Dissertação
Contribuição ao estudo do desgaste erosivo e abrasivo de poliuretanos utilizados na indústria mineradora e petrolífera
Contribution to study of erosive and abrasive wear of polyurethane used in petroleum and mining industry
Registro en:
OLIVEIRA, Hermes Paulo Santos de. Contribution to study of erosive and abrasive wear of polyurethane used in petroleum and mining industry. 2011. 174 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.
Autor
Oliveira, Hermes Paulo Santos de
Institución
Resumen
In may of 2011 has begun the production of oil in the Tupi area, which is one of the pre-salt
deposits that can change the profile of PETROBRÁS deposits. The transportation of the oil is
performed by flexible ducts formed by a multi-layer of metallic and polymeric materials, witch
connect the exploration well to the platform. This ducts, when touching the maritime soil of TDP
suffers a sever wear process. One technology adopted by the company in recent years is
flexible ducts protections in the TDP area performed by split gutters of polyurethane elastomer.
This paper work has as goal to classify and evaluate the polyurethane elastomer to the
abrasive and erosive wear witch are commons in the oil and mining industry. The evaluations of
the abrasive and erosive wear were performed trough nine different polyurethanes with
different raw materials, polyols and isocyanates. The specimens were submitted to the
hardness test for characterization and one conclusion was that they were not different from the
previous paper work done by SANTOS in 2007, which has the same chemicals formulations.
The erosive wear test was conducted at Jet impingement, but it was not possible to capture the
mass loss by gravimetric techniques and the theoretical volume lost was the result masked due
to surface irregularities. The abrasive wear test was performed in the SUGA equipment by two
sandpaper with 80 and 220 mesh. In the 80 mesh abrasive sandpaper, incur the formation of
three different groups of materials that behaved in different manner in the abrasive wear. In the
endurance test using an abrasive pad of 220 mesh was observed discrete groups of materials
behaving differently to abrasive wear. In the images taken by the electronic sweep microscope
was noted that the predominant micro-mechanism of wear was the micro-cut and, also, and
detachment of fragments through brittle fracture and some images showed the Schallamach
pattern. Another stage of this paperwork tried to correlate the mechanical properties to the
abrasive wear taxes, suggesting theoretical wear models that approximates from the ones
obtained with the SUGA equipment. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Mestre em Engenharia Mêcanica Em maio, de 2011, teve início a produção de petróleo na área de Tupi, é uma das jazidas do
pré-sal que pode mudar o perfil das reservas da PETROBRAS. O transporte do petróleo é
realizado por dutos flexíveis compostos de multicamadas de materiais metálicos e poliméricos,
os quais ligam o poço de exploração à plataforma. Esta tubulação, ao tocar o solo marítimo na
região do TDP, experimenta um processo de desgaste severo. Uma tecnologia, adotada pela
companhia nos últimos anos, é a proteção dos dutos flexíveis na região do TDP por calhas
bipartidas de elastoméricos de poliuretanos. Este trabalho tem como objetivo avaliar e
classificar elastômeros de poliuretanos ao desgaste abrasivo e erosivo comuns nas indústrias
petrolíferas e de mineração. A avaliação ao desgaste abrasivo e erosivo foi realizada através
de nove formulações de poliuretanos com diferentes matérias primas, póliois e isocianato. Os
corpos de provas foram submetidos ao teste de dureza para a caracterização e, concluiu-se
que não houve divergências das amostras de trabalhos anteriores realizados pos SANTOS em
2007, os quais possuíam as mesmas formulações químicas. O ensaio de desgaste erosivo foi
realizado no equipamento Jato, porém, não foi possível captar a perda de massa pelas
técnicas gravimétrica e a do volume teórico perdido; ficou mascarado o resultado devido a
irregularidades superficiais. O desgaste abrasivo foi realizado no equipamento Suga por duas
lixas abrasivas com granulometrias de 80 e 220 mesh. Na configuração da lixa abrasiva 80
mesh, houve a formação de três grupos distintos de materiais que comportaram-se de maneira
distinta ao desgaste abrasivo. Contudo no ensaio de desgaste, utilizando uma lixa abrasiva de
220 mesh, foi observado grupos discretos de materiais, comportando-se de maneira diferente
ao desgaste abrasivo. Nas imagens realizadas no microscópio eletrônico de varredura, notouse
que o micro mecanismo predominante de desgaste foi o microcorte e, ainda, a presença de
microtrincas e o destacamento de fragmentos, através de fratura frágil, e algumas imagens
apresentaram o padrão de Schallamach. Outra etapa deste trabalho procurou correlacionar as
propriedades mecânicas com a taxa de desgaste abrasiva, sugerindo modelos de desgastes
teóricos que se aproximam dos obtidos no equipamento Suga.