em dutos, originados por danos mecânicos externos. Esse tipo de imperfeição normalmente resulta em uma concentração de tensão que pode representar uma ameaça à segurança e integridade dos dutos. Os dutos desempenham um papel cru- cial no transporte de fluidos ao longo de grandes distâncias, sendo essenciais para a indústria de petróleo e gás. Em determinadas condições de instalação, torna-se ne- cessário incluir curvaturas em trechos dos dutos. No entanto, é importante destacar que essas seções curvas, assim como qualquer outra parte dos dutos, estão suscetí- veis a danos mecânicos. Nesse contexto, o presente trabalho visa avaliar a influência dos defeitos de mossas na integridade estrutural de dutos retos e curvos, submetidos a pressão interna. A pesquisa propõe uma metodologia computacional para gerar mo- delos de dutos com defeitos de mossas, a serem simulados numericamente por meio do Método de Elementos Finitos (MEF), utilizando o software ANSYS. Os defeitos de mossas são sinteticamente gerados por meio de análise de contato não linear, utili- zando como indentador um punção esférico com diferentes dimensões. Para garantir a qualidade dos resultados e otimizar o esforço computacional, foi aplicado um refina- mento local da malha, com análise da convergência dos resultados e comparação entre uso de elementos de casca e elementos sólidos. O modelo de elementos finitos foi verificado com base nos resultados de ensaios conduzidos por outros pesquisado- res. Os resultados mostram a influência do defeito, comprovando o quanto os defeitos de amassamento induzem a concentração de tensão, principalmente em dutos curvos com defeitos no interior e exterior da curvatura, pois mesmo quando apresentam uma pequena profundidade, mostram-se bastante suscetíveis a falhas e não podem ser considerados confiáveis para permanecerem em operação com segurança.