Soquetagem de cabos de fibra poliéster com resina epóxi

Abstract

A soquetagem de cabos de fibra poliéster (PET) com resina termorrígida é uma técnica que vem sendo desenvolvida, visando à aplicação da mesma em cabos sintéticos de ancoragem de plataformas petrolíferas em águas profundas. O procedimento de soquetagem consiste em fixar a extremidade do cabo em um dispositivo metálico vazado em formato cônico, o soquete, no qual se adiciona uma resina polimérica que cura, tornando-se rígida. O trabalho visou determinar um procedimento e um tipo de resina termorrígida apropriados à soquetagem de cabos de fibra poliéster. A fibra de PET que compõe o cabo utilizado na soquetagem foi analisada termicamente por Termogravimetria (TGA) para avaliação da estabilidade térmica e por calorimetria exploratória diferencial (DSC) para avaliação da temperatura de transição vítrea (Tg) e da temperatura de fusão (Tm). O lubrificante que recobre a fibra de PET foi analisado por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). As resinas bicomponentes comerciais selecionadas para o trabalho foram aquelas atualmente empregadas na soquetagem de cabos de aço, a resina Wirelock (poliéster) e a Calcepóxi (epóxi), e resinas epóxi Araldite. Os componentes da resina poliéster comercial foram caracterizados por FTIR. A estabilidade térmica das resinas após a cura foi avaliada por TGA, e o comportamento térmico das resinas antes e após a cura por DSC. A resposta viscoelástica das resinas curadas foi avaliada por Análise Dinâmico-Mecânica (DMA). Determinou-se a dureza de corpos-de-prova de resina epóxi com endurecedores nas proporções indicadas pelo fabricante e em proporções definidas neste trabalho. Algumas das resinas selecionadas foram testadas em ensaio de compressão. Cabos de 10 mm (escala laboratorial) e 48 mm (escala piloto) foram soquetados com resinas comerciais e avaliados por ensaio mecânico de tração. Verificou-se que o tipo de resina e sua viscosidade, a conicidade do soquete e a razão volumétrica resina/fibra são parâmetros relevantes para o bom desempenho mecânico do cabo de PET soquetado. A formação de uma camada contínua de resina na parede do soquete revestindo o cabo foi determinante para a obtenção de excelentes resultados.

The socketing of polyester (PET) fiber ropes with thermoset resin has been developed aiming their application as mooring synthetic ropes for deep water oil platforms. The socketing procedure consists of fixing the ends of the rope in a hollow metallic device of conical shape, the socket, which receives the liquid polymeric resin that becomes hard after the cure. The specific aim of this work was to determine a procedure and a thermoset resin suitable for socketing PET fiber ropes. The PET fiber was analyzed by TGA and DSC. The lubricant that covers the PET fiber was analyzed by FTIR. Commercial bicomponent resins used for the socketing of steel cables, polyester resin (Wirelock) and epoxy resin (Calcepóxi), were comparatively evaluated with some selected epoxy resins (Araldite). Thermal stability of the cured resins was evaluated by TGA, and the cure and thermal behaviour of the resins were evaluated by DSC. The viscoelastic behaviour of the cured resins was evaluated by DMA. Ropes of 10 mm (lab scale) and 48 mm (pilot scale) were socketed with these resins and evaluated in tensile testing. It was verified that the resin type, the socket conicity and the resin/fiber volumetric ratio must be considered for optimum performance for the PET fiber rope. A continuous resin layer in the inner wall of the socket surrounding the rope is also very important for a successful socketing procedure.