Avaliação da influência do tempo de aplicação do adesivo e dos picos de pressão do golpe de ariete na resistêcia de reparos compostos em tubulaçoes metálicas

Abstract

5 RESUMO Título: Avaliação da Influência do Tempo de Aplicação do Adesivo e dos Picos de Pressão do Golpe de Aríete na Resistência de Reparos Compostos em Tubulações Metálicas. A aplicação de luvas compostas ou remendos aderidos é uma alternativa eficaz para o reparo de defeitos por corrosão localizada com perfuração total em tubulações. A adesão entre a superfície metálica e o compósito é garantida por uma camada adesiva, cuja aplicação deve evitar descontinuidades para assegurar a eficiência do reparo. A resistência desse tipo de reparo, avaliada pela pressão de falha, é influenciada por diversos fatores, como acabamento da superfície, espessura do compósito, tempo de cura e transientes hidráulicos Este estudo investiga dois aspectos críticos para a segurança e confiabilidade desses reparos. O primeiro é a influência do Tempo Inicial para Aplicação do Adesivo (ti), ou seja, o intervalo entre a mistura da resina epóxi e do agente de cura e a aplicação do adesivo. Foram conduzidos testes hidrostáticos de bolhas (blister burst tests) em quatro intervalos de tempo (0, 4, 8 e 12 minutos), totalizando 36 ensaios. Os resultados demonstraram que ti afeta significativamente a pressão de falha. Um modelo analítico foi desenvolvido para prever a resistência à ruptura em função desse parâmetro, com boa concordância com os dados experimentais. O segundo aspecto analisado é o impacto dos picos de pressão causados por transientes hidráulicos, especificamente o golpe de aríete. As normas ASME PCC-2 e ISO 24817, que estabelecem critérios para a espessura do reparo, consideram apenas a pressão operacional, o que pode ser não conservativo em certos cenários. O fechamento abrupto de válvulas pode gerar ondas de choque que resultam em pressões muito superiores às condições normais de operação, comprometendo a integridade do reparo. Para abordar essa questão, foi utilizada uma abordagem simplificada baseada em mecânica da fratura elástica linear, onde a espessura do reparo é obtida considerando o aumento de pressão de Joukowsky somado à pressão operacional. Os resultados desta pesquisa contribuem para o aprimoramento dos critérios de reparo em tubulações corroídas, considerando tanto a influência do tempo de aplicação do adesivo quanto os efeitos de transientes hidráulicos. Dessa forma, são propostas adaptações que podem ser incorporadas às normas ASME PCC-2 e ISO 24817, melhorando a segurança e a confiabilidade dos sistemas de reparo com compósitos.The application of composite sleeves or bonded patches is an effective alternative for repairing through-wall localized corrosion defects in pipelines. Adhesion between the metallic surface and the composite is ensured by an adhesive layer, which must be applied without discontinuities to guarantee the repair’s effectiveness. The strength of such repairs, evaluated through failure pressure, is influenced by several factors, such as surface finish, composite thickness, curing time, and peak pressures. This study investigates two critical aspects of the safety and reliability of these repairs. The first is the influence of the Initial Time for Adhesive Application (ti), which refers to the interval between mixing the epoxy resin with the curing agent and applying the adhesive. Hydrostatic blister burst tests were conducted at four different time intervals (0, 4, 8, and 12 minutes), totaling 36 tests. The results show that ti significantly affects failure pressure. An analytical model was developed to predict rupture strength as a function of this parameter, showing good agreement with experimental data. The second aspect analyzed is the impact of peak pressures caused by hydraulic transients, specifically water hammer. The ASME PCC-2 and ISO 24817 standards, which define repair thickness criteria, consider only operational pressure, which may not be conservative in certain hydraulic scenarios. The abrupt closure of valves can generate shock waves, leading to pressures significantly higher than normal operating conditions and compromising repair integrity. To address this issue, a simplified approach based on linear elastic fracture mechanics was used, where the repair thickness is obtained by considering the Joukowsky pressure increase added to the operating pressure. The findings of this study contribute to improving repair criteria for corroded pipelines by considering both the influence of the adhesive application time and the effects of hydraulic transients. Thus, adaptations are proposed that can be incorporated into the ASME PCC-2 and ISO 24817 standards, enhancing the safety and reliability of composite repair systems