Desenvolvimento e comissionamento de máquina para testes de fadiga por ressonância em dutos rígidos

Abstract

Este trabalho descreve a metodologia desenvolvida para fabricação e comissionamento de um novo conceito de máquina para realização de testes de fadiga por ressonância de tubos rígidos em escala real, visando oferecer soluções técnicas para determinados pontos de melhoria encontrados em equipamentos já existentes. O equipamento foi desenvolvido sob os conceitos de análise vibratória, com o auxílio de ferramentas de CAD e método de elementos finitos. A metodologia de projeto do equipamento foi desenvolvida através de projeto conceitual e seleção de conceito, atingindo evolução gradual através de testes experimentais e aplicação contínua de melhorias. Uma vez fabricada a máquina, foi realizado um teste em trecho de duto íntegro, sem costura, com elevado nível de corrosão superficial externa, visando a validação do projeto e o comissionamento da bancada de testes. Este trecho de duto é de aço API 5L X65 com seis metros de comprimento, 219,1 mm de diâmetro externo e 22,2 mm de espessura, com pressão interna de 200 bar, acrescida de deformação com amplitude constante média de ± 750 μm/m no centro do tubo. O critério de falha adotado foi o surgimento de uma trinca na direção circunferencial, passante ao longo da espessura. Durante o teste, foram adquiridos os dados de deformação, aceleração, frequência, pressão interna, temperatura interna e temperatura ambiente. A análise de falha foi realizada na região da fratura para confirmar a ocorrência de fadiga no tubo. O desenvolvimento da bancada e a posterior realização dos ensaios permitiram avaliar a eficiência e a produtividade do equipamento, o qual se mostrou vantajoso frente aos conceitos existentes e apto para a execução de testes em tubos rígidos de forma rápida e satisfatória.

Este trabalho descreve a metodologia desenvolvida para fabricação e comissionamento de um novo conceito de máquina para realização de testes de fadiga por ressonância de tubos rígidos em escala real, visando oferecer soluções técnicas para determinados pontos de melhoria encontrados em equipamentos já existentes. O equipamento foi desenvolvido sob os conceitos de análise vibratória, com o auxílio de ferramentas de CAD e método de elementos finitos. A metodologia de projeto do equipamento foi desenvolvida através de projeto conceitual e seleção de conceito, atingindo evolução gradual através de testes experimentais e aplicação contínua de melhorias. Uma vez fabricada a máquina, foi realizado um teste em trecho de duto íntegro, sem costura, com elevado nível de corrosão superficial externa, visando a validação do projeto e o comissionamento da bancada de testes. Este trecho de duto é de aço API 5L X65 com seis metros de comprimento, 219,1 mm de diâmetro externo e 22,2 mm de espessura, com pressão interna de 200 bar, acrescida de deformação com amplitude constante média de ± 750 μm/m no centro do tubo. O critério de falha adotado foi o surgimento de uma trinca na direção circunferencial, passante ao longo da espessura. Durante o teste, foram adquiridos os dados de deformação, aceleração, frequência, pressão interna, temperatura interna e temperatura ambiente. A análise de falha foi realizada na região da fratura para confirmar a ocorrência de fadiga no tubo. O desenvolvimento da bancada e a posterior realização dos ensaios permitiram avaliar a eficiência e a produtividade do equipamento, o qual se mostrou vantajoso frente aos conceitos existentes e apto para a execução de testes em tubos rígidos de forma rápida e satisfatória.