Title

DESGASTE ABRASIVO EM MATERIAIS POLIMÉRICOS UTILIZADOS NA PROTEÇÃO DE LINHAS FLEXÍVEIS DE CONDUÇÃO DE PETRÓLEO

ABRASIVE WEAR OF POLYMERS USED AS PROTECTION LAYERS IN OIL FLOWLINES

Authorship

Neto, Francisco Francelino Ramos; Negreiros, Luiz Antônio Sulino de; Motta, Antônio Marcos Rego; Filho, Lauro Lemos Lontra; Paes, Marcelo Torres Piza; Franco, Sinésio Domingues

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Filho, Lauro Lemos Lontra

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DOI

10.5151/2594-5327-0368

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Abstract

Na condução de petróleo em águas profundas são utilizadas linhas flexíveis que, pelo fato de estarem inseridas em um ambiente corrosivo, têm seus elementos metálicos protegidos por materiais poliméricos. Estes revestimentos são caracterizados por sua alta inércia química, além de ter função estrutural sem prejudicar a flexibilidade necessária à linha. No entanto, na região de início do contato da linha com o solo marinho (Touch Down Point), a movimentação relativa provocada por correntes marinhas e/ou deslocamentos da plataforma podem levar a um acentuado processo de desgaste abrasivo desses revestimentos poliméricos. Com o intuito de se reduzir os problemas decorrentes deste desgaste, este trabalho propõe-se a avaliar o desempenho, tanto de materiais atualmente aplicados, como de outros com potenciais de aplicação para este fim. Para realização de ensaios de abrasão foi desenvolvido um equipamento do tipo pino-sobre-cilindro, cujas características principais atendem à norma DIN 53.516. Os ensaios foram realizados em ambiente submerso (água) nas temperaturas de 4, 25 e 40oC e utilizando-se cargas de 5, 10 e 15 N. Foram testados seis materiais sendo uma poliamida, um polietileno, duas borrachas e dois poliuretanos. A avaliação do desgaste foi feita através do método gravimétrico interrompido, sendo a medição de massa realizada em uma balança de 10-5 g de resolução. Os mecanismos de desgaste foram caracterizados através de análises no MEV. Os resultados mostraram que os poliuretanos testados possuem uma resistência ao desgaste abrasivo notavelmente superior aos outros materiais, e que, sob as condições de carga usadas, a temperatura possui pouca influência na taxa de desgaste. Além disso, os resultados de dureza, não mostraram nenhuma correlação clara com os resultados de desgaste para todos os materiais testados.

Abrasion due to rubbing of flexible risers against sediment layer is an important degradation mechanism in deep-water oil and gas production. Polymeric materials are usually selected to protect such flexible risers due to their excellent corrosion resistance to seawater, maintaining at the same time, the structural integrity and enough flexibility. However, at the touch down point region (TDP), the relative movement caused by the sea streams and/or displacements of the platform can lead to excessive abrasive wear of these polymeric layers. To evaluate the performance, as much of materials currently applied, as of others with potential application for this end, it had carried out abrasive laboratory tests (DIN 53,516). The submerged wear tests carried out in water, in the temperatures of 4, 25 and 40oC and using the normal loads of 5, 10 and 15 N had shown that the tested elastomeric polyurethanes possess the best performances, mainly in the most severe conditions.

Keywords

Desgaste abrasivo; Polímeros; Linhas flexíveis.

Abrasive wear; Polymers; Oil flowlines.