Avaliação dos efeitos da corrosão localizada: estudo de caso de tubulação de aço carbono através de abordagens normativas.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Miguel, Mateus Mendes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Confiabilidade estrutural; Corrosão pela água; Finite Element Method; Método dos Elementos Finitos; Structural reliability; Submarines (Equipment); Submarinos (Equipamentos); Water corrosion
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-02102025-081621/

A corrosão localizada, especialmente sob a forma de pites, representa um dos maiores desafios na manutenção da integridade estrutural de tubulações de aço carbono em ambientes agressivos. Esses defeitos, que se desenvolvem de forma irregular ao longo da superfície, podem comprometer a resistência mecânica do material e aumentar o risco de falhas catastróficas. O problema central abordado nesta dissertação é a necessidade de métodos de avaliação que considerem a variabilidade e a criticidade dos pites, especialmente aqueles de pequenas dimensões, cujos efeitos nem sempre são capturados adequadamente por normas de avaliação convencionais, como a ASME B31G e API 579-1/ASME FFS-1. O trabalho explora essa lacuna ao avaliar o impacto dos pites sobre a pressão de explosão, comparando abordagens normativas com simulações com o emprego do Método dos Elementos Finitos (MEF). Para tanto, a dissertação aplica uma metodologia que combina análise probabilística e determinística. A análise probabilística é realizada para ajustar a distribuição dos dados de pressão, utilizando o método AFOSM (Método de Primeira Ordem de Confiabilidade) na linguagem de programação Python. Para a modelagem detalhada dos defeitos, emprega-se a simulação via MEF, permitindo uma avaliação mais precisa das concentrações de tensão ao redor dos pites. Os resultados indicaram que, para defeitos pequenos, a probabilidade de falha calculada pelas normas tende a ser subestimada, pois as funções de estado limite convencionais não capturam totalmente o efeito desses defeitos menores na integridade estrutural. Observou-se ainda que os valores de pressão de explosão estimados pelo MEF foram, em muitos casos, inferiores aos previstos pela norma ASME B31G, devido à capacidade do MEF de simular com maior precisão o comportamento do material e as concentrações de tensão localizadas. Estas observações foram complementadas com estudos probabilísticos que indicaram que, para uma razão profundidade/comprimento crítica, a pressão de explosão convergia para um valor específico de pressão, indicando o limite de influência do diâmetro do pite. A conclusão reforça a importância de avaliações mais detalhadas nos parâmetros normativos para avaliar adequadamente a criticidade de pites menores e sugere que abordagens baseadas em MEF, aliadas a métodos probabilísticos, oferecem uma representação mais realista dos riscos associados a falha da tubulação. Limitações do trabalho incluem a dependência de dados empíricos específicos, apontando para a necessidade de futuras pesquisas que integrem dados em diferentes condições ambientais e explorem técnicas avançadas de modelagem para aprimorar a precisão das previsões.