Instabilidade radial em dutos flexíveis com defeitos na bandagem de alta resistência sujeitos a cargas axiais compressivas

Resumo

O riser flexível é composto por várias camadas estruturais, as quais geram, em conjunto, características de resistência, estanqueidade e flexibilidade desejadas tanto em sua instalação quanto em sua operação. Em relação à resistência mecânica, a estrutura desses dutos flexíveis deve suportar os mais variados tipos de solicitações atuantes de forma combinada ou isolada. Uma das formas isoladas de solicitação é a compressão axial, a qual é responsável pela instabilidade radial do duto flexível. A instabilidade radial ocorre principalmente quando o riser apresenta danos na bandagem externa, a qual é responsável pela resistência às deformações radiais. Esse dano na bandagem é gerado devido à logística de lançamento, defeitos de projeto ou materiais, carregamentos excessivos ou quedas. Os danos na bandagem externa do duto, juntamente com a carga axial compressiva podem levar o riser a falhas catastróficas devido às deformações radiais, também conhecidas por gaiola de passarinho (birdcaging), gerando, assim, uma complexa análise local para a busca de soluções capazes de prever o comportamento do riser. Portanto, este estudo objetiva mensurar o tamanho do defeito na bandagem externa de risers flexíveis sujeitos a cargas compressivas que levam à geração da gaiola de passarinho e, por consequência,à perda de rigidez do duto. As medidas serão realizadas através de um modelo tridimensional em elementos finitos desenvolvido no software de simulação Abaqus e de testes em escala real nos equipamentos de teste do LAMEF (Laboratório de Metalurgia Física), de forma a validar o modelo.

Palavras-chave: gaiola de passarinho, defeitos na capa externa de risers, elementos finitos, cargas compressivas.