Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Université du Maine. 2004

A exploração de petróleo em águas profundas no Brasil iniciou devido a uma necessidade da indústria petrolífera nacional de oferecer preços competitivos para seus produtos no mercado mundial. Essa exploração se tornou possível e economicamente viável devido ao surgimento de tubos flexíveis de multi-camadas. Esses dutos são empregados corriqueiramente no Brasil e existe uma necessidade de inspeção e avaliação da vida útil dos mesmos de um modo contínuo sem paradas na produção. Dentre as técnicas de ensaios não destrutivos disponíveis para esse tipo de aplicação, a Emissão Acústica (EA) tem grande potencial pois permite o monitoramento da integridade estrutural do riser através da aquisição contínua de sinais sonoros que percorram a estrutura e cheguem até os sensores. Esses sinais podem ser tratados estatisticamente e no futuro podem levar à automatização do processo. Para tanto, é necessário um estudo dos parâmetros de Emissão Acústica para se verificar quais são os mais adequados e quais são as melhores condições para adquirir o sinal com o mínimo de erro e ruído. Neste trabalho, estudou-se a resposta acústica de tiras retiradas de risers frente a ensaios de tração e risers em escala real em carregamentos de tração e fadiga. Os resultados mostram que é possível a detecção de ruptura dos arames em todos esses casos, e que parâmetros de EA como Duração e Contagens e são fortemente influenciados por ruído. Além disso, foi criado um limite de confiança de 200μs para Tempo de Subida e 2ms para Duração de modo que se possa avaliar se o limiar e os parâmetros temporais de aquisição estão adequados. / The production of oil in deep waters by the national industry was initiated due to a need to offer competitive prices in the world wide market. This type of enterprise was possible and interesting in the economic point of view mainly due to the development of multi-layered flexible risers. This type of tube is often employed in Brazil and there is a need for an inspection and health monitoring strategy in a continous way without stopping production. Among the non-destructive techniques available for this type of application, the Acoustic Emission technique shows a great potential since it allows the monitoring of structural integrity though continous aquisition of sound waves that run in the structure and arrive at the sensors. These signals may be statistically treated and in the future may also lead to the automation of the process. Thus, a study of the parameters for Acoustic Emission is needed, in order to verify which parameters and acquisition rules are adequate to minimize error and noise. This works presents results from tests where wires taken from risers were load tested and also results from real risers subject to load and fatigue. The results show that it is possible to detect the rupture of the wires in all the above cases, and that parameters such as Duration and Counts are highly influenced by noise. Besides that, a "trust range" was created (200ms for Rise Time and 2ms for Duration) allowing the analyst to evaluate if the threshold and time based aquisition rules are appropriate.

A exploração de petróleo em águas profundas no Brasil iniciou devido a uma necessidade da indústria petrolífera nacional de oferecer preços competitivos para seus produtos no mercado mundial. Essa exploração se tornou possível e economicamente viável devido ao surgimento de tubos flexíveis de multi-camadas. Esses dutos são empregados corriqueiramente no Brasil e existe uma necessidade de inspeção e avaliação da vida útil dos mesmos de um modo contínuo sem paradas na produção. Dentre as técnicas de ensaios não destrutivos disponíveis para esse tipo de aplicação, a Emissão Acústica (EA) tem grande potencial pois permite o monitoramento da integridade estrutural do riser através da aquisição contínua de sinais sonoros que percorram a estrutura e cheguem até os sensores. Esses sinais podem ser tratados estatisticamente e no futuro podem levar à automatização do processo. Para tanto, é necessário um estudo dos parâmetros de Emissão Acústica para se verificar quais são os mais adequados e quais são as melhores condições para adquirir o sinal com o mínimo de erro e ruído. Neste trabalho, estudou-se a resposta acústica de tiras retiradas de risers frente a ensaios de tração e risers em escala real em carregamentos de tração e fadiga. Os resultados mostram que é possível a detecção de ruptura dos arames em todos esses casos, e que parâmetros de EA como Duração e Contagens e são fortemente influenciados por ruído. Além disso, foi criado um limite de confiança de 200μs para Tempo de Subida e 2ms para Duração de modo que se possa avaliar se o limiar e os parâmetros temporais de aquisição estão adequados. / The production of oil in deep waters by the national industry was initiated due to a need to offer competitive prices in the world wide market. This type of enterprise was possible and interesting in the economic point of view mainly due to the development of multi-layered flexible risers. This type of tube is often employed in Brazil and there is a need for an inspection and health monitoring strategy in a continous way without stopping production. Among the non-destructive techniques available for this type of application, the Acoustic Emission technique shows a great potential since it allows the monitoring of structural integrity though continous aquisition of sound waves that run in the structure and arrive at the sensors. These signals may be statistically treated and in the future may also lead to the automation of the process. Thus, a study of the parameters for Acoustic Emission is needed, in order to verify which parameters and acquisition rules are adequate to minimize error and noise. This works presents results from tests where wires taken from risers were load tested and also results from real risers subject to load and fatigue. The results show that it is possible to detect the rupture of the wires in all the above cases, and that parameters such as Duration and Counts are highly influenced by noise. Besides that, a "trust range" was created (200ms for Rise Time and 2ms for Duration) allowing the analyst to evaluate if the threshold and time based aquisition rules are appropriate.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-06Bitstream added on 2014-06-13T20:57:55Z : No. of bitstreams: 1 souza_ago_me_bauru.pdf: 689901 bytes, checksum: d7a5b8ee232ab30fea5f38892bf69ce8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A retificação tem sido uma das mais importantes operações usadas para obtenção de peças de alta precisão, sendo responsável por considerável parcela do total de operações de usinagem nos países industrializados. Porém, para manter as condições ideiais neste processo, torna-se importante a operação de dressagem do rebolo em intervalos freqüentes para a remoção dos grãos gastos e manter o perfil de sua superfície. Entretanto, a carência de métodos confiáveis indicativos de uma dressagem adequada, de modo a prevenir desgaste excessivo do rebolo durante esta operação, direcionou este trabalho ao estudo de um método de monitoramento da dressagem no processo de retificação, baseado no processamento digital dos sinais de emissão acústica e potência elétrica do motor de acionamento ro rebolo. Para isso, utilizou-se uma aplicativo computacional, previamente desenvolvido em Visual Basic, no qual se realiza o processamento digital destes sinais e quando os parâmetros utilizados indicam dressagem adequada, gera-se um sinal de controle avisando o operador ou interrompendo o processo de dressagem. Ensaios de dressagem foram realizados numa retificadora plana tangencial utilizando-se rebolo de óxido de alumínio de ponta única de diamante. A aquisição dos sinais de emissão acústica e potência foi feita a uma taxa de 4 mil amostras por segundo e, estes sinais foram enviados ao software para análise. Os resultados obtidos foram de forma geral satisfatórios, sendo o parâmetro DPO o que apresentou maior uniformidade e sensibilidade ao ponto de boa dressagem. / Griding has been one of the most important techniques used for obtaining high precision parts and responsible for considerable amount aut of a total of machining operations in industrialized countries. Howener, the dressing operation is very important to occur regularly in order to remove the wear grits on the tool surface and maintain the ideal cutting conditions in the grinding process. On the other hand, the lack of reliable methods to indicate a proper dressing in order to prevent the grinding wheel from getting wear excessively has directed this work to study a method for monitoring the dressing operation. The method was based on the digital processing of the acoustic emission signal and electrical power signal of the electric motor that drives the wheel. To attain such a goal, specific software developed in Visual Basic was employed, in which digital processing of these signal was carried out and a control signal was sent to the machine operator when the studied parameter indicates proper dressing ofr the dressing operation is halted. Dressing tests were carried out in a surface grinding machine equipped with an aluminum oxide grinding wheel and a single point diamond dresser. The data acquisition of acoustic emission and electrical power signal was performed at 4 million samples per second and then the signal were sent to the mentioned software to be analyzed. In general, the results have shown quit good, but the DPO parameter presented better consistency and sensitivity to indicate suitable dressing moment.

A indústria do petróleo no Brasil está tendo um enorme desenvolvimento devido as descobertas da reserva do Pré-sal, as condições de extração e transporte do petróleo estão submetidas a condições extremas, que faz a necessidade da construção de grandes e complexas estruturas. Estas estruturas estão submetidas a esforços e ambientes agressivos, que ao longo do tempo podem nuclear trincas e desencadear em ruptura catastrófica, gerando assim enormes danos ambientais e econômicos. Nesse contexto é preciso utilizar técnicas que permitam o monitoramento das estruturas para prevenir esses desastres. A técnica de inspeção de Emissão Acústica, baseado na detecção de fontes de sinais acústicos que são emitidos durante a nucleação ou propagação de descontinuidades nos materiais de (ou com) baixo carregamento faz um método atrativo. A capacidade para localizar a fonte de emissão acústica é uma importante vantagens da técnica. Nesta pesquisa foi realizada uma avaliação de diferentes algoritmos de localização planar de fontes de emissão acústica, verificando qual algoritmo apresenta uma melhor exatidão na localização. Comparando o erro na localização entre uma chapa com acessórios (soldas, furos e reforços, geralmente encontrada em diferentes segmentos na industria) e uma chapa sem acessórios (considerado como uma condição ideal na propagação de ondas acústicas). As fontes foram simuladas através da quebra do grafite, considerando duas amplitudes para o limiar de detecção 40db e 70db, como método de avaliação de condições de baixa amplitude de ruído e altas amplitudes de ruído, geralmente encontradas em ambientes industriais. As fontes foram posicionadas dentro e fora do arranjo de sensores para verificação de qual disposição resulta numa melhor exatidão. Também foi realizada uma análise da velocidade de propagação das ondas acústicas nas chapas utilizadas, verificando os modos de propagação presentes e como estes se relacionam com o limiar escolhido e também como influenciam na coordenada de localização para os algoritmos ensaiados. Os resultados obtidos nas coordenadas de localização para os algoritmos estudados também foram comparados com um algoritmo próprio da instrumentação utilizada para aquisição e análise de sinal da marca Vallen Systeme GmbH. No análise de velocidade verificou-se que para 40db o modo de propagação presente é o So e para 70db o modo Ao. Os resultados de localização obtidos mostraram que os algoritmos com limiar 40db tiveram uma melhor exatidão em comparação com valores obtidos para 70db. Os menores erros nas coordenadas de localização foram obtidos para os algoritmos com 4 sensores e fontes dentro do arranjo de sensores. Dentre os algoritmos estudados, a melhor exatidão foi para o método iterativo que teve valores muito próximos ao algoritmo da Vallen Systeme GmbH. / The oil industry in Brazil is having a huge development because the findings of the pre-salt reserves, the conditions of extraction and transport of oil are subject to extreme hardship, which makes the need for large and complex structures. These structures are subject to harsh environments and efforts which, over time, can trigger crack initiation and catastrophic rupture, generating enormous environmental and economic damage. In this context it is necessary to use techniques that allow the monitoring of the structure to prevent such disasters. The inspection technique based on Acoustic Emission detection of sources of acoustic signals that are emitted during the nucleation and propagation of discontinuities in stressed materials is an attractive method. The ability to locate the source of acoustic emission is an important technique advantage. In this research an assessment of different algorithms for planar location of acoustic emission sources was made in order to verify which algorithm has a better accuracy in location. Comparing the error in the location of a plate with accessories (welds, holes and reinforcements, usually found in different parts of industry) and a flat plate without fittings (considered as an ideal condition in acoustic wave propagation). The sources were simulated by pencil lead break considering two amplitudes for the detection threshold 40db and 70db, to assess conditions of low and high noise amplitude typically found in industrial environments. The sources were positioned inside and outside the array of sensors in order to ascertain what arrangement results in better accuracy. An analysis of the speed of propagation of acoustic waves in plates used was also performed, considering the propagation present modes and how these relate to the chosen threshold and also how they influence the coordinate location for the tested algorithms. The results obtained in the location coordinates for the algorithms studied were also compared with a standard algorithm of the instrumentation used for signal acquisition and analysis (Vallen Systeme GmbH). By means of the analysis, it was found that speed to 40db S0 mode propagation is present and the mode A0 when 70db is set. The results showed that the location algorithms with threshold 40db had a better accuracy compared with values obtained for 70db. The minor errors in the location coordinates were obtained by algorithms with 4 sensors and sources within the array of sensors. Among the studied algorithms for better accuracy, the iterative method worked best. It had values very close to the Vallen Systeme GmbH algorithm.

A exploração de petróleo em águas profundas no Brasil iniciou devido a uma necessidade da indústria petrolífera nacional de oferecer preços competitivos para seus produtos no mercado mundial. Essa exploração se tornou possível e economicamente viável devido ao surgimento de tubos flexíveis de multi-camadas. Esses dutos são empregados corriqueiramente no Brasil e existe uma necessidade de inspeção e avaliação da vida útil dos mesmos de um modo contínuo sem paradas na produção. Dentre as técnicas de ensaios não destrutivos disponíveis para esse tipo de aplicação, a Emissão Acústica (EA) tem grande potencial pois permite o monitoramento da integridade estrutural do riser através da aquisição contínua de sinais sonoros que percorram a estrutura e cheguem até os sensores. Esses sinais podem ser tratados estatisticamente e no futuro podem levar à automatização do processo. Para tanto, é necessário um estudo dos parâmetros de Emissão Acústica para se verificar quais são os mais adequados e quais são as melhores condições para adquirir o sinal com o mínimo de erro e ruído. Neste trabalho, estudou-se a resposta acústica de tiras retiradas de risers frente a ensaios de tração e risers em escala real em carregamentos de tração e fadiga. Os resultados mostram que é possível a detecção de ruptura dos arames em todos esses casos, e que parâmetros de EA como Duração e Contagens e são fortemente influenciados por ruído. Além disso, foi criado um limite de confiança de 200μs para Tempo de Subida e 2ms para Duração de modo que se possa avaliar se o limiar e os parâmetros temporais de aquisição estão adequados. / The production of oil in deep waters by the national industry was initiated due to a need to offer competitive prices in the world wide market. This type of enterprise was possible and interesting in the economic point of view mainly due to the development of multi-layered flexible risers. This type of tube is often employed in Brazil and there is a need for an inspection and health monitoring strategy in a continous way without stopping production. Among the non-destructive techniques available for this type of application, the Acoustic Emission technique shows a great potential since it allows the monitoring of structural integrity though continous aquisition of sound waves that run in the structure and arrive at the sensors. These signals may be statistically treated and in the future may also lead to the automation of the process. Thus, a study of the parameters for Acoustic Emission is needed, in order to verify which parameters and acquisition rules are adequate to minimize error and noise. This works presents results from tests where wires taken from risers were load tested and also results from real risers subject to load and fatigue. The results show that it is possible to detect the rupture of the wires in all the above cases, and that parameters such as Duration and Counts are highly influenced by noise. Besides that, a "trust range" was created (200ms for Rise Time and 2ms for Duration) allowing the analyst to evaluate if the threshold and time based aquisition rules are appropriate.

A indústria do petróleo no Brasil está tendo um enorme desenvolvimento devido as descobertas da reserva do Pré-sal, as condições de extração e transporte do petróleo estão submetidas a condições extremas, que faz a necessidade da construção de grandes e complexas estruturas. Estas estruturas estão submetidas a esforços e ambientes agressivos, que ao longo do tempo podem nuclear trincas e desencadear em ruptura catastrófica, gerando assim enormes danos ambientais e econômicos. Nesse contexto é preciso utilizar técnicas que permitam o monitoramento das estruturas para prevenir esses desastres. A técnica de inspeção de Emissão Acústica, baseado na detecção de fontes de sinais acústicos que são emitidos durante a nucleação ou propagação de descontinuidades nos materiais de (ou com) baixo carregamento faz um método atrativo. A capacidade para localizar a fonte de emissão acústica é uma importante vantagens da técnica. Nesta pesquisa foi realizada uma avaliação de diferentes algoritmos de localização planar de fontes de emissão acústica, verificando qual algoritmo apresenta uma melhor exatidão na localização. Comparando o erro na localização entre uma chapa com acessórios (soldas, furos e reforços, geralmente encontrada em diferentes segmentos na industria) e uma chapa sem acessórios (considerado como uma condição ideal na propagação de ondas acústicas). As fontes foram simuladas através da quebra do grafite, considerando duas amplitudes para o limiar de detecção 40db e 70db, como método de avaliação de condições de baixa amplitude de ruído e altas amplitudes de ruído, geralmente encontradas em ambientes industriais. As fontes foram posicionadas dentro e fora do arranjo de sensores para verificação de qual disposição resulta numa melhor exatidão. Também foi realizada uma análise da velocidade de propagação das ondas acústicas nas chapas utilizadas, verificando os modos de propagação presentes e como estes se relacionam com o limiar escolhido e também como influenciam na coordenada de localização para os algoritmos ensaiados. Os resultados obtidos nas coordenadas de localização para os algoritmos estudados também foram comparados com um algoritmo próprio da instrumentação utilizada para aquisição e análise de sinal da marca Vallen Systeme GmbH. No análise de velocidade verificou-se que para 40db o modo de propagação presente é o So e para 70db o modo Ao. Os resultados de localização obtidos mostraram que os algoritmos com limiar 40db tiveram uma melhor exatidão em comparação com valores obtidos para 70db. Os menores erros nas coordenadas de localização foram obtidos para os algoritmos com 4 sensores e fontes dentro do arranjo de sensores. Dentre os algoritmos estudados, a melhor exatidão foi para o método iterativo que teve valores muito próximos ao algoritmo da Vallen Systeme GmbH. / The oil industry in Brazil is having a huge development because the findings of the pre-salt reserves, the conditions of extraction and transport of oil are subject to extreme hardship, which makes the need for large and complex structures. These structures are subject to harsh environments and efforts which, over time, can trigger crack initiation and catastrophic rupture, generating enormous environmental and economic damage. In this context it is necessary to use techniques that allow the monitoring of the structure to prevent such disasters. The inspection technique based on Acoustic Emission detection of sources of acoustic signals that are emitted during the nucleation and propagation of discontinuities in stressed materials is an attractive method. The ability to locate the source of acoustic emission is an important technique advantage. In this research an assessment of different algorithms for planar location of acoustic emission sources was made in order to verify which algorithm has a better accuracy in location. Comparing the error in the location of a plate with accessories (welds, holes and reinforcements, usually found in different parts of industry) and a flat plate without fittings (considered as an ideal condition in acoustic wave propagation). The sources were simulated by pencil lead break considering two amplitudes for the detection threshold 40db and 70db, to assess conditions of low and high noise amplitude typically found in industrial environments. The sources were positioned inside and outside the array of sensors in order to ascertain what arrangement results in better accuracy. An analysis of the speed of propagation of acoustic waves in plates used was also performed, considering the propagation present modes and how these relate to the chosen threshold and also how they influence the coordinate location for the tested algorithms. The results obtained in the location coordinates for the algorithms studied were also compared with a standard algorithm of the instrumentation used for signal acquisition and analysis (Vallen Systeme GmbH). By means of the analysis, it was found that speed to 40db S0 mode propagation is present and the mode A0 when 70db is set. The results showed that the location algorithms with threshold 40db had a better accuracy compared with values obtained for 70db. The minor errors in the location coordinates were obtained by algorithms with 4 sensors and sources within the array of sensors. Among the studied algorithms for better accuracy, the iterative method worked best. It had values very close to the Vallen Systeme GmbH algorithm.

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:40:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarvajalFals_HipolitoDomingo_D.pdf: 15847171 bytes, checksum: 825b3a5fe5b5603f37bbcfee014c38ca (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho, apresenta uma nova proposta de ensaio de implante para avaliar a sensibilidade ao trincamento assistido pelo hidrogênio no metal de solda, de um aço alta resistência e baixa liga. As principais modificações realizadas no ensaio de implante foram: um aumento do diâmetro do orifício da placa de teste e a injeção pneumática de uma haste de cerâmica no metal de solda. Para o desenvolvimento do trabalho foi usado o processo de arame tubular e ainda dois consumíveis com composições químicas e propriedades mecânicas diferentes. Utilizou-se como gases de proteção o 'CO IND.2¿ e uma mistura de 'CO IND.2¿ + 5% 'H IND. 2¿, este último, para induzir altos valores de hidrogênio difusível na junta. A técnica de medida de emissão acústica foi usada para correlacionar os parâmetros dos sinais com os modos de fratura. Verificou-se a existência nas superfícies de fratura dos modos Coalescência de Microvazios (CMV), Quase- Clivagem (QC) e Intergranular (IG). Os ensaios realizados com menor nível de hidrogênio mostraram coerência com o modelo de microplasticidade de Beachem, o mesmo comportamento não foi verificado nos resultados dos ensaios realizados com maior nível de hidrogênio. As fraturas obtidas no metal de solda mostraram predominantemente uma morfologia mista devido à formação de microtrincas. Constatou-se que os parâmetros dos sinais de emissão acústica aumentaram com o crescimento da fratura por CMV e ainda que o aumento da área de fratura IG provocou um maior número de eventos de baixa amplitude no sinal.O planejamento experimental permitiu uma validação estatística dos resultados para uma confiança de 90 %. A nova proposta de teste de implante permitiu obter uma correta avaliação da sensibilidade ao trincamento induzido pelo hidrogênio no metal de solda e através de análise estatística residual, comprovou-se que a nova metodologia de ensaio foi eficiente e deve ser otimizada / Abstract: This dissertation proposes a new implant test to evaluate the sensitivity to Hydrogen-assisted cracking in the welding metal of high strength-low alloy steels. The main modifications proposed to be introduced into the normal implant test are: 1) an increase in the diamneter of the orifice of the test plate and 2) the pneumatic injection of a ceramic rod into the weld metal. The details of the test procedure and of its performance verification are described in the text. The flux cored arc welding process was used for the development of the research work, and two consumables, of diverse chemical compositions and mechanical properties, were employed. Two types of gas were used as protection gas: 'CO IND.2¿ and a 'CO IND.2¿ + 5% 'H IND. 2¿ gas blend. The latter intended to induce high levels of diffusible hydrogen in the weld joints. The acoustic emission measurement technique was used to correlate the acoustic signal parameters to the fracture modes. Fractures classified in the fracture modes of Microvoid Coalescence (MVC), Quasi-Cleavage (QC) and Intergranular (IG) were encountered on the surfaces. The experiments run under the lowest hydrogen leveI show consistency with Beachem's microplasticity model. Such behavior was not observed in the results of runs under higher hydrogen levels. The fractures in the weld metal presented predominately a combined morphology due to the formation of microfractures. The parameters of the acoustic emission signals were found to increase with fracture growth in CMV. Further, the area increase of fractures IG provoked a higher number of low-amplitude events in the signal. The experimental planning allowed the statistical validation of the results, for a confidence leveI of 90%. The proposed implant test yielded a good assessment of the sensitivity to hydrogen-assisted cracking in the weld metal. It was proven, by means of residual statistical analysis, that the proposed test is efficientand shall be improved. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

A indústria do petróleo no Brasil está tendo um enorme desenvolvimento devido as descobertas da reserva do Pré-sal, as condições de extração e transporte do petróleo estão submetidas a condições extremas, que faz a necessidade da construção de grandes e complexas estruturas. Estas estruturas estão submetidas a esforços e ambientes agressivos, que ao longo do tempo podem nuclear trincas e desencadear em ruptura catastrófica, gerando assim enormes danos ambientais e econômicos. Nesse contexto é preciso utilizar técnicas que permitam o monitoramento das estruturas para prevenir esses desastres. A técnica de inspeção de Emissão Acústica, baseado na detecção de fontes de sinais acústicos que são emitidos durante a nucleação ou propagação de descontinuidades nos materiais de (ou com) baixo carregamento faz um método atrativo. A capacidade para localizar a fonte de emissão acústica é uma importante vantagens da técnica. Nesta pesquisa foi realizada uma avaliação de diferentes algoritmos de localização planar de fontes de emissão acústica, verificando qual algoritmo apresenta uma melhor exatidão na localização. Comparando o erro na localização entre uma chapa com acessórios (soldas, furos e reforços, geralmente encontrada em diferentes segmentos na industria) e uma chapa sem acessórios (considerado como uma condição ideal na propagação de ondas acústicas). As fontes foram simuladas através da quebra do grafite, considerando duas amplitudes para o limiar de detecção 40db e 70db, como método de avaliação de condições de baixa amplitude de ruído e altas amplitudes de ruído, geralmente encontradas em ambientes industriais. As fontes foram posicionadas dentro e fora do arranjo de sensores para verificação de qual disposição resulta numa melhor exatidão. Também foi realizada uma análise da velocidade de propagação das ondas acústicas nas chapas utilizadas, verificando os modos de propagação presentes e como estes se relacionam com o limiar escolhido e também como influenciam na coordenada de localização para os algoritmos ensaiados. Os resultados obtidos nas coordenadas de localização para os algoritmos estudados também foram comparados com um algoritmo próprio da instrumentação utilizada para aquisição e análise de sinal da marca Vallen Systeme GmbH. No análise de velocidade verificou-se que para 40db o modo de propagação presente é o So e para 70db o modo Ao. Os resultados de localização obtidos mostraram que os algoritmos com limiar 40db tiveram uma melhor exatidão em comparação com valores obtidos para 70db. Os menores erros nas coordenadas de localização foram obtidos para os algoritmos com 4 sensores e fontes dentro do arranjo de sensores. Dentre os algoritmos estudados, a melhor exatidão foi para o método iterativo que teve valores muito próximos ao algoritmo da Vallen Systeme GmbH. / The oil industry in Brazil is having a huge development because the findings of the pre-salt reserves, the conditions of extraction and transport of oil are subject to extreme hardship, which makes the need for large and complex structures. These structures are subject to harsh environments and efforts which, over time, can trigger crack initiation and catastrophic rupture, generating enormous environmental and economic damage. In this context it is necessary to use techniques that allow the monitoring of the structure to prevent such disasters. The inspection technique based on Acoustic Emission detection of sources of acoustic signals that are emitted during the nucleation and propagation of discontinuities in stressed materials is an attractive method. The ability to locate the source of acoustic emission is an important technique advantage. In this research an assessment of different algorithms for planar location of acoustic emission sources was made in order to verify which algorithm has a better accuracy in location. Comparing the error in the location of a plate with accessories (welds, holes and reinforcements, usually found in different parts of industry) and a flat plate without fittings (considered as an ideal condition in acoustic wave propagation). The sources were simulated by pencil lead break considering two amplitudes for the detection threshold 40db and 70db, to assess conditions of low and high noise amplitude typically found in industrial environments. The sources were positioned inside and outside the array of sensors in order to ascertain what arrangement results in better accuracy. An analysis of the speed of propagation of acoustic waves in plates used was also performed, considering the propagation present modes and how these relate to the chosen threshold and also how they influence the coordinate location for the tested algorithms. The results obtained in the location coordinates for the algorithms studied were also compared with a standard algorithm of the instrumentation used for signal acquisition and analysis (Vallen Systeme GmbH). By means of the analysis, it was found that speed to 40db S0 mode propagation is present and the mode A0 when 70db is set. The results showed that the location algorithms with threshold 40db had a better accuracy compared with values obtained for 70db. The minor errors in the location coordinates were obtained by algorithms with 4 sensors and sources within the array of sensors. Among the studied algorithms for better accuracy, the iterative method worked best. It had values very close to the Vallen Systeme GmbH algorithm.

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T15:47:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pigari_AlmirCezer_M.pdf: 24401496 bytes, checksum: 452a5e23d3e972a04ad7989a7115f647 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo:Neste traballio procurou-se conhecer o comportamento do sinal de emissão acústica à medida que a ferramenta de corte se desgasta até atingir seu fim de vida, visando o estabelecimento automático do momento de troca da ferramenta de corte. Para isto foram realizados ensaios de tomeamento em operações de acabamento e desbaste utilizando-se ferramentas de metal duro revestidas. Adquiriu-se o sinal de emissão acústica durante os ensaios, que após condicionamento adequado, foi armazenado em memória de computador. Realizou-se uma discussão sobre a utilização da média e do desvio padrão do sinal RMS de emissão acústica como parâmetros na avaliação das condições da ferramenta de corte. Os resultados obtidos furam plotados e analisados. Concluiu-se que o sinal de emissão acústica é bastante influenciado pelo desgaste da ferramenta e que as condições de corte são muito importantes, pois o sinal apresenta comportamento diferente quando em operações de acabamento ou desbaste. Verificou-se que é possível a determinação do momento de troca da ferramenta analisando-se o sinal de emissão acústica, pois a média do RMS do sinal apresenta um crescimento acentuado para operações de acabamento e uma queda acentuada para operações de desbaste quando o fim de vida da ferramenta está próximo. Assim, estabeleceu-se um critério para detemúnação do momento de troca da ferramenta de corte, considerando-se a mudança na inclinação da curva do sinal de emissão acústica ao longo da vida da ferramenta / Abstract: The purpose of this work is to study the behavior of the acoustic emission signal as the cutting tool wears up to the end of its life, aiming the automatic definition of the moment to change the tool. Several tuming experiments were carried out in both, finish and rough conditions, using coated carbide tools. The acoustic emission signal was acquired during the experiments and, after suitable conditioning, was stored in a PC computer memory. A discussion about the use of the mean and standard deviation of the RMS acoustic emission signal as a parameter in the evaluation of the cutting tool conditions was also done. The results were graphically plotted and analyzed. It was concluded that the acoustic emission signal is strongly influenced by the tool wear and that the cutting conditions are very important, since the signal shows a very different behavior between finish and rough turning conditions. The main conelusion of this work is that the acoustic emission monitoring is a very good way to establish the moment to change the tool, since the mean RMS of the signal shows a sharp increase close to the end of tool life in finish turning operations and a decrease, also close to the end of tool life, in rough turning operations. So, a criterion to the determination of the moment to change the cutting tool was established, based on the change of the acoustic emission curve slope during the tool life / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica