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Dviračio struktūrinio vientisumo įvertinimas taikant skirtingus apkrovimo būdus / AssessmENt of structural integrity of a bicycle with different loading typesŠimulis, Marius 21 August 2013 (has links)
LST EN 147XX serijos standartai reglamentuoja dviračio struktūrinio vientisumo reikalavimus. Atitiktis šiems reikalavimams įvertinama bandymu, kurio metu dviratis rieda ant būgnų su nelygumais, patirdamas dinaminį poveikį. Atliekant bandymus, taikomi trys skirtingi apkrovos būdai (svarsčiais; tam tikro svorio metaliniais elementais pripildytais maišais; pneumocilindrais). Darbe pateikiami dviračio struktūrinio vientisumo įvertinimo eksperimentinių tyrimų rezultatai ir jų lyginamoji analizė, naudojant visus tris apkrovos būdus. Matuojamos dviračio rėmo ir vairo deformacijos, esant standartinėms bandymų sąlygoms. Gauti duomenys leidžia padaryti išvadą, kad apkrova pneumocilindrais šio tipo bandymuose yra taikytina. / LST EN 147XX serias standards determine the requirements of bicycles structural integrity properties. Special tests equipment and metodology must be used to proof wether the bicycle meets the requirements of structural integrity or not. Dinamic impacts on the tested bicycle may cause failure or loosening of its elements. Three types of loaded are used: by weights, weight of bags filled with metal elements and pneumatic cylinders. The work presents the results of bicycle structural integrity experiments and its comparative anglysis. The strains of the bicycle frame and handelbar were measured under standard experimental conditions. The results show, that loading of bicycle by pneumatic cylinders is proper in structural integrity tests.
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Análise numérica da integridade estrutural de vasos de pressão com corrosão usando a Norma API 579. / Numerical analysis of the structural integrity of pressure vessels with corrosion using the standard API 579.Almeida, Jayann Ismar Lira 06 November 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-11-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fitness-for-service (FFS) assessment is a quantitative engineering evaluation of operational components. In the context of pressure vessels and piping systems FFS assessment is performed periodically to ensure the operational safety and structural integrity. The evaluation of structural integrity of equipment is crucial to avoid failure and thereby obtain the best possible performance of mechanical components under corrosion, in turn, is one of the greatest dangers to pressure vessels. The evaluation of structural integrity of a component service that contains general damage or failure is given in Level 4 described in API 579. Nondestructive testing by ultrasound was used to obtain measurements of the loss of thickness wall of the pressure vessel for the model developed to numerical analysis using finite element. The objective is to analyze and evaluate the values of Maximum Allowable Working Pressure (MAWP) provided by the Fitness for Service assessment with the values found in numerical analysis. Results of PMTA are compared when it takes into account several variables that API 579 considers, the Future Corrosion Allowance (FCA) due to evolution of corrosion, the thickness uniform loss (LOSS) of the internally corroded areas and the changes of temperature affecting the structural integrity of the equipment. / A avaliação da integridade estrutural de equipamentos é de fundamental importância para se evitar falhas e assim obter o maior rendimento possível dos componentes mecânicos presente em vários setores industriais e a corrosão, por sua vez, constitui um dos maiores perigos para os vasos de pressão. A capacidade de analisar a integridade estrutural de um componente em serviço que contém danos ou falha é apresentada na norma API 579 (FFS - Fitness for Service). Utilizando o ensaio por ultrassom para obter medições de perda de espessura na área sob corrosão da parede de vasos de pressão e aplicando a análise da API 579 seção 4 que recomenda a adequação ao uso do equipamento com a presença de perda de metal generalizada, faz-se uma correlação com a análise numérica utilizando elementos finitos do vaso com a mesma área de corrosão obtida do ensaio de ultra-som. O objetivo é analisar e avaliar os valores de Pressão Máxima de Trabalho Admissível (MAWP - Maximum Allowable Working Pressure) fornecida pela API 579 para adequação ao uso do equipamento com os valores encontrados na análise numérica. Resultados de valores da MAWP são comparados quando leva-se em consideração algumas variáveis que a API 579 considera como, a perda de espessura futura (FCA - Future Corrosion Allowance) devido a evolução da corrosão, a perda de espessura unifome (LOSS) da área corroída internamente e mudanças de temperaturas que afetam a integridade estrutural desses equipamentos.
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Avaliação crítica de engenharia em dutos submersos sujeitos a flambagem lateral controlada. / Engineering critical assessment of submarine pipelines subjected to controlled lateral buckling.Alexandre Galiani Garmbis 17 October 2012 (has links)
Este trabalho busca avaliar o efeito da sobrepressão interna na avaliação crítica de engenharia (ECA) de dutos submersos sujeitos a flambagem lateral controlada, que essencialmente consiste na análise de carregamentos combinados associados a grandes deformações longitudinais. O objetivo principal é avaliar a viabilidade da adoção de corpos-de-prova SENT na avaliação da resistência à fratura em dutos sujeitos a esforços combinados utilizando procedimentos analíticos que incorporam do aumento das forças motrizes devido à sobrepressão interna. Este estudo apresenta uma revisão sobre os procedimentos de ECA utilizados em dutos submersos e sobre o efeito da pressão interna na capacidade de deformação de dutos. Os procedimentos adotados atualmente e procedimentos alternativos são discutidos e implementados em um problema prático envolvendo diferentes razões de diâmetros por espessuras, expoentes de encruamento, níveis de sobrepressão e deformação longitudinal. Alguns casos selecionados são comparados com soluções elasto-plásticas de J, e.g. EPRI. Os resultados apresentados fornecem uma boa compreensão sobre as vantagens e limitações de cada procedimento, incluindo a possibilidade de estender sua aplicação além do limite normativo de 0,4% de deformação longitudinal. / This work aims to evaluate the effect of internal overpressure on the engineering critical assessment (ECA) of submarine pipelines subjected to controlled lateral buckling, which essentially consists of the analysis of combined loading with large longitudinal strains at the buckle crown. The main goal is to evaluate the feasibility of using SENT specimens to characterize the fracture resistance in the assessments of pipelines subjected to combined loadings using analytical procedures that takes into account the increase of crack driving force due to internal overpressure. This study presents a revision about ECA procedures used in submarine pipelines and about the effect of biaxial stresses their tensile strain capacity. Both standard and alternative procedures are discussed and implemented in a practical problem involving different diameter to thickness ratios, hardening exponents, levels of internal pressure and longitudinal strain. Some selected cases are compared with full elastic-plastic J solutions, e.g. EPRI. The results provide useful insights regarding the advantage and limitations of each procedure, including the possibilities to extend their applicability beyond the standard limit of 0,4% of longitudinal strain.
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Determinação de fatores plásticos ETA para avaliação de forças motrizes J e CTOD em corpos-de-prova SE(T) de juntas soldadas. / Determining factors plastics ETA for evaluating driving forces J and CTOD in body-of-proof SE (T) of welded joints.Lenin Marcelo Paredes Tobar 17 September 2012 (has links)
Este trabalho trata sobre o estudo numérico das forças motrizes (J e CTOD) em corpos-de-prova SE(T), usualmente extraídos da junta soldada do componente estrutural defeituoso, especificamente dutos submarinas (risers) com trincas circunferências alocadas no metal de solda. Durante o processo de instalação (reeling method) o duto é submetido a grandes carregamentos cíclicos (principalmente momentos de flexão) os quais introduzem fortes deformações plásticas (~2 e ~3%) afetando diretamente a integridade estrutural e a operação segura do sistema dutoviário. Procedimentos correntes aplicados na determinação da tenacidade à fratura de materiais, frequentemente, baseiam-se no coeficiente adimensional de proporcionalidade plástica (o fator n) e tem se mostrado válido em espécimes homogêneos. Para configurações com dissimilaridade mecânica, a aplicação direta deste método fica comprometida pelo grau de complexidade que existe entre a relação acoplada das forças motrizes (J e CTOD) e carregamento remoto com a dissimilaridade mecânica introduzida pelo processo de soldagem. O objetivo da presente tese é desenvolver um procedimento numérico de estimação de parâmetros de mecânica da fratura aplicáveis em configurações não padronizadas SE(T) para condições de dissimilaridade mecânica (weld strength mismatch). Uma extensiva análise de elementos finitos é desenvolvida na obtenção dos fatores n aplicáveis para espécimes SE(T) com várias profundidades de trincas (a/W) e níveis de dissimilaridade mecânica (My) para dois tipo de carregamento: garra (clamped end) e pino (pin loading). Três diferentes, mas correlatos métodos são aplicados para a obtenção acurada dos fatores n em condição de dissimilaridade mecânica, a saber, são: trabalho plástico, separação de cargas e carga limite. Os efeitos tridimensionais são analisados de forma sistemática para diferentes valores de espessura (B/W) e comprimentos do espécime (H/W) com a finalidade de avaliar a robustez das soluções obtidas das análises em estado plano de deformação. Finalmente, os resultados obtidos fornecem suporte para uso de espécimes SE(T) em procedimentos de avaliação de defeitos em dutos soldados submetidos a carregamento de flexão. / This work focuses on the numerical study of crack driving forces (J and CTOD) on single edge notch in tension (SE(T)) specimens usually extracted from defective structural components, specifically, circumferentially welded cracked pipes. The most efficient procedure to deploy submarine pipes (risers) on the sea floor is the reeling method. This procedure introduces a huge amount of cyclic loading to the girth welded pipe during the installation causing permanent plastic deformation (around ~2 to ~3%), which can affect the structural integrity and safe operation of the pipeline system. Current material fracture toughness procedures rely upon accuracy of proportionality plastic coefficient (also known n factor), which has to be effective for homogeneous condition. For mismatched configurations, where the strength of the weld metal is higher than the strength of base metal (also referred as overmatching), the direct applicability of such procedures remains a key aspect for defect assessment procedures and fitness for service codes, due to the complexity of the univocal relationship between crack driving forces and remote loading and the weld strength mismatch effect. The goal of the present thesis is to develop an estimation procedure of fracture mechanics parameters (J and CTOD) for SE(T) specimens in heterogeneous conditions. Extensive finite element analyses were conducted in order to obtain n factors for mismatched SE(T) specimens with varying crack lengths (a/W), different levels of overmatch (My) and two loading schemes (clamped and pin loading). Three different but related methods are applied to compute the n factor for welded mismatch configurations, namely the plastic work, load separation and limit load method. Also, the 3D effects are systematically analyzed for different thickness (B/W) and different specimen lengths (H/W) in order to prove the robustness of the proposed solutions derived from FE analyses in plane strain conditions. Finally, the results provide strong support for the use of constraint designed SE(T) specimens in fracture assessments of circumferential surface cracks in girth welded pipes subjected to bending moment.
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Procedimento de avaliação de integridade estrutural de juntas soldadas circunferenciais em tubulações submarinas rígidas submetidas à flexão. / Fracture assessment procedure of pipe girth welds subjected to bending load.Rodolfo Figueira de Souza 11 April 2016 (has links)
A demanda crescente por energia tem motivado a procura por petróleo e gás natural em ambientes com condições extremas, como operações em águas profundas e o transporte de fluídos corrosivos. Avanços tecnológicos recentes favorecem o uso de tubos de aço contendo uma camada interna resistente a corrosão (comumente chamados de Lined ou Clad Pipes) para o transporte de tais fluidos agressivos. Além disso, as tubulações submarinas são sujeitas a condições de instalação muito severas e, um caso de interesse, é o procedimento de reeling que permite com que a fabricação e inspeção da tubulação seja feita em terra. Apesar de possuir vantagens econômicas, a avaliação da integridade estrutural e especificação dos tamanhos toleráveis de trinca em juntas soldadas, nestas condições, torna-se uma tarefa complexa, devido a natureza dissimilar dos materiais e ao grande nível de deformação plástica no processo. Dessa maneira, este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um procedimento de avaliação de forças motrizes elasto-plásticas em tubos contendo juntas soldadas circunferenciais sujeitos a flexão, para uma extensa gama de configurações geométricas. Dois métodos distintos foram desenvolvidos e analisados: a metodologia EPRI e o procedimento que utiliza a curva de tensão vs. deformação equivalente. As análises numéricas 3D fornecem os parâmetros de fratura necessários para a resolução do problema e a acurácia dos procedimentos é verificada a partir de estudos de casos e análises paramétricas. / The increasing demand for energy has motivated the oil and natural gas exploration in very hostile environments, including very deep water operation and the transport of corrosive fluids. Technological advances favor the use of high strength steel pipelines either clad or mechanically lined with a corrosion resistant alloy (CRA), such as Alloy 625, for the transport of corrosive hydrocarbons. Moreover, these pipelines are subjected to severe installation conditions and a case of interest is the pipe reeling process, which allows pipe welding and inspection to be conducted at onshore facilities. While cost effective, fracture assessments and specification of critical flaw sizes for the girth welds of lined/clad pipes are more complex due to the dissimilar nature of these materials and the high levels of plastic strain imposed during installation. In particular, effective analyses of crack driving forces in undermatched or partially mismatched pipe girth welds remain essential to determine more accurate acceptable flaw sizes for the piping system based upon conventional ECA procedures. This work focuses on the development of a procedure to determine the elastic-plastic crack driving forces for pipe girth welds with circumferential surface cracks subjected to bending load for a wide range of geometries and weld mismatch levels based upon based methodologies: the GE-EPRI framework and the equivalente stress vs. strain curve. The study also addresses the potential effects of an undermatching girth weld on critical flaw sizes. The extensive nonlinear, 3-D numerical analysis provide the fracture parameters for cracked pipes and cylinders with mismatched girth welds which will be applied in case studies and parametric analyses in order to verify the accuracy of the methods.
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[en] CHARACTERIZATION OF ACOUSTIC EMISSION (AE) SIGNAL GRAFH FOR EVALUATION STRUCTURAL INTEGRITY OF STEEL ASTM A 516 / A516 M – GRADE 60 / [pt] CARACTERIZAÇÃO DO SINAL GRÁFICO DE EMISSÃO ACÚSTICA (EA) PARA AVALIAÇÃO DE INTEGRIDADE ESTRUTURAL DO AÇO ASTM A 516 /A 516 M - GRAU 60MARCO ANTONIO COSTA DA SILVA 21 June 2011 (has links)
[pt] A manutenção não é mais vista apenas como uma geradora de custos para as
empresas. Cresce a necessidade das empresas em redução de custos, aumento de
disponibilidade e confiabilidade dos equipamentos e instalações, e é neste sentido que a
manutenção tem se destacado, cada vez mais, como uma área fundamental para o sucesso
das empresas que tem forte base industrial. No entanto, a manutenção teve uma grande
evolução tecnológica, principalmente dentro dos conceitos da manutenção preditiva, onde
se busca o desenvolvimento de novas técnicas para avaliação de integridade dos
equipamentos, a sua condição de operação. A emissão acústica é uma destas técnicas. No
presente trabalho utilizou-se o ensaio de tração para gerar estímulo estrutural em corpos
de provas de aço ASTM A 516 / A 516 M-Grau 60 e gerar de sinais de emissão acústica.
Durante os níveis de carregamentos em patamares previamente estabelecidos no
procedimento experimental, os corpos de provas foram monitorados através do ensaio de
emissão acústica, para a avaliação de sua integridade estrutural. Os resultados foram
então digitalizados, armazenados e processados para posterior análise. Concluiu-se que é
possível utilizar o ensaio de emissão acústica para avaliação de integridade estrutural dos
equipamentos em serviço, sendo o mesmo capaz de perceber, detectar e localizar fontes
ativas que possam comprometer a integridade estrutural do equipamento. Desta forma é
possível programar uma intervenção da equipe de manutenção no equipamento, sem
atingir um nível de danos que possam provocar sua parada e, conseqüentemente, do
processo produtivo. / [en] Maintenance has not else been seen just as an expenses generator by worldwide
companies. According to the importance it has taken on, new investments in technologies
and tools were implemented. In companies, it increased the need of costs reduction,
equipment and installation availability and reliability, and at this point, maintenance has
stood out, each day more, as a fundamental area for success of those companies who have
strong and large industrial bases. However, maintenance had a big technological
improvement, mainly in predictive maintenance concepts, subject which always work in
order to the development of new technologies and methodologies, and also new
techniques for equipment integrity evaluation, on operational conditions. Therefore, in
this Dissertation, tests were carried out in several specimen (ASTM A 516 / A 516 M -
Grade 60 Steel), using tension test as loading conditions, to stimulate the specimen
structurally, and consequently, the generation of acoustics emission signals. The
specimen were monitored through acoustics emission tests, in each loading steps
previously established, for their structural integrity evaluation. Than, the results were
digitalized, stored and processed in the Acoustics Emission Equipment, for further
analysis. All the results are presented as a graph, and also were studied, analyzed and
compared. We can conclude that it is possible to use the acoustics emission test for
structural integrity evaluation in equipment under working conditions, and it is capable
to realize, detect and locate active sources, that can be compromising to the equipment
structural integrity, and also capable of make possible an maintenance team intervention,
without causing premature failures which provoke breakdowns.
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Influência das condições de fresamento na integridade superficial do aço inoxidável 15-5PH / Influence of milling conditions on surface integrity of 15-5PH stainless steelPereira, Luis Antonio, 1978- 12 October 2014 (has links)
Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T12:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2014 / Resumo: O fresamento consiste em um processo de usinagem no qual a peça a ser usinada é efetua os movimentos de avanço contra uma ferramenta cilíndrica rotativa com várias arestas de corte. No processo de fresamento o corte é considerado crítico, pois neste momento as variações de temperatura e força resultam em danos nas superfícies das peças, podendo comprometer o seu desempenho. Com isso, vários estudos buscam alternativas que visam explicar as ocorrências desses defeitos. Esse campo é conhecido também como Integridade Superficial. Este trabalho tem por objetivo avaliar as influências das condições de usinagem na integridade de superficial do aço inoxidável 15-5PH. Para isso foram feitos ensaios de fresamento utilizando fresa de facear com pastilhas redondas, geometria neutra e positiva, novas e em fim de vida. O fresamento foi discordante, com dois níveis de avanço por dente (fz = 0,15 e 0,25 mm/dente) e dois de velocidade de corte (vc = 170 e 195 m/min). Posteriormente foi avaliada a rugosidade 3D, dureza e feita a microscopia eletrônica da superfície e subsuperfície da peça usinada. Os resultados obtidos demonstram que utilizando uma ferramenta da classe (M40), com a geometria M-MM (positiva) com cobertura de MTCVD, obteve-se uma rugosidade melhor que a (M25). Foi possível também evidenciar os defeitos gerados na superfície usinada com a utilização do (MEV), microcavidades, sulcos gerados por microcavacos, repasse da ferramenta e resto de material / Abstract: Milling is a machining process in which the workpiece makes feed movements against a rotating cylindrical tool with multiple cutting edges. In the milling process the cut is considered critical because at this time the temperature and force variations result in damage to the surfaces of the workpiece, which can compromise their performance. Consequently, several studies aim to explain the occurrences of failures. This field is also known as Surface Integrity. This work aims to evaluate the influence of machining conditions on the surface integrity of stainless steel 15-5PH. In order to do so, milling tests were carried on using face mills with round inserts, neutral and positive geometry (new and in the end of tool life). Up milling condition along with two levels of feed per tooth (fz = 0.15 and 0.25 mm/tooth) and two cutting speeds (vc = 170 and 195 m/min). Later, the 3D roughness and hardness were evaluated and scanning electron microscopy (SEM) was carried on the workpiece¿s surface and subsurface. The results obtained show that using (M40) class tool, and M-MM geometry (positive) with MTCVD coating provided a better surface finish than the (M25) class tool. Using the (SEM), it was also possible to highlight the defects generated in the machined surface such as microcavities, grooves generated by microchips, tool backcutting and the remaining material / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica
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[pt] MONITORAMENTO DE RISERS FLEXÍVEIS COM SENSORES A FIBRA ÓPTICA / [en] MONITORING FLEXIBLE RISERS WITH OPTICAL FIBER SENSORS20 October 2011 (has links)
[pt] O interesse no monitoramento da integridade estrutural de risers flexíveis
tem crescido significativamente nos últimos anos. Para dutos que já estão
atingindo sua vida de projeto, sistemas de monitoramento podem fornecer
alertas antecipados de possíveis falhas e também auxiliar o operador na
programação de paradas para manutenção. Diferentes técnicas estão sendo
testadas pelos operadores de dutos flexíveis tais como inspeção visual
automatizada, monitoramento de vibrações e emissão acústica, além de técnicas
baseadas em métodos eletromagnéticos. Algumas destas técnicas já estão
sendo implementadas em unidades de exploração e produção marítimas no
Brasil e em outros países. A presente contribuição aborda o monitoramento
contínuo e em tempo real utilizando sensores a fibra óptica (Redes de Bragg)
para detectar a ruptura dos arames nas armaduras de tração de risers flexíveis.
Duas linhas são seguidas, monitoramento direto e monitoramento indireto. O
monitoramento indireto consiste na instrumentação da capa polimérica do riser,
de forma não intrusiva, e avalia possíveis alterações na mesma, causadas pelo
rompimento dos arames. Para isso foi desenvolvido um transdutor, denominado
Colar 3D, capaz de detectar variações no diâmetro externo, elongação e torção
no duto. A técnica de monitoramento direto é denominada MODA
(Monitoramento Óptico Direto nos Arames). Nesta técnica os arames são
instrumentados individualmente com os sensores ópticos, que monitoram as
tensões/deformações dos mesmos, assim, rompimentos de arames e
comportamentos inesperados podem ser facilmente detectados. Resultados de
ensaios em escala real mostraram que a probabilidade de detecção do
monitoramento indireto aumenta significativamente quando o sistema é
empregado em conjunto com outros tipos de monitoramento indireto. Os
resultados de laboratório para o monitoramento direto apontaram alta
sensibilidade e confiabilidade do sistema, que já foi instalado em três
plataformas operadas pela Petrobra na Bacia de Campos. / [en] The interest in structural health monitoring of flexible risers has grown
significantly in recent years. For ducts that are already reaching their design life,
monitoring systems can provide early warnings of potential failures and also
assist the operator in scheduling downtime. Different techniques are being tested
by operators of flexible pipes such as automated visual inspection, vibration
monitoring and acoustic emission, in addition to techniques based on
electromagnetic methods. Some of these techniques are already being
implemented in units of maritime exploration and production in Brazil and other
countries. This contribution discusses the continuous monitoring and real-time
using optical fiber sensors (FBGs) to detect the breaking of wires in the tensile
armor of flexible risers. Two lines are followed, direct monitoring and indirect
monitoring. The proposed indirect monitoring technique consists in the nonintrusive
instrumentation of the riser’s polymeric outer sheath, which will provide
strain signals that change due to the breaking of wires in the armor layer. For
that, a transducer capable of detecting variations in the outer diameter, as well as
stretching and twisting in the duct was developed. In the direct monitoring
technique, all the wires in the external armor layer are individually instrumented
with optical sensors that continuously monitor their strains, so that any
disruptions of wires and unexpected behavior can be easily detected. Results of
full scale laboratory tests showed that the probability of detection of indirect
monitoring increases significantly when the system is used in conjunction with
other types of indirect monitoring. The laboratory results for the direct monitoring
showed high sensitivity and reliability of the system, which has already been
installed in three oil rigs operated by Petrobras in the Campos Basin.
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[en] FLEXIBLE RISERS MONITORING TECHNIQUE BASED ON VIBRATION MEASUREMENTS / [pt] MONITORAMENTO DE RISERS FLEXÍVEIS ATRAVÉS DE TÉCNICA BASEADA EM VIBRAÇÕES09 November 2012 (has links)
[pt] Um dos principais mecanismos de falha em risers flexíveis é o rompimento de arames da armadura de tração. A experiência tem mostrado que esta classe de dano tende a surgir primariamente na parte emersa do riser, próximo à sua terminação. A ruptura dos arames ocorre de forma progressiva, podendo ser causada por diferentes processos, tais como corrosão pelo ingresso de fluido no espaço anular entre capa e armadura, desgaste excessivo associado com o contato e atrito entre arames adjacentes ou entre as diferentes camadas metálicas da armadura, ou mesmo a presença de níveis elevados de tensões produzidas pelos carregamentos mecânicos aos quais o riser é submetido durante a operação. O deterioramento progressivo pode dar origem a defeitos localizados que agem como concentradores de tensão e levam o arame à ruptura através de um processo de fadiga. O duto flexível é capaz de manter-se em operação mesmo com alguns dos arames de suas armaduras rompidos, porém uma sequencia de rupturas pode levar à ocorrência de vazamentos ou mesmo a falhas catastróficas. O monitoramento contínuo em tempo real é uma das principais alternativas para evitar que o dano progressivo nas armaduras do riser resulte em acidentes com severas consequências econômicas e ambientais. As técnicas de monitoramento da integridade de risers flexíveis podem ser classificadas como diretas, onde é possível identificar diretamente a existência de um dano/falha, ou indiretas, em que o sistema de sensoriamento registra indicações secundárias, possivelmente consequência da falha. Esta dissertação relata o desenvolvimento de um sistema de monitoramento baseado em vibrações. Trata-se de uma técnica indireta baseada em eventos, onde no momento da ruptura do arame um sinal de vibração, distinto tanto na frequência quanto na amplitude, é detectado por acelerômetros instalados na capa polimérica externa do riser. No trabalho, são apresentados resultados de quatro ensaios em escala real que demonstraram a viabilidade do sistema para um primeiro teste de campo. Estratégias de instrumentação dos dutos e as variações dos sinais detectados são apresentadas e discutidas. Os resultados mostraram que a resposta vibratória do sinal de ruptura apresenta características específicas, garantindo uma boa confiabilidade na detecção. Porém, em se tratando de uma técnica indireta, verifica-se que quando dois sistemas de monitoramento de naturezas complementares são empregados em conjunto, as probabilidades de detecção dos eventos de rupturas aumentam significativamente. / [en] The main failure in flexible risers is the disruption of the wires from the tensile armor layer. Experience has shown that this class of damage occurs primarily near to the top riser connector. The breaking of the wires occurs gradually and may be caused by different processes as corrosion by inflow of fluid in the annular space, excessive wear associated with the contact and friction between adjacent wires or between different riser layers. The progressive deterioration can lead to localized defects that act as stress concentrators and may break the wire from the tensile armor layer through a fatigue process. The flexible pipe is able to remain in operation even with some broken wires, but a sequence of ruptures can conduce to a catastrophic failure. Real time continuous monitoring is one of the main alternatives to prevent progressive wire damage results in an accident with severe economic and environmental consequences. This thesis describes the development of a monitoring system based on vibrations. This is an indirect technique based on events, where in the moment of the wire break, one vibration signal is registered. This signal can be distinguished both in frequency and amplitude and detected by accelerometers installed on the polymeric outer layer of the riser. We present results of four tests in real scale that demonstrated the viability of the system for an initial field test. Instrumentation strategies in riser and the variations of the signals detected are presented and discussed. The results showed that the vibrational signal has specific characteristics ensuring good detection reliability.
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Structural Integrity Assessment of Nuclear Energy Systems / 原子力エネルギーシステムの構造健全性評価Ruan, Xiaoyong 25 May 2020 (has links)
京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(エネルギー科学) / 甲第22672号 / エネ博第404号 / 新制||エネ||77(附属図書館) / 京都大学大学院エネルギー科学研究科エネルギー変換科学専攻 / (主査)准教授 森下 和功, 教授 星出 敏彦, 教授 今谷 勝次 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Energy Science / Kyoto University / DGAM
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