Análise da Integridade Estrutural de Cabos Dinâmicos Marinhos: Árvores de Água e Fadiga

Resumo Os cabos de energia offshore são tipicamente projetados para ter uma vida útil de cerca de 25 anos. Está surgindo um padrão em que esses cabos duram apenas 10 anos ou até mesmo apenas dois. O consenso principal sobre o motivo da vida útil ser tão curta deve-se a uma combinação de fadiga e danos por fretting/desgaste dos condutores de cobre e formação de árvores de água no material isolante. Este estudo apresenta um método que pode ser utilizado para analisar a integridade estrutural de cabos de energia subaquáticos dinâmicos e estimar sua vida útil determinada pelos fatores acima. Os modelos de simulação numérica desenvolvidos e usados para realizar análises de fadiga globais e locais de cabos de energia subaquáticos dinâmicos são apresentados, juntamente com métodos e modelos para avaliar fretting, desgaste e crescimento de defeitos de árvore de água. Uma metodologia para avaliação da integridade estrutural que inclui todos esses fatores é proposta. Um cabo de energia subaquático dinâmico conectado a um conversor de energia das ondas é utilizado como estudo de caso para comparação da vida útil quando esses fatores são considerados em comparação com quando, por exemplo, o crescimento de árvores de água é excluído. Uma análise de sensibilidade numérica demonstra que o valor da condutividade elétrica da água do mar e o fator de intensidade de estresse limite do material isolante influenciam muito a vida útil do cabo.