Contribution to study of erosive and abrasive wear of polyurethane used in petroleum and mining industry

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 TecnológicoMestre em Engenharia MêcanicaEm 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