A dilatação térmica é um problema com o qual os engenheiros de tubulação frequentemente precisam lidar, já que parte do papel destes prossionais é controlar as dilatações lineares totais e minimizar tensões e forças associadas a este fenômeno físico. O projeto de sistemas de tubulação é guiado por normas, sendo a ASME B31.3 (2010) certamente a mais utilizada no Brasil e nos Estados Unidos. Para a referida norma o sistema de tubulação, do ponto de vista térmico, é avaliado com base em uma temperatura de projeto constante e uniforme denida pelos critérios desta norma, temperatura esta normalmente estabelecida com base na temperatura de regime permanente. Estes critérios são sucientes para garantir a integridade estrutural da tubulação em virtude da forma como as tensões admissíveis e atuantes estão estabelecidas, contudo, a norma é omissa em relação ao transiente térmico e a dilatação linear da tubulação durante esse período. Tal dilatação poderá estar associada a forças transmitidas pela tubulação a equipamentos e estruturas, forças essas negligenciadas pela ASME B.31.3 e a literatura em geral. Esse trabalho apresenta as equações envolvidas no problema do transiente térmico de tubulações e, baseando-se nos resultados de simulações numéricas e na mecânica classicamente adotada pela Engenharia de Tubulação para computar forças, faz uma discussão a respeito das forças associadas à dilatação no período do transiente térmico. Vericou-se que quanto maior a velocidade do escoamento, maior o número de Nusselt e maior a difusividade térmica do material do tubo, maior será a taxa de aquecimento da tubulação e que, quanto maior essa taxa de aquecimento e o coeciente de dilatação, maior será a taxa de dilatação linear do tubo. Além disso, a força associada à dilatação linear passa a ser transmitida ao ponto xo (ancoragem ou trava) de forma abrupta e aumenta de forma intermitente até o seu máximo valor, para então cair ao seu mínimo valor de forma extremamente abrupta, sendo este valor mínimo o obtido nas análises usuais de sistemas de tubulação. / Thermal expansion is a problem the pipe engineers often have to deal with, since it is important to control the total linear thermal expansion and minimize stresses and forces associated with this physical phenomenon. The design of pipe systems is guided by standards, being ASME B31.3 (2010) certainly the most used in Brazil and the United States. For this standard the pipe system, from the thermal standpoint, is evaluated based on a constant and uniform design temperature, being this normally referenced by the steady state value. These criteria are sucient to ensure the pipe structural integrity due to the way the admissible and acting stresses are established; however, the standard is silent regarding the thermal transient and the pipe linear thermal expansion during this period. Such thermal expansion may be associated with forces transmitted by the pipe to equipment and structures, neglected by ASME B.31.3 and the literature. This work presents the equations involved in the pipe thermal transient problem. Based on the results of numerical simulations and the procedures normally used by Pipeline Engineering to compute forces, a discussion is made about the forces associated with the thermal expansion in the period of the thermal transient. It was found that the higher the ow velocity, the Nusselt number and the thermal diusivity of the pipe material, the higher the pipe heating rate. Besides, it was found that the higher the heating rate and the thermal expansion coecient, the higher the linear thermal expansion rate of the pipe. Moreover, the force associated with the linear thermal expansion starts to be transmitted to the pipe xed point (anchor or stop) in an abrupt way and increases intermittently until its maximum value, then falls to its minimum value in an extremely abrupt way, being this minimum value the load obtained in the usual pipe load analysis.

Orientador: Sérgio Nascimento Bordalo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:52:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tochetto_LuanGregori_M.pdf: 7430018 bytes, checksum: 8523efb2c0601ab21d1e2057f0d7c2af (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Tubulações submarinas, tais como risers e jumpers, sofrem carregamentos estáticos e dinâmicos devido a forças ambientais, correntes marítimas e ondas, carregamentos devido aos deslocamentos da unidade flutuante de produção (plataformas ou navios), escoamento interno, além de outras causas. O controle dos deslocamentos oscilatórios dessas tubulações é fundamental para a confiabilidade e vida em fadiga desses sistemas, motivando projetos de pesquisa com tal propósito nos últimos anos. Uma tecnologia em consideração é o Pounding Tuned Mass Damper (PTMD), o qual é o assunto do presente trabalho. Este trabalho apresenta um estudo experimental de um absorvedor de vibrações - o PTMD - acoplado a um modelo de jumper submarino em escala reduzida. O aparato é composto de uma seção de tubo montada em um sistema de suspensão elástica para movimento em duas direções, propiciando similaridade dinâmica parcial entre o protótipo e o modelo. O modelo de PTMD é um sistema massa - mola anexado, similar a um supressor tuned mass damper (TMD), a não ser a adição de um envoltório de batimento, o qual limita o deslocamento da massa do PTMD, dissipando energia do tubo oscilante através do impacto da massa do PTMD contra esse envoltório. Experimentos de oscilação livre e forçada foram realizados na direção vertical, no seco e na água. Os resultados obtidos de amplitude versus frequência foram utilização para determinar a eficácia do absorvedor quando comparado com sua operação a seco. Os resultados deste trabalho são os primeiros passos no desenvolvimento de um dispositivo aplicável a uma real tubulação submarina de petróleo. Os dados adquiridos neste trabalho foram empregados na melhoria e desenvolvimento de um modelo numérico do sistema tubo - PTMD para um simulador computacional / Abstract: Submarine pipelines, such as jumpers and risers, suffer static and dynamic loads due to environmental forces - currents and waves, to the displacements of floating production units (platforms or ships) and to the internal flow, among other causes. Controlling the oscillatory displacements of the pipelines is critical to the reliability and fatigue of these systems, motivating research projects to deal with such issues in the past few years. One technology under consideration is the Pounding Tuned Mass Damper (PTMD), which is the subject of the present work. The current work presents an experimental study of a vibration suppressor - the PTMD - attached to a scaled down submarine jumper model. The apparatus is composed of a test pipe section mounted on an elastic suspension harness for two directions of motion, providing partial dynamic similarity between the prototype and the model. The PTMD model is a lumped mass-spring attachment similar to a tuned mass dumper (TMD) suppressor, but with the addition of a pounding layer, which limits the motion of the PTMD mass, dissipating the energy of the oscillating pipe through the impact of the PTMD mass against that layer. So far, free and forced oscillation experiments were executed, in the vertical direction. The tests were conducted in a water tank, where comparisons of amplitude versus frequency were made to determine the suppressor effectiveness, on air and underwater. The results of this work are the preliminary step on the development of a device applicable to an actual petroleum submarine pipeline. The data gathered from this work was employed in the improvement of a numerical model of the pipe-PTMD system for a computer simulator / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Carlos Alberto Mariotoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:26:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Badanhan_LuisFernando_D.pdf: 25240014 bytes, checksum: ddb0dfef85f7132ed91a7f13c647a1e5 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Em razão de uma política energética que busca incrementar a participação do gás natural na matriz energética nacional, se configura a necessidade de ampliar a atual malhar de distribuição. Em contrapartida, pressões sociais por um maior controle ambiental, tendem a questionar as tradicionais técnicas de construção das dutovias. Com vistas a abordar este problema, este trabalho objetiva propor um método que busque uniformizar a fiscalização dos processos em uma obra de dutos em trecho rural, baseado no controle através de Indicadores e Padrões de Qualidade Ambienta!. Adota-se como metodologia uma pesquisa de campo, realizada nas obras do Gasoduto Bolívia Brasil, onde identificou-se os impactos ambientais que serviram como base para os Indicadores, considerando os aspectos de frequência e relevância na sua determinação. Com relação aos Padrões, dividiu-se o trecho em blocos de 10 Km, estabelecendo-se assim uma média de ocorrências para cada um deles. Os valores foram determinados considerando a sazonalidade do período da obra e o efetivo das equipes. Como resultados, propõem-se como Indicadores e seus respectivos Padrões para cada bloco, os aspectos: Obstrução de Acesso (1,0); Conduta Imprópria (1,0); Danos à Infraestrutura (2,0); Assoreamento (3,0); Disposição de Materiais (1,0); Entulho (1,0) / Abstract: In ratio of one energy politics that it searchs to develop the participation of the natural gas in the national energy array, if configures the necessity to extend the current one to thresh of distribution. On the other hand, social pressures for a bigger ambient control, tend to question the traditional techniques of construction of the dutovias. With sights to approach this problem, this objective work to consider a method that it searchs to uniformizar the fiscalization of the processes in a workmanship of ducts, based in the contral through Pointers and Standards of Ambient Quality. A research of field is adopted as methodology, carried through in the workmanships of the Gas-line Bolívia Brazil, where it identified the ambient impacts that had served as base for the Pointers, considering the aspects of frequency and relevance in its determination. With relation to the Standards, a average of occurrences for each one of them was divided the stretch block -type of 10 km, establíshing itself thus. The values had been determined considering the sazonalidade of the period of the workmanship and the cash of the teams. As results, its respective Standards for each tablet, the aspects are considered as Indicating and: Blockage of Access (1.0); Improper Behavior (1.0); Damages to Infraestrutura (2.0); Assoreamento (3.0); Disposal of Materials (1.0); Rubbish (1.0) / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutor em Engenharia Mecânica

Atualmente a otimização e redução de custos verificados na fabricação de tubulações está caminhando para um limite. Toda e qualquer modificação no processo produtivo exige grandes investimentos com retorno a prazos cada vez maiores. Assim, a possibilidade de poder contar com técnicas que permitam a redução de esforços sobre tubulações enterradas traz sem dúvida uma importante contribuição. Este trabalho estuda o uso da trincheira como forma de reduzir os esforços que atuam sobre condutos enterrados, utilizando duas séries de ensaios denominados \"A\" e \"B\". Cada série é composta basicamente de quatro combinações diferentes, com variações geométricas da relação de altura relativa (h/B) e largura relativa (b/B). A série B teve a posição relativa (H/B) da camada flexível modificada em relação à série A. Os ensaios realizados no Departamento de Geotecnia da Escola de Engenharia de São Carlos apresentam como resultado uma redução dos esforços da ordem de 44% a 86% em relação ao ensaio de referência montado sem o uso da camada indutora. / Nowadays the optimization and the reduction of costs verified in the pipes production are walking for a limit. All and whatever modification on the productive process demands great investments with larger time return. Thus, the possibility of taking account with techniques that allows reduction efforts on buried pipes bring without any doubt, an important contribution. This work studies the induced trench to reduce the efforts that act over buried conduits, using two series, \"A\" and \"B\", with four treatments each one. The A series is composed with four different combinations. These combinations have geometric variation between relative height (h/B) and relative width (b/B) of flexible layers, were built directly over the trap door. The \"B\" series is composed with the same geometric flexible layer used in series \"A\", and they have their relative position (H/B) modified. The treatments were conducted at the \"Departamento de Geotecnia\" da \"Escola de Engenharia de São Carlos\". The results obtained were a reduction of the 44 to 86% on the efforts in relation to the reference treatment built without the use of an induced layer.

Este trabalho objetiva o estudo específico, teórico e numérico, da determinação dos diferentes modos de colapso, elásticos e elastoplásticos, de uma estrutura tubular sujeita a esforços: pressão externa, flexão e flexo-pressurização. Entre os mais importantes elementos estruturais básicos, analisaremos inicialmente o modelo de um anel comprimido por uma carga radial. Isso significa determinar as pressões de instabilidade, elástica e elastoplástica, e de colapso, com os correspondentes modos, para anéis com diferentes relações diâmetro-espessura, D/t , submetidos a uma série gradual de pressões externas. A Estabilidade estrutural é computada utilizando uma formulação variacional, com discretização por elementos finitos. O modelo material pressupõe comportamento elastoplástico, com pequenas deformações. A análise não linear envolve a aplicação de pressurização externa aos anéis, de forma incremental, para a obtenção da resposta, tomando em conta a falta de circularidade inicial dos mesmos. Casos específicos envolvendo anéis de paredes finas e grossas serão considerados. Será analisado depois o estudo da resposta e da estabilidade de tubos de metal de parede fina e relativamente grossa sob flexão e flexo-pressurização através do método dos elementos finitos. Durante as últimas décadas este problema tem muito sido estudado através de métodos analíticos e experimentais. A maioria das soluções, entretanto, referem-se ao comportamento destas estruturas sob condições elásticas. No entanto, uma experiência de um elemento tubular é um problema inerentemente não linear com flambagem ou colapso do cilindro tomando lugar. Ás vezes com localização. Confrontaremos no final principalmente os resultados numéricos com aqueles da literatura, Kyriakides et al (1987), (1991) e (1992). / This work looks first at the determination of instability pressures as well as elastoplastic collapse, with the corresponding modes of rings with different diameter/thickness ratios under incremental external pressure loading and . Structural stability is computed by a variational formulation with discretization by finite elements. Material modeling considers elastoplastic behaviour with small deformations. Non Linear analysis produces the response curves considering lack of initial out-of-roundness. .After the response and stability of long and relatively thick wall metal tubes under bending and combined bending and external pressure were studied through experimental and analytical methods during the last decades. Most of the solutions, however, refered to the behavior under elastic conditions. In these cases we used the Finite Element Method with several discretizations. Nonetheless these experiments of a tube element is an inherently nonlinear problem with cylinder buckling or collapse taking place. Sometimes with localization. At the end numerical results are mainly compared to experimental measurements of Kyriakides et al (1987), (1991) e (1992).

O objetivo deste trabalho é viabilizar o uso conjunto, em um mesmo sistema de tubulação, na indústria de óleo e gás, dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e UNS S32760. Atualmente as especificações de projeto limitam o uso de um ou outro para um dado sistema, implicando em menor flexibilidade de fornecimento e maiores custos. Adicionalmente será avaliado o processo de soldagem automatizado com arame tubular com matriz metálica (metal cored) e com proteção gasosa. Este processo de soldagem possui grande produtividade e rendimento. Foram estudadas a resistência à corrosão, a resistência mecânica e possíveis danos causados à microestrutura do metal de solda e das zonas afetadas pelo calor (ZAC) dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e UNS S32760. A junta foi realizada com chanfro em meio \"V\", com geometria de 300 mm por 200 mm por 6,35 mm e com os seguintes parâmetros de soldagem: tensão de 25 V, corrente de 150 A, velocidade de soldagem de 6,35 mm/s, velocidade de alimentação do arame de 135 mm/s e distância de trabalho de 20 mm. As juntas foram caracterizadas por microscopia óptica, eletrônica de varredura, ensaio de tração, ensaio de dobramento, ensaio Charpy V a - 46 °C e ensaio de corrosão segundo a norma ASTM G48. A base para os critérios de aprovação será o disposto normativo da Norsok Standard M-601, Welding and inspection of piping, na sua mais recente edição (2008). Os resultados mostraram que não existem diferenças significativas entre as soldagens similares e dissimilares com relação às propriedades testadas. / The objective of this work is to enable the use in the same piping system, used in the oil and gas industry, of UNS S32750 and UNS S32760 superduplex stainless steels. Currently, the design specifications limit the use of one or the other for a given system, resulting in less flexibility in supply and higher costs. Additionally, it will be evaluated automated welding process with metal cored using a shielding gas. This welding process has high productivity and efficiency. It was studied corrosion resistance, mechanical strength and possible damage to the weld metal microstructure and heat affected zones (HAZ) of stainless steels superduplex UNS S32750 and UNS S32760. The joint was welded using a half \"V\" bevel geometry, with 300 mm by 200 mm by 6.35 mm and the following welding parameters: voltage 25 V, current 150 A, welding speed of 6.35 mm/s, wire feed speed of 135 mm/s and 20 mm working distance. The joints were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, tensile test, bending test, Charpy V test at - 46 °C and corrosion test according to ASTM G48. The basis for the criteria for approval is the normative provisions of Norsok Standard M-601, Welding and inspection of piping in its latest edition (2008). The results showed that there are no significant differences between similar and dissimilar welds with respect to the tested properties.

Submitted by Mariana de Oliveira (marianaeng@uol.com.br) on 2018-09-05T00:53:23Z No. of bitstreams: 1 Oliveira.MarianaCristinade_DissertacaoFinal.pdf: 7083608 bytes, checksum: ce11a4f42af43ead7a3e5d3f83e3bc18 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-09-10T18:38:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_mc_me_guara.pdf: 7083608 bytes, checksum: ce11a4f42af43ead7a3e5d3f83e3bc18 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T18:38:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_mc_me_guara.pdf: 7083608 bytes, checksum: ce11a4f42af43ead7a3e5d3f83e3bc18 (MD5) Previous issue date: 2018-07-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi investigar a influência da deformação plástica no comportamento corrosivo de oleodutos em ambiente ácido contendo cloreto de sódio. As tubulações trabalham em ambiente altamente corrosivo e estão sujeitas à deformação plástica, o que altera as propriedades mecânicas do aço. Com isso é necessário avaliar a integridade da tubulação em serviço. Para tanto retirou-se amostras de uma tubulação do aço de baixo carbono API 5L X65, um dos mais utilizados pela indústria do petróleo e gás para fabricação de tubulações de transporte. As amostras foram deformadas plasticamente em 0,5%; 1,0%; 1,5%; 2,0% e 2,5% por meio de um ensaio de tração. A microestrutura das amostras deformadas foi caracterizada, através da microscopia óptica e eletrônica de varredura, apresentando uma matriz de ferrita – perlita fina. Uma nova análise microestrutural foi realizada após os ensaios de corrosão, indicando que o aço sofre um processo de corrosão generalizada. Para avaliar o comportamento corrosivo foram realizados testes laboratoriais de imersão e eletroquímicos para caracterizar o processo corrosivo em solução ácida contendo 3% de cloreto de sódio. O teste de imersão teve a finalidade de comparar a perda de massa de uma amostra sem deformação plástica e outra com deformação plástica de 2,5%. Os resultados indicaram que não há diferença significativa entre as amostras. Utilizou se as técnicas eletroquímicas de OCP, polarização de Tafel, EIS e Permeação de hidrogênio, em todas as técnicas verificou-se que o processo de corrosão é uniforme. O processo de corrosão não apresentou variação significativa devido à deformação plástica, porém indicou que a deformação plástica aumenta a suscetibilidade à permeação de hidrogênio no aço. / This work aims to investigate the influence of plastic deformation on the corrosive behavior of pipelines in acidic environment containing sodium chloride. The pipelines work in a highly corrosive environment and are subject to plastic deformation, which alters the steel’s mechanical properties. Therefore, integrity assessment of a pipeline in service is necessary. For this purpose, samples were taken from a pipeline of API 5L X65 low carbon steel, one of the most used by the oil and gas industry to manufacture transport pipelines. The samples were plastically deformed in 0.5%; 1.0%; 1.5%; 2.0% and 2.5% by a tensile test. The microstructure of deformed samples was characterized by optical and scanning electronic microscopy, presenting a fine ferrite and pearlite matrix. A new microstructural analysis was performed after the corrosion tests, indicating that the corrosion process is uniform. The corrosive behavior was assessed by laboratory immersion and electrochemical tests to characterize the corrosive process in acid solution containing sodium chloride 3%. The immersion test was used to compare the mass loss between a sample without plastic deformation and another 2,5% plastic deformed. The results indicated that there was no significant difference between the samples. It was used the OCP, polarization of Tafel, EIS and Hydrogen Permeation electrochemical techniques, all techniques showed a uniform corrosion process. The corrosion process did not present significant variation due to the plastic deformation, however it indicated that the plastic deformation increases the susceptibility to the hydrogen permeation in the steel.

Orientador: João Luis Zocoler / Coorientador: Rodrigo Máximo Sánchesz-Román / Banca: João Carlos Cury Saad / Banca: Marconi Batista Teixeira / Resumo: O abastecimento público é um dos grandes desafios das autoridades em prover a sociedade com água de qualidade e em quantidade. O aumento da demanda por este recurso natural exige projetos de captação e transporte cada vez maiores e mais complexos. Um projeto hidráulico deve ser concebido para operar sob condições normais de escoamento e também sob condições extremas, causadas por agentes externos que possam gerar pressões muito maiores ou muito menores às condições ideais de funcionamento. Este trabalho teve por objetivos definir o desenho de bombeamento público para o abastecimento da cidade de Torrinha, município do Estado de São Paulo; determinar qual alternativa de combinação de tubulações é a melhor solução hidráulica e econômica; e verificar a necessidade e definir a proteção contra transiente hidráulico. Utilizou-se o programa Allievi para realizar as cinco simulações propostas: Simulação 1 (S1): regime permanente; Simulação 2 (S2): linha com tubos de ferro fundido sem proteção; Simulação 3 (S3): linha com tubos de PVC-O sem proteção; Simulação 4 (S4): linha com tubos de PVC-O com proteção; Simulação 5 (S5): linha com tubos de ferro fundido e de PVC-12 DeFoFo com proteção. A partir dos resultados concluiu-se que na simulação 5 obteve-se a melhor opção econômica e hidráulica, consistindo em construir a linha com os primeiros 3391,79 metros de tubos de ferro fundido, ponta bolsa, K7 e 3297,33 metros restantes com tubos de PVC 12 DeFoFo; e a utilização do dispositivo RHO com bexiga de 1,5 m³ de capacidade para proteção contra transiente hidráulico. As simulações S2 e S3 evidenciaram um ganho de rendimento do grupo motobomba e a opção S1 é a que mostrou a melhor combinação vazão-altura... / Abstract: O abastecimento público é um dos grandes desafios das autoridades em prover a sociedade com água de qualidade e em quantidade. O aumento da demanda por este recurso natural exige projetos de captação e transporte cada vez maiores e mais complexos. Um projeto hidráulico deve ser concebido para operar sob condições normais de escoamento e também sob condições extremas, causadas por agentes externos que possam gerar pressões muito maiores ou muito menores às condições ideais de funcionamento. Este trabalho teve por objetivos definir o desenho de bombeamento público para o abastecimento da cidade de Torrinha, município do Estado de São Paulo; determinar qual alternativa de combinação de tubulações é a melhor solução hidráulica e econômica; e verificar a necessidade e definir a proteção contra transiente hidráulico. Utilizou-se o programa Allievi para realizar as cinco simulações propostas: Simulação 1 (S1): regime permanente; Simulação 2 (S2): linha com tubos de ferro fundido sem proteção; Simulação 3 (S3): linha com tubos de PVC-O sem proteção; Simulação 4 (S4): linha com tubos de PVC-O com proteção; Simulação 5 (S5): linha com tubos de ferro fundido e de PVC-12 DeFoFo com proteção. A partir dos resultados concluiu-se que na simulação 5 obteve-se a melhor opção econômica e hidráulica, consistindo em construir a linha com os primeiros 3391,79 metros de tubos de ferro fundido, ponta bolsa, K7 e 3297,33 metros restantes com tubos de PVC 12 DeFoFo; e a utilização do dispositivo RHO com bexiga de 1,5 m³ de capacidade para proteção contra transiente hidráulico. As simulações S2 e S3 evidenciaram um ganho de rendimento do grupo motobomba e a opção S1 é a que mostrou a melhor combinação vazão-altura... / Mestre

Orientador: Sandra Lucia da Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:57:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_ElisangelaOrlandide_M.pdf: 2598884 bytes, checksum: 7421959dcef02a5096290563b5f4500e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Redes de tubulação são sistemas complexos de dutos utilizados no transporte de fluidos a longas distâncias. Um pequeno vazamento em uma tubulação pode provocar grandes perdas de produtos e sérios danos ao meio ambiente até serem detectados. Com o propósito de prevenir vazamentos em tubulações, várias técnicas são relatadas na literatura. Este trabalho descreve o desenvolvimento e teste de uma técnica de detecção de vazamento de gás em tubulação baseada no método acústico e na análise de transientes de pressão gerados a partir do vazamento. Transientes de pressão e o ruído sonoro gerado pelo vazamento foram detectados e analisados em uma tubulação operando sem e com escoamento contínuo de gás (ar) em várias condições de operação. O trabalho experimental utilizou um vazo de pressão de 34,5 litros e uma tubulação com 60 m de comprimento e ½¿ de diâmetro. A pressão de operação variou de 2 a 7 kgf/cm2. Vazamentos de várias magnitudes foram simulados através de um orifício localizado na tubulação cujo diâmetro variou entre 0,4 mm a 5 mm. O microfone e o transdutor de pressão foram instalados no vaso de pressão ou na tubulação para detectar a ocorrência de vazamento, ambos conectados a um computador PC através de um conversor ADA. O sinal gerado pelo microfone foi amplificado e passou por um banco de filtros passa faixa sendo transformado em três sinais com amplitudes independentes, cada uma com uma faixa de freqüência específica de 1kHz, 5kHz e 9kHz. O programa de aquisição de dados foi escrito em linguagem C para ler e processar os dados. Os resultados experimentais mostraram que é possível detectar vazamentos em tubulações através do método acústico. A análise dos sinais de amplitude para freqüências diferentes mostrou que o ruído sonoro gerado pelo vazamento depende da magnitude do vazamento e da pressão na tubulação. Em todos os experimentos a ocorrência de vazamento foi prontamente detectada pelo microfone enquanto as mudanças nos perfis de transientes de pressão não eram sempre significativas para detectar o vazamento / Abstract: Pipeline networks are complex systems of ducts used in the fluid transportation through long distances. Even small leaks in a pipeline can lead to great losses of product and serious damages to the environment before it could be detected. With the purpose of preventing leakage in pipelines, various techniques have been reported in the literature. This work describes the development and test of a gas leak detection technique in pipelines based on an acoustic method and on the analysis of pressure transients generated by the leak. Pressure transients and the noise generated by leakage have been detected and analysed in a pipeline operating with and without continuous flow of gas (air) under various operation conditions. The experimental setup made use of a 34,5 liters pressure vessel and a 60 m long, ½¿ in diameter pipeline. The operational pressure varied from 2 to 7 kgf/cm². Leakages of various magnitudes were simulated through an orifice located in pipeline whose diameter varied from 0,4 mm to 5,0 mm. A microphone and a pressure transducer were installed either in the pressure vessel or in the pipeline to detect leak occurrence, both being connected to a PC computer through an ADA converter. The signal generated by the microphone was amplified and also passed through a bank of band pass filters being transformed into three signals with independent amplitude, each one with a band of specific frequency of 1 kHz, 5 kHz and 9 kHz. The data acquisition software was written in C language to read and process all data. The experimental results showed that it is possible to detect leaks in pipelines based on acoustic method. The analysis of the signal amplitude for different frequencies showed that the noise signal generated by leakage depend on both leak magnitude and pressure in the pipeline. In all experiments leak occurrence was readily detected by the microphone while the changes in pressure transient profiles were not always significant to detect the leak / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

O objetivo deste trabalho é viabilizar o uso conjunto, em um mesmo sistema de tubulação, na indústria de óleo e gás, dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e UNS S32760. Atualmente as especificações de projeto limitam o uso de um ou outro para um dado sistema, implicando em menor flexibilidade de fornecimento e maiores custos. Adicionalmente será avaliado o processo de soldagem automatizado com arame tubular com matriz metálica (metal cored) e com proteção gasosa. Este processo de soldagem possui grande produtividade e rendimento. Foram estudadas a resistência à corrosão, a resistência mecânica e possíveis danos causados à microestrutura do metal de solda e das zonas afetadas pelo calor (ZAC) dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e UNS S32760. A junta foi realizada com chanfro em meio \"V\", com geometria de 300 mm por 200 mm por 6,35 mm e com os seguintes parâmetros de soldagem: tensão de 25 V, corrente de 150 A, velocidade de soldagem de 6,35 mm/s, velocidade de alimentação do arame de 135 mm/s e distância de trabalho de 20 mm. As juntas foram caracterizadas por microscopia óptica, eletrônica de varredura, ensaio de tração, ensaio de dobramento, ensaio Charpy V a - 46 °C e ensaio de corrosão segundo a norma ASTM G48. A base para os critérios de aprovação será o disposto normativo da Norsok Standard M-601, Welding and inspection of piping, na sua mais recente edição (2008). Os resultados mostraram que não existem diferenças significativas entre as soldagens similares e dissimilares com relação às propriedades testadas. / The objective of this work is to enable the use in the same piping system, used in the oil and gas industry, of UNS S32750 and UNS S32760 superduplex stainless steels. Currently, the design specifications limit the use of one or the other for a given system, resulting in less flexibility in supply and higher costs. Additionally, it will be evaluated automated welding process with metal cored using a shielding gas. This welding process has high productivity and efficiency. It was studied corrosion resistance, mechanical strength and possible damage to the weld metal microstructure and heat affected zones (HAZ) of stainless steels superduplex UNS S32750 and UNS S32760. The joint was welded using a half \"V\" bevel geometry, with 300 mm by 200 mm by 6.35 mm and the following welding parameters: voltage 25 V, current 150 A, welding speed of 6.35 mm/s, wire feed speed of 135 mm/s and 20 mm working distance. The joints were characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy, tensile test, bending test, Charpy V test at - 46 °C and corrosion test according to ASTM G48. The basis for the criteria for approval is the normative provisions of Norsok Standard M-601, Welding and inspection of piping in its latest edition (2008). The results showed that there are no significant differences between similar and dissimilar welds with respect to the tested properties.