Análise vibratória em tubulações de fluxo bifásico

Abstract

O presente trabalho realizou um estudo vibratório em uma tubulação, localizada na Unidade de Secagem de Diesel (U-706) da REFAP, que apresenta vibrações excessivas devido à presença de fluxo bifásico. Por meio de simulações estáticas, análises modais e dinâmicas (conforme normas vigentes) apresentaram-se dois cenários com o intuito de minorar os efeitos da vibração na tubulação em estudo. Assim, comparados os resultados encontrados para cada cenário proposto, é correto afirmar que: (1) o modo de vibração computado pelo modelo computacional para a frequência natural de 3,508 Hz apresentava o mesmo comportamento do encontrado em campo (necessidade de alterar as frequências naturais do sistema para evitar a ocorrência de ressonância); (2) todos os cenários apresentaram tensões dentro das admissíveis segundo a norma ASME B31.3 para análises estáticas; (3) os esforços estáticos calculados estão dentro dos admissíveis apresentados pelo fabricante da Torre U-706001; (4) a utilização de uma guia (cenário B) mostrou-se eficiente para solução do problema; (5) a tubulação apresenta vida útil infinita para carga de vibração imposta, dentro do cenário B, desde que a frequência de aplicação desta carga não ultrapasse o valor de 4,8 Hz; e, (6) as tensões encontradas para vibração imposta, dentro do cenário B, estão dentro das admissíveis da Norma ASME VIII Div. 2 para um período de vida útil de 20 anos.

This research, entitled Vibratory Analysis in Pipe Systems of Biphasic Flow, performed a vibratory study in a pipe system located in the Drying Unit of Diesel (U-706) of Refinery Alberto Pasqualini (REFAP), which shows excessive vibrations due to the presence of biphasic flow. Through static simulations and also modal and dynamic analyses (in compliance with rules in force) were presented two scenarios aiming to lessen the effects of vibration in the pipe system under analysis. Thereby, compared the results found in each scenario proposed, it is possible to assert that: (1) the mode shapes computed by the analytical model to the natural frequency of 3,508 Hz presented the same behavior of the one found in field (necessity of altering the natural frequencies of the system in order to avoid the occurrence of resonance); (2) all the scenarios presented stresses among the allowable in accordance with ASME B31.3 to static analyses; (3) the static efforts calculated are among the ones allowable by the manufacturer of the Tower U- 706001; (4) the use of a guide (scenario B) showed efficiency in the problem’s solution; (5) the pipe system presented infinite life cycle for the load imposed, in scenario B, once the frequency of this charges’ application do not exceed the limit of the 4,8Hz; and (6) the stress found under the imposed vibration, in scenario B, are among the ones allowable by ASME VIII Div. 2, for a twenty-year life cycle.