Modelo “Finite Element Method” (FEMm) para el Colapso de “Liners” Termoplásticos

F. RUEDA; P.M. FRONTINI; J,L. OTEGUI

Rosario

Congreso; ENIEF 2011; 2011

La utilización de “liners” termoplásticos en la industria petrolera es una técnica ampliamente utilizada como método de protección anti-corrosión o para la rehabilitación de cañerías existentes dañadas. A altas presiones de operación los polímeros disuelven gases (CO2 y CH4) del crudo, que irremediablemente permean a través del espesor del tubo termoplástico. Esto genera que luego de un tiempo de servicio los “liners” puedan colapsar por presión externa en ejercicios obligatorios de descompresión durante periodos de revisión del sistema de tuberías. ….En el presente trabajo se modelo el colapso por presión externa de un “liner” de “High Density Polyethylene” (HDPE) aplicando “Finite Element Method” (FEM) con el método de Riks y con elementos hidrostáticos, metodología no encontrada hasta el momento en la literatura. La utilización de este tipo de elementos, permitiría modelar situaciones dinámicas y considerar ecuaciones constitutivas dependientes del tiempo. Los resultados al aplicar elementos hidrostáticos en una simulación estática del sistema fueron contrastados con los resultados de Riks y con los modelos analíticos de Glock y Jacobsen para distintas relaciones espesor-diámetro (t/D). Los resultados con elementos hidrostáticos para un “liner” sin defectos y con un modelo constitutivo elastoplástico ideal, resultaron coherentes con las presiones de colapso calculadas con los métodos analíticos y por el método de Riks. Esto permitió ampliar el modelo a casos con distintos modelos constitutivos. Luego de validar la aplicación de elementos hidrostáticos con los modelos analíticos y con “Finite Element Method” (FEM) ya utilizados con un sistema estático, el trabajo a futuro es ampliar la simulación a un modelo dinámico con una ecuación constitutiva dependiente del tiempo que represente mejor el comportamiento real del “High Density Polyethylene” (HDPE). Se esta trabajando también en la validación experimental del modelo.