Tubulações de PRFV com adição de areia quartzosa visando sua aplicação na indústria do petróleo

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Cargas de adição são utilizadas com freqüência, em materiais compósitos, para atingir propriedades mecânicas requeridas por normas e para redução de custos. As tubulações em plástico reforçado com fibras de vidro (PRFV), utilizadas para aplicações com altas pressões, devem atender a requisitos mínimos de projeto estabelecidos em normas. Para tanto, a areia vem sendo utilizada como carga de adição, no sentido de manter os tubos em PRFV competitivos no mercado. A areia é adicionada para aumentar a espessura da parede, aumentando com isso a rigidez. Este trabalho teve como principal objetivo analisar a influência da areia nas propriedades mecânicas de tubulações de PRFV, visando sua aplicação na indústria do petróleo e do gás, através de ensaios comparativos entre tubos com e sem a adição de areia. Os tubos foram fabricados com fibras de vidro tipo E na forma de fios contínuos e manta, resina poliéster ortoftálica e areia quartzosa. A fabricação foi realizada em duas etapas distintas, sendo a primeira camada do tubo denominada de barreira química (processo de laminação manual) e a segunda camada denominada estrutura (fabricada pelo processo de filamento contínuo). A areia é adicionada no tubo juntamente com as camadas de filamento contínuo e, portanto, é um constituinte da estrutura do tubo. A análise comparativa foi conduzida através de ensaios de tração axial e ircunferencial, pressão hidrostática e rigidez, além de análises com microscópio eletrônico de varredura (MEV). Foram avaliadas as forças resultantes de ruptura e o módulo de elasticidade circunferencial, além da rigidez. As análises com MEV foram conduzidas para verificar a presença de danos causados as fibras, durante o processo de fabricação, e para verificar as condições do laminado após os ensaios de pressão hidrostática. Os resultados mostraram que a adição de areia causou uma redução na pressão de ruptura do tubo de 17 %. Porém esta perda foi compensada pelo grande acréscimo na rigidez que foi da ordem de 380 % . As análises no MEV mostraram que ocorrem danos durante o processo de fabricação, mas em quantidades muito pequenas. Na maioria dos casos o contato areia/fibras ocorre sem evidências de danos. Em resumo, a areia representa uma redução de 27,8 % no custo final do tubo, que somado aos bons resultados obtidos nos ensaios mecânicos, faz deste material uma excelente opção de carga de adição para tubulações de PRFV utilizadas com altas pressões

ASSUNTO(S)

areia quartzosa filamento contínuo composites fiberglass pipes compósitos siliceous sand filament winding tubos de prfv engenharia mecanica

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