The umbilical cable is today an important technology used to control equipment on the
seabed in the production of offshore oil in deep and ultra-deep waters. The umbilical is
composed of several components, including steel tube for transporting fluids for
hydraulic control of equipment in the bed. Such tubes are susceptible to fatigue during
their life in umbilical operation. Fatigue strength is influenced by the accumulated
plastic strain (APS) undergone by the tubes during the entire manufacturing process
until installation/storage on spools. This study investigated the way in which two
different conditions of application of APS (repeated flexion and alternating flexion)
influence the fatigue strength of the tubes. For this, fatigue specimens were machined
from super duplex umbilical tube, which received 5% APS by repeated cyclic bending
and alternating cyclic bending. Residual stresses and strains that were accumulated in
the specimens were measured by computer simulation. Microstructural and
microhardness analyzes were performed on the specimens after fatigue fracture.
Although the microhardness of the group subjected to alternating bending showed a
slightly higher hardness, ANOVA showed that this difference was not significant, as
there were no relevant changes in the microstructure of the two groups of specimens
after fatigue fracture. However, the group subjected to alternating plastic strain
experienced lower fatigue strength. Therefore, the way in wich the tubes are deformed
during manufacture and storage influences their fatigue performance.O cabo umbilical é hoje uma das grandes tecnologias utilizadas para controle de
equipamentos no leito marinho na produção de petróleo offshore em águas profundas e
ultraprofundas. O umbilical é constituído por vários componentes, inclusive tubo de aço
para transporte de fluidos para controle hidráulico de equipamentos no leito. Tais tubos
são susceptíveis à fadiga durante a vida em operação do umbilical. A resistência à
fadiga é influenciada pela deformação plástica acumulada (APS) sofrida pelos tubos
durante todo processo de fabricação até instalação/armazenamento em carreteis. Esse
estudo investigou a maneira como duas diferentes condições de aplicação da APS
(flexão repetida e flexão alternada) influenciam na resistência à fadiga dos tubos. Para
isso, foram usinados corpos de prova de fadiga a partir de tubo super duplex de
umbilical, os quais receberam 5% de APS por flexão cíclica repetida e flexão cíclica
alternada. As tensões e deformações residuais que ficaram acumuladas nas amostras
foram medidas por simulação computacional. Análises microestruturais e de
microdureza foram realizadas nos corpos de prova após fratura por fadiga. Embora a
microdureza do grupo submetido à flexão alternada tenha apresentado dureza um pouco
maior, a ANOVA demonstrou que não foi significativa essa diferença, como também
não houve relevantes alterações na microestrutura dos dois grupos de amostras após a
fratura por fadiga. Porém, o grupo submetido a deformação plástica alternada
apresentou menor resistência a fadiga, evidenciando, que a maneira como os tubos são
deformados durante a fabricação e armazenamento influencia o seu desempenho em
fadiga.São Cristóvã
