Avaliação comparativa de dutos não metálicos RTP e dutos metálicos via análise de elementos finitos e de sensibilidade

O duto termoplástico reforçado, conhecido como RTP, é uma tecnologia disruptiva que oferece uma alternativa ao metal em aplicações nos setores de energia, industriais e de óleo e gás. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um modelo computacional para análise de tensões e deformações em dutos RTP submetidos a carregamentos em aplicações do segmento onshore. Ao longo do desenvolvimento do trabalho, serão comparados tubos metálicos rígidos com tubos flexíveis RTP. Nas análises, o HDPE e o PA6 serão considerados para o liner e capa externa dos tubos RTP, e os materiais AISI 304L e o SAE 1020 serão utilizados para os tubos metálicos. Para cada uma delas, serão simulados esforços de tração, flexão e pressão para cada tipo de material, e, por fim, será observado graficamente como cada um deles vai responder a diferentes tipos de carregamentos. O modelo computacional baseia-se no método dos elementos finitos e foi desenvolvido usando o software ANSYS® 2021. Além disso, o trabalho utilizou recursos de gerenciamento de projetos e a abordagem de planejamento de experimentos, para que fosse possível desenvolver o entendimento sobre o potencial que a tecnologia é capaz de atingir. A partir da análise com elementos finitos, verificou-se que os materiais mais rígidos se apresentaram com menores deformações nos testes realizados, apresentando tensões mais elevadas correspondentes aos maiores valores de rigidez, mesmo sendo o produto RTP mais espesso que o produto metálico. Na análise de sensibilidade, foi comprovado estatisticamente que tanto a carga aplicada quanto o tipo de material foram fatores de entrada significativos sendo que a maior influência na variável de resposta foi obtida em face do tipo de material, observando-se dois grandes grupos de materiais: materiais metálicos e materiais não metálicos, lembrando que polietileno e poliamida são materiais mais baratos (materiais commodities) e o aço inoxidável acaba sendo um pouco mais caro que o aço carbono. Em face do desempenho térmico e hidráulico, os dutos RTPs apresentaram-se com melhores resultados esperados quanto à condutividade térmica e perda de carga do fluido a ser transportado, apesar dos dutos metálicos apresentarem uma maior resistência térmica, permitindo um maior envelope de operação. Para construção e montagem, os dutos RTPs embora apresentem vantagens no OPEX, ainda apresentam desafios no ponto de vista do CAPEX. E, finalizando com o gerenciamento de projetos, realizado através de uma Matriz SWOT, foram esquematizadas forças e fraquezas, como reduzido OPEX e elevado CAPEX, oportunidades e ameaças, como aumento da procura de tecnologias alternativas para as metálicas convencionais presentes no mercado e utilização histórica dos metais em processos de construção e montagem (Normas e práticas consolidadas), para os dutos RTPs que se confirmaram como uma tecnologia disruptiva e de grande potencial para a indústria

Authors dc:creator

• Oliveira, Barbara Abreu de
• Santos, Caio de Souza

Advisor dc:contributor.advisor

• Silva, Antonio Henrique Monteiro da Fonseca Thomé da

Statement dc:rights

• Open Access

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• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/

Language dc:language.iso

pt_BR

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https://app.uff.br/riuff/handle/1/23168

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