Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 3775255 bytes, checksum: 1b99107cee89e4bce6bbab2b485dac91 (MD5) 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.

O planeta Terra tem aproximadamente três quartos submersos em água, ainda assim, estima-se que somente são conhecidos 5% dos mares e oceanos. Nas últimas décadas, os AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) se converteram em uma ferramenta útil para a exploração dos oceanos por levar a bordo vários equipamentos com um relativo baixo custo de operação. A parte estrutural dos AUVs, usualmente cascas cilíndricas, tem sido estudada. De modo geral, os objetivos desses estudos visam a manter a rigidez e deixar a estrutura mais leve, sob o critério de resistência a flambagem. A falha por flambagem, normalmente, ocorre antes da falha por resistência do material em cascas devido à sua geometria e à influência de imperfeições iniciais. Uma forma de aumentar a rigidez das cascas é o uso de enrijecedores, os quais geralmente são soldados à casca. No entanto, o uso desses enrijecedores em um veículo de pequeno porte diminui o espaço utilizados por diferentes dispositivos e instrumentos do veículo, além de resultar em possíveis inconvenientes na fabricação, tais como aumento do custo e produção de tensões residuais relativas aos processos de soldagem. Portanto, alternativas ao enrijecedor convencional devem ser buscadas para esse tipo de veículo. É possível substituir os enrijecedores convencionais por uma estrutura interna ao vaso de pressão e comum em submersíveis, a prateleira de acomodação da eletrônica. Essa estrutura, chamada aqui de enrijecedores deslizantes, possui cavernas circunferenciais que podem fornecer rigidez à casca e evitar os inconvenientes de redução de volume e de fabricação que os enrijecedores convencionais trazem. No entanto, tal substituição para o aumento de rigidez ainda não foi analisada. Portanto, neste trabalho se propõe analisar o comportamento do enrijecedor deslizante quando utilizado em substituição ao enrijecedor convencional, considerando que ambos fornecem resistência à compressão embora não apresentem as mesmas restrições de graus de liberdade. A análise é feita através de métodos analíticos e numéricos, tipicamente utilizados no estudo de enrijecedores convencionais. / The planet Earth has about three quarters of water, yet it is estimated that only 5% of the seas and oceans are known. In the last decades, the AUVs have become useful tools for the exploration of the oceans by carrying on board several equipment with a relative low cost of operation. The structural part of the AUV\'s, usually cylindrical shells, has been studied as well. In general, the objectives of these studies are to maintain rigidity and to leave the structure lighter, under the criterion of buckling resistance. The buckling failure occurs prior to failure by yielding due to its geometry and the influence of initial shell imperfections. One way to increase the stiffness of the shells is to use stiffeners, which are usually welded to the shell. However, the use of these stiffeners in a small vehicle reduces the space used for different devices and instruments of the vehicle, in addition there are manufacturing drawbacks as residual stresses related to the welding processes. Therefore, alternatives to the conventional stiffener should be sought for this type of vehicle. It is possible to replace conventional stiffeners by an internal structure to the pressure vessel and common in submersibles, the shelf of accommodation of the electronics. This structure, referred to here as sliding stiffeners, has circumferential frame bulkheads that can provide stiffness to the shell and avoid the drawbacks of volume reduction and fabrication that conventional stiffeners bring. However, such substitution for increased rigidity has not yet been analyzed. Therefore, in this work it is proposed to analyze the behavior of the sliding stiffeners when used in substitution of the conventional stiffeners, considering that both provide compressive strength although they do not present the same restrictions of degrees of freedom. The analysis is done by analytical and numerical methods, typical of conventional stiffeners.

Orientadores: Sandra Lucia Cruz, João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T19:03:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pavan_AndreMauricio_M.pdf: 4399374 bytes, checksum: d76e0e55472d41a43569b1e700a1a749 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Vasos de pressão são equipamentos muito importantes numa indústria, sendo responsáveis por armazenar gases, líquidos e outros fluidos a altas pressões. Um pequeno vazamento nesses vasos pode ser muito perigoso, gerando poluição, explosão e perda financeira para a indústria. Por isso, é imprescindível uma rápida e eficaz detecção da ocorrência de qualquer vazamento. Este trabalho descreve o desenvolvimento e teste de uma técnica de detecção de vazamentos de gás em vasos de pressão, baseada na análise da pressão no interior do vaso e doruído sonoro gerado pelo vazamento. Na montagem experimental utilizou-se um vaso de pressão com capacidade 34,5 litros, operando com ar. A pressão no interior do vaso variou de 1 a 7 kgf/cm2. Vazamentos de diversas magnitudes foram simulados através de um orifício, instalado lateralmente no vaso, cujo diâmetro variou de 0,1 a 4,0 mm. Vazamentos foram detectados quando o vaso de pressão operava em batelada e também quando havia alimentação contínua de ar para o vaso. Para a detecção de vazamentos foi utilizado um microfone e um programa, em linguagem C, que faz a aquisição on-line, através de uma placa ADA, dos sinais provenientes de um transdutor de pressão conectado ao vaso e do microfone instalado no interior do vaso. O circuito elétrico que compatibiliza o sinal proveniente do microfone com aquele compreendido pela placa ADA foi desenvolvido no laboratório e apresenta duas etapas. Na primeira o sinal alternado é amplificado e na segunda o sinal passa por filtros passa banda de 1kHz, 5kHz e 9kHz gerando três sinais contínuos em diferentes faixas de freqüência. Os resultados obtidos mostraram que é possível detectar vazamentos através da detecção e análise dos ruídos sonoros gerados por vazamentos em vasos de pressão, mesmo quando a variação na pressão interna do vaso não é significativa. A resposta em freqüência do sinal do vazamento variou com a magnitude do vazamento e com as diferentes condições de pressão no interior do vaso. O sistema desenvolvido mostrou que pode ser uma ferramenta confiável para a supervisão de vasos de pressão / Abstract: Pressure vessels are very important equipment in the industry, being responsible for storing gases, liquids and other fluids at high pressures. A small leakage on them can be very dangerous, generating pollution, explosion and also financials losses to the industry. For those reasons, it is essential to have a fast and efficient leakage detection system. This work describes a leak detection technique of gas based on the analysis of the pressure in the vessel and the noise generated by the leak. An experimental apparatus was set up using a 34.5 liters pressure vessel, fitted with a system to simulate sudden leakage through small orifices. Compressed air was used in the leakage experiments and the pressure in the vessel varied between 1 and 7 kgf/cm2. Leaks of various magnitudes were simulated through orifices with sizes varying between 0.1 and 4 mm in diameter. Leaks were detected when the vessel operated with a batch of air and also when the vessel was continuously fed with air. The leak detection system used a microphone and a software, written in C language, for data acquisition through an ADA converter of the signals generated by a pressure transducer installed in the vessel and by the microphone which was placed inside the vessel. An electric circuit was developed to process the noise captured by microphone and had two different stages:- on the first, the signal was only amplified and, on the second stage, the signal was filtered through three band pass filters, centered in 1kHz, 5kHz and 9kHz each one, generating three continuous signals in different frequencies. The experimental results show that it is possible to detect leaks based on the detection and analysis of sound noises generated by leak occurrence in pressure vessels even when yht pressure in the vessel does not change significantly. The analysis of the signal amplitude for different frequencies shows that the leakage noise signal changes with the leakage size and pressure in the vessel. The developed system shows to be a very reliable tool for safety supervision of pressure vessels / Mestrado / Sistema de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

ANP; FINEP; CAPES; PETROBRAS; MCTI; / Vasos de pressão esféricos usados para armazenar gás liquefeito de petróleo necessitam ser inspecionados periodicamente a fim de identificar problemas em sua estrutura e evitar futuros acidentes. Este trabalho visa desenvolver uma técnica de mapeamento com base na predição do mapa para a navegação de um robô de inspeção autônomo. A técnica desenvolvida consiste na realização dos seguintes passos: busca autônoma de características conhecidas, percepção do ambiente, estimativa do ambiente, predição das características, mapa por técnica de grade de ocupação e voxel, aplicação de grau de incerteza nas medições e planejamento de trajetória. Ao final desta etapa tem-se a predição do mapeamento completo do tanque a ser inspecionado, contendo as suas principais características físicas como centro, raio, placas e cordões de soldas. Este trabalho auxilia a tarefa de inspeção em vasos de pressão esféricos realizado por um robô autônomo fornecendo um mapa completo do ambiente, com a possibilidade de armazenar a posição de fissuras e outros problemas identificados durante a inspeção. / Spherical pressure vessels used for the storage of liquefied petroleum gas need to be periodically inspected in order to identify problems in their structure and to prevent future accidents. This work aims at the development of a mapping technique based on map prediction for the navigation of an autonomous inspection robot. The technique developed consists of the following steps: autonomous search of known characteristics, perception of the environment, estimation of the environment, prediction of the characteristics, creation of occupation grid filled by voxels, application of degree of uncertainty in measurements and path planning. In the end, it is predicted the complete mapping of the tank to be inspected, containing its main physical characteristics, such as center, radius, plates and weld bead. This work assists the task of inspection in spherical pressure vessels performed by an autonomous robot providing a complete map of the environment, with the possibility of storing the position of fissures and other problems identified during the inspection.

ANP; FINEP; CAPES; PETROBRAS; MCTI; / Vasos de pressão esféricos usados para armazenar gás liquefeito de petróleo necessitam ser inspecionados periodicamente a fim de identificar problemas em sua estrutura e evitar futuros acidentes. Este trabalho visa desenvolver uma técnica de mapeamento com base na predição do mapa para a navegação de um robô de inspeção autônomo. A técnica desenvolvida consiste na realização dos seguintes passos: busca autônoma de características conhecidas, percepção do ambiente, estimativa do ambiente, predição das características, mapa por técnica de grade de ocupação e voxel, aplicação de grau de incerteza nas medições e planejamento de trajetória. Ao final desta etapa tem-se a predição do mapeamento completo do tanque a ser inspecionado, contendo as suas principais características físicas como centro, raio, placas e cordões de soldas. Este trabalho auxilia a tarefa de inspeção em vasos de pressão esféricos realizado por um robô autônomo fornecendo um mapa completo do ambiente, com a possibilidade de armazenar a posição de fissuras e outros problemas identificados durante a inspeção. / Spherical pressure vessels used for the storage of liquefied petroleum gas need to be periodically inspected in order to identify problems in their structure and to prevent future accidents. This work aims at the development of a mapping technique based on map prediction for the navigation of an autonomous inspection robot. The technique developed consists of the following steps: autonomous search of known characteristics, perception of the environment, estimation of the environment, prediction of the characteristics, creation of occupation grid filled by voxels, application of degree of uncertainty in measurements and path planning. In the end, it is predicted the complete mapping of the tank to be inspected, containing its main physical characteristics, such as center, radius, plates and weld bead. This work assists the task of inspection in spherical pressure vessels performed by an autonomous robot providing a complete map of the environment, with the possibility of storing the position of fissures and other problems identified during the inspection.

Submitted by CRISTIANO PICCARD GONCALVES null (cristiano.goncalves@ymail.com) on 2016-09-16T03:30:56Z No. of bitstreams: 1 Projeto - Cristiano Piccard Gonçalves - Rev. 15.pdf: 4585314 bytes, checksum: 3173bab5e6a2e825765f406fd71aa278 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-09-22T14:16:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 goncalves_cp_me_bauru.pdf: 4585314 bytes, checksum: 3173bab5e6a2e825765f406fd71aa278 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-22T14:16:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 goncalves_cp_me_bauru.pdf: 4585314 bytes, checksum: 3173bab5e6a2e825765f406fd71aa278 (MD5) Previous issue date: 2016-07-27 / O Setor sucroenergético está entre os mais importantes da economia brasileira e também com importância global no contexto das energias renováveis. A demanda pelo bicombustível e por açúcar cresce continuamente no Brasil e em várias regiões do planeta, criando grandes perspectivas para este setor. O sucesso desta jornada leva a necessidade de investimentos, aumento de produtividade, avaliação dos equipamentos existentes e projetos de pesquisas. Dentre os equipamentos do setor que merecem atenção especial e que devem passar por avaliação estrutural, estão os vasos de pressão. O número destes equipamentos em uma unidade do setor é bastante expressivo. A avaliação dos vasos de pressão é importante para evidenciar a condição de segurança, eficiência operacional e para planejar projetos de alteração, recuperação, reparo e investimentos futuros. O objetivo desta pesquisa foi realizar análise de tensões em um projeto de vaso de pressão com a utilização do Método dos Elementos Finitos (MEF) em comparação com soluções teóricas definidas em norma de projeto, também demonstrar a capacidade do MEF na solução de problemas de análise de tensão em vasos de pressão. As tensões atuantes nos diversos componentes do vaso de pressão estudado (pré-evaporador) foram obtidas pelo Método dos Elementos Finitos e com a utilização de expressões de cálculo teórico. Nas regiões distantes de descontinuidades observou-se proximidade dos resultados, o que não aconteceu em regiões de maior complexidade geométrica as quais não são abrangidas com a utilização das expressões de normas de projeto pelo método teórico. O Método dos Elementos Finitos pode ser utilizado como um complemento para o atendimento aos requisitos das normas de projeto de vasos de pressão. O MEF demostrou ser eficiente e, quando corretamente aplicado, e pode garantir bons resultados em projetos de análise estrutural. / The sugar-energy industry is among the most important of the Brazilian economy and also with global importance in the context of renewable energy. The demand for biofuel and sugar is continuously growing in Brazil and in several regions of the planet, creating great prospects for this sector. The success of this journey takes the necessity for investment, increase of productivity, evaluation of existing equipment and research projects. Among the equipment of the section that deserve special attention and must undergo by structural evaluation, are the pressure vessels. The number of the equipment in a sector unit is very significant. The evaluation of the pressure vessels is important to highlight the security condition, operational efficiency and provide subsidies to changing, recovery, repair designs and future investments. The objective of this research was to perform stress analysis in a pressure vessel design using the Finite Element Method (FEM) compared to theoretical solutions defined in project standard, also demonstrate the ability of the FEM in solving analysis problems of stress in pressure vessels. The stresses acting on the various components of the studied pressure vessel (pre-evaporator) were obtained by the Finite Element Method and the use of theoretical calculation expressions. In the distant regions of discontinuities were observed closeness of the results, what did not happen in regions of greater geometric complexity, which are not covered with the use of expressions of design standards. The Finite Element Method can be used as a complement of standard, which demonstrated to be effective and can ensure good results in structural analysis designs.

Orientadora: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Erick Siqueira Guidi / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: O conector bipartido, por sua simplicidade construtiva quando comparado ao conector tipo "collet" se torna um componente mecânico bastante atrativo para unir equipamentos em situações na qual não há carga externa de momento fletor. A proposta desse trabalho foi mostrar em detalhes o projeto de um conector bipartido para operar com 68,9 MPa de pressão interna e travado por quatro parafusos UN 1,25" - 8 FPP submetido ao torque de 762,3 N.m (gerando pré-carga de 221,4 kN em cada um dos quatro parafusos) que foi suficiente para energizar o selo metálico e garantir que as faces dos "hubs" se encostassem durante a montagem. A análise foi considerada em duas situações, mínimo coeficiente de atrito (0,08) e máximo coeficiente de atrito (0,15) nas faces de contato entre os Hubs e Bipartidos. Para a condição de mínimo atrito foi verificado que o nível de tensão gerado nas peças do conector não ultrapassa o limite de aceitação da API 6A e API 17D. Para a condição de máximo atrito, foi comprovado que na pior situação tem-se pressão de contato na região de vedação superior a três vezes o valor da pressão hidrostática referente à lâmina d'água de 3000 metros, garantindo que não haverá entrada de água do mar no sistema, mesmo em uma situação extrema na qual a pressão interna seja nula. Para as análises de elementos finitos, foi utilizado o software Abaqus CAE / Abstract: The clamp connector, due to your built simplicity in comparison to the collet connector is an attractive part to connect equipment where there is no external bending moment. The purpose of this job was show in details the clamp connector design for 68.9 MPa internal working pressure locked by four screws UN 1.25"-8 TPI under torque 762.3 N.m (that created bolt load 221.4 kN at each one of the four screws) that was enough to set the seal and ensure hub face to face during assembly. The analysis was considered in two situations, minimum friction (0.08) and maximum friction (0.15) at the contact faces between the Hubs and Clamps. At the minimum friction condition, was verified the stress level at the parts is acceptable by API 6A and API 17D. At the maximum friction condition, was verified at the worst condition the contact press at sealing area is higher than 3 times the hydrostatic pressure at 3000 meters water depth, and therefore enough to ensure no sea water entering in the system at the extreme situation where there is no internal pressure. For the finite element analysis was used the software Abaqus CAE / Mestre

Orientador: Paulo Vatavuk / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:47:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_EdsonVictorde_M.pdf: 1243495 bytes, checksum: 65a1b651d2f304cfca69e91ab51e9514 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O estudo do transitório hidráulico em condutos forçados tem grande relevância em projetos de sistemas de tubulações. A quantificação das pressões máximas e mínimas é de fundamental interesse para o projetista, a fim de que este possa dimensionar a tubulação e/ou prever dispositivos de proteção, cuja finalidade é amortecer as variações de carga, prejudiciais à vida útil da instalação. Neste trabalho optou-se pelo estudo de um destes dispositivos, o reservatório hidropneumático, que protege as instalações contra sobrepressões e subpressões, impedindo assim a descontinuidade do escoamento quando o sistema de bombeamento é desligado ou quando ocorre um fechamento rápido de válvula de bloqueio. O objetivo principal da presente pesquisa é o de formular tabelas e gráficos de aplicação para o pré-dimensionamento de reservatórios hidropneumáticos para a atenuação de transitórios hidráulicos em sistemas de condutos forçados, facilitando, desta maneira, o trabalho dos projetistas na escolha deste tipo de dispositivo de proteção de sistemas hidráulicos / Abstract: The evaluation of hydraulic transients is very important in the design of pipe networks. The determination of the maximum and minimum pressures is of great interest to the designer, so that he can size the pipes and/or design protection devices, with the objective of decrease head variations, that can decrease the instalation life. In this work, one of those devices was chosen for study, the air vessel, that protects the instalation against overpressures and underpressures, avoiding the interruption of the flow when the pumping system is turned off or when a valve closes too fast. The present work has the main objective of making charts and graphs of application for pre-sizing of air vessels to the mitigation of Waterhammer in pressure pipes by facilitating, in this way, the work of designers in choosing this type of protection of hydraulic systems / Mestrado / Recursos Hidricos / Mestre em Engenharia Civil