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Dutos flexíveis são equipamentos fundamentais para a produção offshore de óleo e gás em todo o mundo. Um ambiente ácido poderá se formar no espaço anular, devido a permeação de H2S e a condenção de água ou alagamento pela ruptura da capa externa em conjunto com a permeação de H2S, expondo os fios da armadura de tração a um ambiente sour, o que pode levar ao trincamento induzido por sulfetos (TIS) e/ou trincamento induzido por hidrogênio (TIH). O objetivo do trabalho é avaliar, através de testes eletroquímicos e de carga constante, a eficiência de um revestimento de alumínio obtido por aspersão térmica em mitigar os fenômenos de TIS e TIH em aços de alta resistência, utilizados para a fabricação dos fios da armadura de tração de dutos flexíveis. Os testes eletroquímicos confirmaram o comportamento anódico do revestimento em relação ao aço e estimaram uma vida útil de 2,5 anos. Além disso, a permeação eletroquímica revelou uma redução significativa do hidrogênio que se difundiu pelo revestimento e chegou ao substrato. Os testes de carga constante indicaram que as amostras não revestidas falharam por TIS e também por TIH. Para as amostras totalmente revestidas, não foram observados os fenômenos de TIS e TIH. O revestimento de alumínio apresentou um efeito de dupla barreira, dificultando a corrosão do aço e a absorção de hidrogênio, eliminando o TIS e o TIH. As amostras revestidas com defeito foram catodicamente protegidas e não foram observadas trincas do tipo TIH. Flexible risers are critical equipment for the production of oil and gas in offshore fields around the world. An acidic environment may be formed in the annular space, due to H2S permeation and water condensation or flooding due to rupture of the external sheath, exposing the tensile armour steel wires to a sour environment, which may promote sulphide stress cracking (SSC) and/or hydrogen-induced cracking (HIC). This work aims to evaluate through electrochemical and constant displacement tests the effectiveness of thermal spray aluminium (TSA) coating to mitigate SSC and HIC in high strength steel used to manufacture the tensile armour of a flexible riser. Electrochemical tests confirmed the anodic behaviour of the coating against the steel and estimated a service life of 2.5 years. In addition, electrochemical permeation revealed a significant reduction in hydrogen that diffused through the coating and reached the substrate. The constant displacement test indicated that the non-coated samples failed by SSC although some cracks were also found in the samples mid-section due to HIC. For Al-coated samples, no signs of SSC and HIC were observed. The TSA coating showed a dual barrier effect, hindering either corrosion of steel or hydrogen up-taking, and neither SSC nor HIC was observed. Samples with a coating defect were cathodically protected and no HIC was observed.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:29:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcelo Badini Daflon texto completo.pdf: 5708350 bytes, checksum: c60573defbb8b7e6546192aa10db8f3c (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T18:29:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcelo Badini Daflon texto completo.pdf: 5708350 bytes, checksum: c60573defbb8b7e6546192aa10db8f3c (MD5) Previous issue date: 2010-09-08 This project aims to present the study of tensile armor wires usually employed in the transport of oil, gas and hydraulic umbilicals in the petroleum industry. This study was developed as a need for better anchoring of the tensile armor wires in order to guarantee that even after the rupture of the wire within the connector it will not slip causing the fall of the flexible riser. Thus was established the adhesion study of the interface of the tensile armor wires of the flexible risers. After the end of the tests a new procedure for improving mechanical adhesion between the wires and the epoxy resin was studied. After the end of the adhesion tests tensile test was performed on each wire of the tensile armor under its mounting on the end fitting for checking the loading that reaches the hook of the armor wires. The trials performed in the 2.5 end fitting show that the tensile armor wire hooks are of great importance for the structural integrity of the flexible riser, as there is no contact between the resin cone formed within the end fitting and the tensile armor wires area. Este projeto tem o objetivo de apresentar o estudo dos arames da armadura de tração que são empregados no transporte de óleo, gás e umbilicais hidráulicos na indústria petrolífera. Este estudo foi desenvolvido sob a necessidade de melhor ancoragem dos arames da armadura de tração de modo a garantir que, mesmo após a ruptura do arame dentro do conector não haverá o escorregamento do mesmo provocando a queda do duto flexível. Assim sendo, foi estabelecido o estudo de aderência da interface dos arames da armadura de tração dos dutos flexíveis. Com os ensaios concluídos se estudou um novo procedimento para o melhoramento de aderência mecânica dos arames com a resina epóxi. Após os ensaios de aderência e adesão concluídos foi realizado ensaio de tração em cada arame da armadura de tração sob sua montagem no conector de extremidade para verificação de carregamento que chegam nos ganchos dos arames da armadura de tração. Os estudos realizados no conector de extremidade de 2,5 demonstram que os ganchos dos arames da armadura de tração são de grande importância para a integridade estrutural do duto flexível, visto que o cone de resina formado dentro do conector não está em contato com toda a área dos arames das armaduras de tração.