Eng. de Mateiais

1. Introdução

Um novo tipo de fibra foi descoberta na década de 1940 de forma acidental. Pesquisadores despejaram essa nova fibra em uma resina poliéster, que no dia seguinte, mostrou bastante resistente. Após a realização de alguns testes, comprovou-se que o material poderia ser muito útil, por conter variadas propriedades, como resistência, leveza e durabilidade, nasceu-se assim a fibra de vidro.

Já na década de 50 os tubos FRP (fiber reinforced plastic), foram introduzidos no mercado petrolífero como alternativa aos tubos de aço. Estes novos tubos foram uma opção vantajosa para as plataformas de petróleo, uma vez que, são mais resistentes aos desgastes que ocorrem neste tipo de atividade. A grande diferença que esta tubulação traz para o setor de extração e produção de petróleo é o seu baixo custo de manutenção, facilidade de instalação e a sua durabilidade ao longo do tempo, além de alta resistência química, baixo índice de transmissão térmica e baixo peso.

Sendo assim, este relatório visa um maior conhecimento tanto em sua matéria base, a fibra de vidro, quanto das tubulações que possuem este componente como material. Visamos assim, destacar suas funcionalidades e aplicações.

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1. Processo de Fabricação da Fibra de Vidro

O processo de fabricação das fibras de vidro é dividido em cinco etapas: a composição, a fiação, a ensimagem, a bobinagem e a secagem.

2.1 Composição

Moem-se, dosa-se e mescla-se homogeneamente à fibra de vidro e, finalmente, as matérias-primas são destinadas à fabricação. Após a mescla, o vidro é colocado no forno de fusão, onde é acalorado a uma determinada temperatura, que varia de acordo com o tipo de vidro usado.

1. Fiação

Depois de derretido no forno, o vidro é distribuído por canais nas fieiras, onde são banhadas de platina/ródio em forma prismática, e perfuradas na base a uma temperatura de1250°C, para originar-se os filamentos de poucos décimos de milímetros de diâmetro. Na saída da fieira, o vidro é distendido em velocidades de 10 a 60 m/s, resfriando-se por radiação em primeira estância, e posteriormente por pulverização da água. Sendo assim, são obtidos filamentos de várias micras de diâmetro.

2.3 Ensimagem

Após se obter os filamentos que saem das fieiras, o mesmo deverá passar por um processo de revestimento com uma fina película, chamado de ensimagem, a qual é formada por compostos químicos e solução aquosa. A ensimagem é realizada sobre os filamentos, quando estes se encontram a temperatura de 80 a 120°C, segundo as condições do fibrado. A quantidade da mencionada película que é colocada sobre o vidro é de 0,3 a 3% em relação à quantidade de vidro. A inclusão do teor de vidro e ensimagem modificam-se de acordo com os atributos finais pretendidos e as condições de variação, isto é, a ensimagem tem como função realizar a mudança da superfície da fibra de vidro transformando características tais como: a suscetibilidade ao ataque da água; surgimento de cargas eletrostáticas; falta de coerência entre os filamentos; falta de resistência à abrasão; e também características como: não união química com a matriz; não ajustamento aos processos de transformação. Tais problemas provenientes da fibra de vidro são transformados com a ensimagem, para que possa ser dada continuidade ao processo de fabricação de fibras de vidro e fornecer as propriedades físicas para os processos de fabricação do plástico reforçado.

2.4 Bobinagem

Nesta etapa da bobinagem, o conjunto de filamentos é congregado em várias ou em uma única unidade, bobinando-se cada um nas formas concernentes.

2.5 Secagem

Após realizar a bobinagem, os produtos passam pelos dispositivos de secagem, nestes dispositivos é eliminado o excesso de água remanescente da ensimagem. Neste processo de eliminação de umidade podem ser utilizadas estufas para um melhor resultado.

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1. Composição do Material

A fibra de vidro é o material compósito produzido fundamentalmente a partir do agrupamento de finíssimos filamentos flexíveis de vidro com resina poliéster (ou outro tipo de resina) e posteriormente é aplicada uma substância catalisadora de polimerização.

O processo de fabricação destes compósitos é relativamente barato, havendo assim várias técnicas para a sua elaboração. Podem ser empregados em variados ambientes corrosivos, por serem bastante inertes do ponto de vista químico.

Tipo de vidro	Composição (% m/m)
SiO2	CaO	Al2O3	B2O3	MgO
Fibra de vidro	55	16	15	10	4

Fonte: Casa das Ciências

3.1 Tubulações de Fibra de Vidro FRB

Atualmente, o FRB é utilizado em cerca de 40.000 produtos, destacando-se pela sua vida útil, superior a 50 anos. Os tubos para o setor petrolífero são produzidos com fios contínuos de fibras de vidro embebidos com resina epóxi vinil éster através do processo de filamento contínuo (filamnete wound), em conformidade com a norma ASTM D 2996 e líner conforme o projeto. As principais fabricantes da fibra de vidro são: a Amitech Brazil Tubos SA. e EDRA (fabricando tubos com até 6 metros de comprimento e um diametro nominal que varia de 100 à 2400mm). Os acessórios também são fabricados com os fios contínuos de fibras de vidro embebidos com resina epóxi vinil éster através do processo de filamento contínuo (filamnete wound), só que em conformidade com a norma ASTM D 5685 e líner conforme o projeto. O Flange também é fabricado da mesma forma só que em conformidade com a norma ASTM D 4024 e líner conforme o projeto e o líner (camada interna, mantida em contato permanente com o fluído) devem ser fabricados com matérias-primas compatíveis ao meio.