Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-06-20T21:54:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Klebson Marques de Oliveira.pdf: 10087402 bytes, checksum: 7e0f1e88e66ab3923f0b43cc701c9f73 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-20T21:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Klebson Marques de Oliveira.pdf: 10087402 bytes, checksum: 7e0f1e88e66ab3923f0b43cc701c9f73 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Os tubos metálicos transportam petróleo e gás na superfície, bem como através de poços submarinos, levando matéria-prima para a indústria e transportam o produto final para o mercado. A integridade desses tubos é problema crítico para a operação da indústria desde a fabricação com os processos de soldagem até a manutenção com problemas de corrosão. Em alguns casos, o processo de soldagem não garante a estrutura esperada para determinado uso da junta, surgindo com isso descontinuidades, que podem ser estruturais, dimensionais ou propriedades inadequadas. Os tubos considerados aqui são hipoeutetóides, isto é, tubos de aço com menos de 0,8% de carbono. Com as medidas da transmissão gama foram determinados o coeficiente de atenuação e a densidade radiométrica do aço base e da solda. Para comparar os resultados, a tomografia gama foi simulada com o código MCNPX para transporte de fótons. Importando no MCNPX a geometria definida foi otimizado o tempo de computação para simular a tomografia gama. A imagem tomográfica do tubo de aço foi reconstruída com algoritmo MART(Técnica de Reconstrução Algébrica com Correção Multiplicativa) para uma melhor visualização dos resultados. Os dados coletados com a varredura gama foram analisados e a matriz de correlação quantifica o grau de homogeneidade decrescente da estrutura do aço base, da solda de referencia e do tubo teste, nessa ordem. Aplicando-se uma métrica à distância de Chebyshev para os dados da transmissão gama pode-se observar resultados consistentes com os apresentados pela matriz de correlação. Na sequência o modelo estatístico multivariado o cluster hierárquico foi utilizado para processar os resultados gerados com a distância Chebyshev, e o dendrograma, uma função do Matlab, mostra distância contra número de clusters. Na geometria do MCNPX, defeitos foram introduzidos com o objetivo de detectar um defeito de 1µm na tomografia simulada. Uma curva de calibração foi obtida definindo o limite de resolução no intervalo de 1µm à 50µm.Testes com algoritmo de reconstrução foram realizados para visualizar neste intervalo o defeito simulado. Os resultados do método não destrutivo são comparados com os testes metalograficos tomados como referência. Os dados obtidos nesses procedimentos foram armazenados no banco de dados TOMC. / The pipes carry oil and gas on the surface, as well as through subsea wells, bringing raw material to the industry and transporting the final product to the market. The integrity of these pipes is a critical problem for the operation of the industry from manufacturing with the welding processes to maintenance with corrosion problems. In some cases, the welding process does not guarantee the structure expected for a particular use of the joint, resulting in discontinuities, which may be structural, dimensional or inappropriate properties. The tubes considered here are hypoeutectoids, this is, steel tubes having less than 0,8% carbon. The attenuation coefficient and the radiometric density of the base steel and the weld were determined using the gamma transmission measurements. To compare the results, gamma tomography was simulated with the MCNPX code for photon transport. Importing into MCNPX the defined geometry was optimized computing time to simulate gamma tomography. Importing into MCNPX the defined geometry was optimized computing time to simulate gamma tomography. The tomographic image of the steel tube was reconstructed with MART(Algebraic Reconstruction Technique with Multiplicative Correction) algorithm for a better visualization of the results. The data collected with the gamma sweep were analyzed and the correlation matrix quantifies the degree of decreasing homogeneity of the base steel structure, the reference weld and the test tube, in that order. By applying a metric to the Chebyshev distance for the data of the gamma transmission one can observe results consistent with those presented by the correlation matrix. Following the multivariate statistical model, the hierarchical cluster was used to process the results generated with the distance Chebyshev. The dendrogram, a function of Matlab, shows distance against number of clusters. In the geometry of the MCNPX, defects were introduced with the objective of detecting 1µm defect in the simulated tomography. A calibration curve was obtained by setting the resolution limit in the range of 1 µm to 50µm. Tests with a reconstruction algorithm were performed to visualize the simulated defect in this interval. The results of the non-destructive method are compared with the metallographic tests taken as reference. The data obtained in these procedures were stored in the TOMC database.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2015-01-21T16:32:05Z No. of bitstreams: 1 MILTON SOARES D.pdf: 6549050 bytes, checksum: 71106da0f06535bc051b1128cf9f0524 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-21T16:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MILTON SOARES D.pdf: 6549050 bytes, checksum: 71106da0f06535bc051b1128cf9f0524 (MD5) Previous issue date: 2014-12 / As incrustações que se formam nas paredes internas dos dutos de transporte do produto extraído dos poços marítimos de petróleo é motivo de grande prejuízo para as companhias exploradoras e em alguns casos até mesmo de segurança. A consequência dessas incrustações é a diminuição da seção reta do duto que causa a diminuição da vazão de extração e pode também causar um aumento da pressão no interior do poço, com graves consequências para a segurança. O objetivo deste trabalho é propor um sistema de inspeção móvel, que pode ser transportado por robôs submarinos para inspecionar as linhas de dutos nas saídas dos poços de petróleo. O método de medida a ser adotado será o da atenuação da transmissão de um feixe de raios gama que fará uma única leitura em uma posição pré-determinada e nos dará como resultado a informação se a espessura da incrustação é maior ou menor do que um valor pré-determinado. Para a realização das medidas foi projetado e construído um sistema eletrônico composto de fonte de alimentação, amplificador, analisador monocanal e contador que foi acoplado a um detector cintilador de CsI com fotodiodo PIN. O sistema de medida foi ajustado para realizar medidas com precisão constante de ±1%. Nos testes realizados durante a pesquisa ficou demonstrado a eficácia do método proposto com os resultados obtidos com uma seção de tudo de aço carbono de 270 mm de diâmetro, retirado do campo, com incrustações assimétricas de BaSO4. / The scale formed over the inner walls of the ducts conveying the extracted product from offshore oil wells is a major cause of losses to companies and in some cases even the safety is affected. The consequence of such fouling is the duct´s square section reduction that causes extraction flow decrease and can also cause an increase in pressure inside the well, with serious consequences for safety. The objective of this work is to propose a mobile inspection system, which can be transported by underwater robots to inspect the lines of ducts in the outputs of the oil wells. The measurement method to be adopted will be the gamma rays´ beam attenuation at a predetermined position of the pipe. This transmission value compared to a clear pipe reading will show if the thickness of the inlay is larger or smaller than an assumed thickness. To carry out the measurements it was designed and built an electronic system comprising power supply, amplifier, single channel analyzer and a counter timer that was connected to a CsI scintillator detector coupled to a PIN photodiode. The system was set up to perform measurements with constant accuracy of ±1%. Tests during the study demonstrated the effectiveness of the proposed method with the obtained results with a carbon steel duct section of 270 mm diameter, removed from the field, with asymmetric BaSO4 inlay.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-31T17:05:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese.pdf: 2148277 bytes, checksum: 3892221944b4474f09bb1f1dbb1f22b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T17:05:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese.pdf: 2148277 bytes, checksum: 3892221944b4474f09bb1f1dbb1f22b0 (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / Foi investigada a incerteza em modelos: discreto e continuo que descrevem a fluidodinâmica do riser na UPF - Unidade Piloto a Frio tipo FCC – Fluid Cracking Catalyst. O processo de refino de petróleo produz metade da gasolina consumida no mundo e se mantém competitivo com pesquisa e desenvolvimento em duas linhas básicas: a cinética e a fluidodinâmica. Na determinação dos parâmetros fluidodinâmicos a técnica da transmissão da radiação gama é competitiva por realizar medidas não intrusivas. Os sinais emitidos por fonte de radiação e detectados em sistema de aquisição são os utilizados para realizar a Tomografia Gama a mais confiável para analisar o processo de FCC. As medidas experimentais são requeridas para validar os modelos teóricos que simulam o escoamento do leito fluidizado bifásico. No processo de validação dos modelos fluidodinâmicos é necessário avaliar a incerteza dos dados experimentais. O método de avaliar incerteza baseado no GUM – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, foi aplicado a um modelo discreto que descreve fração volumétrica de sólidos no riser, medida por meio da transmissão gama. Os resultados estão apresentados em gráficos e discutidos. A simulação estocástica para avaliação da incerteza, em modelo contínuo unidimensional que descreve o escoamento utilizando os parâmetros medidos experimentalmente, foi realizada e implementada em algoritmo computacional por meio de equações diferenciais estocásticas. / We investigated the uncertainty in models: discrete and continuous describing the fluid in the riser UPF - Unit Pilot Cold type FCC - Fluid Cracking Catalyst. The petroleum refining process produces half of the gasoline consumed in the world and remains competitive with research and development in two basic lines: the kinetics and fluid dynamics. In determining the fluid dynamic parameters of the transmission of gamma radiation technique is competitive to perform non-intrusive measures. The signals emitted by radiation source and detected in acquisition system are used to perform tomography range the most reliable to analyze the FCC process. The experimental measurements are required to validate the theoretical models that simulate the flow of two-phase fluidized bed. In the validation process of the fluid dynamic models is necessary to evaluate the uncertainty of the experimental data. The method of evaluating uncertainty based on GUM - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, was applied to a discrete model that describes volume fraction of solids in the riser, measured by the transmission range. The results are shown in graphs and discussed. The stochastic simulation to evaluate the uncertainty in continuous one-dimensional model describing the flow using the experimentally measured parameters was carried out and implemented in computational algorithm using stochastic differential equations.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-04-15T15:07:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação CONTROLE DA INJEÇÃO DE CATALISADOR EM UMA UNIDADE PILOTO TIPO FCC A FRIO.pdf: 3413557 bytes, checksum: 5abbf7dd3a8cab8c21085e585d6282f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T15:07:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação CONTROLE DA INJEÇÃO DE CATALISADOR EM UMA UNIDADE PILOTO TIPO FCC A FRIO.pdf: 3413557 bytes, checksum: 5abbf7dd3a8cab8c21085e585d6282f6 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / CNPQ / O Craqueamento Catalítico Fluidizado (FCC) é largamente utilizado no processo de refino do petróleo para transformar hidrocarbonetos de baixo valor comercial em produtos de elevado valor agregado, como gasolina, diesel e GLP. A crescente demanda de combustíveis fósseis, que são recursos não renováveis, requer melhor compreensão do processo e da operação, desafios que tem atraído o interesse da indústria e da academia pelo FCC. Esse processo é bastante competitivo e está em continuo desenvolvimento tecnológico, cujas pesquisas estão divididas em duas grandes linhas: modelos fluidodinâmicos frios e modelos cinéticos. A combinação das informações obtidas nas linhas de pesquisas deve retornar ao processo industrial e garantir a competitividade. Com essa perspectiva, foi construída uma Unidade Piloto a Frio (UPF), no Departamento de Energia Nuclear da UFPE, para a investigação de parâmetros fluidodinâmicos no riser da unidade com auxílio das medidas de transmissão gama. A transmissão gama é requerida como método não intrusivo para medir a distribuição da concentração do catalisador no reator do FCC o riser. Com a operação da UPF realizam-se medidas em tempo real de pressão, vazão, intensidade da radiação, com a condição de que a automação garante que as variáveis do sistema estão sob controle. Este controle é necessário para realização das medidas porque as hipóteses dos modelos matemáticos para simular o escoamento bifásico ar–catalisador de FCC, assumem que o sistema é um leito fluidizado circulando em regime estacionário. Numa unidade piloto como no processo industrial, o controle da injeção de catalisador é um processo de extrema importância, pois a eficiência da reação de craqueamento dos hidrocarbonetos depende da concentração e da distribuição do catalisador no riser. No presente trabalho foi desenvolvido um novo tipo de injetor de sólidos, com desempenho avaliado em função da pressão, intensidade gama e da estabilidade do sistema sob controle automatizado. Os resultados apresentados demonstram que as variáveis do processo, medidas em tempo real, apresentaram a precisão requerida para a operação do sistema em regime estacionário. / The Fluid Catalyst Cracking FCC is a worldwide used process in petroleum refinery aiming to break fossils long carbohydrates chains into more commercial interesting products as gasoline, diesel, GLP. Increasing demand for renewable energy due to time limiting of the fossils sources and also for environmental reasons requires a continuous development and innovation of the FCC process. Such a demand brings technologic and academic efforts in order to keep FCC as a competitive commercial process. Therefore, the research follows two big lines: fluid dynamics and kinetic which for physical models are developed to simulate industrial plants for studying and return the obtained innovation. Looking for such a research perspective a cold model UPF was installed at Nuclear Energy Department of UFPE for fluid dynamic parameters investigation by means of gamma ray transmission measurements. The nuclear nonintrusive technique is required in the riser for the solid concentration distribution measurements. Online measurements of pressure, flow and gamma intensity are carried out during UPF automated operation that is keeping by control a stead state regime. Such operational conditions are assumed in the hypotheses of mathematical models that air-FCC catalyst flow can be simulated as a circulating fluidized bed in a stead state regime. As for a pilot unit in industrial plants the solid injection in riser is very important as the catalyst concentration distribution maps the cracking reactions, therefore, determining process efficiency. In this work a new solid injector was developed, its capability in keeping stable operational conditions was demonstrated by pressure and gamma intensity measurements under automation control.