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Qualificação Umbilical de Potência

Umbilicais de potência tem um papel de extrema importância em aplicações offshore, sendo responsáveis pela transmissão de energia entre as plataformas de produção e equipamentos submarinos, por exemplo. Basicamente, estes cabos são estruturas flexíveis compostas de diferentes camadas, sendo capazes de suportar deformações elevadas sem apresentar falha.

Dependendo do tipo de situação, os cabos umbilicais podem ser projetados para aplicações estáticas e/ou dinâmicas. Em aplicações onde estes equipamentos estão sujeitos a carregamentos dinâmicos, o dano relacionado ao fenômeno da fadiga poderá ocorrer. Desta forma, é de extrema importância a verificação e validação das metodologias adotadas durante a etapa de projeto destes componentes.

No ano de 2014, a Simeros em parceria com o Laboratório de Metalurgia Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul foi responsável pelo projeto e execução de ensaios relacionados ao programa de qualificação de um umbilical de potência a ser instalado na costa oeste dos Estados Unidos. O programa de qualificação visou, principalmente, confirmar as propriedades mecâncias do cabo umbilical, verificar se as propriedades elétricas resistiriam a carregamentos dinâmicos, validar o modelo numérico local utilizado na etapa de projeto e verificar se o conceito de umbilical adotado era adequado para ser instalado.

 

 

Durante o programa de qualifcação, diversos ensaios em escala reduzida e escala real foram realizados, seguindo as diretrizes disponíveis na norma API 17E e especificações dos clientes. Dentre os ensaios realizados, podem ser destacados os seguintes:

  • Ensaios estáticos em escala reduzida para determinação das propriedades mecânicas das armaduras de tração e condutores de cobre.
  • Ensaios de fadiga em escala reduzida das armaduras de tração e condutores de cobre visando confirmar as curvas S-N adotadas na fase de projeto.
  • Ensaio em escala reduzida visando avaliar o desgaste da capa plástica externa em contato com superfícies metálicas.
  • Ensaio estático em escala real de esmagamento (crush) e avaliação do coeficiente de atrito entre o cabo umbilical e as sapatas utilizadas no tensionador de instalação.
  • Ensaios estáticos em escala real para determinação das propriedades mecânicas globais do cabo de potência, isto é, rigidez axial, torcional e flexural.
  • Ensaios dinâmicos em escala real visando confirmar a integridade estrutural do equipamento durante o tempo previsto de operação.

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