Detecção de incrustação em tubulações metálicas baseada em análise de vibrações mecânicas e acústicas.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: LEMOS JUNIOR, Luiz Carlos de. lattes
Orientador(a): ROCHA NETO, José Sérgio da. lattes, SILVA, Jaidilson Jó da. lattes
Banca de defesa: CERQUEIRA, Jes de Jesus Fiais. lattes, DÓREA, Carlos Eduardo Trabuco. lattes, OLIVEIRA, Alexandre Cunha. lattes, SANTOS JUNIOR, Gutemberg Gonçalves dos. lattes
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Departamento: Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Impacto do Martelo
Análise de Vibrações
Detecção de Incrustação
Rede de Sensores
Correlação de Sinais
Hammer impact
Detection of encrustation
Sensor Network
Signal Correlation
Área do conhecimento CNPq:
Engenharia Elétrica
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/27116
Resumo: Diante de um problema persistente na indústria, que é a presença da incrustação nas tubulações metálicas usadas para transporte de fluidos, é necessário prever com antecedência a ocorrência dessa incrustação para evitar gastos desnecessários com a condução do fluído e até rompimento da tubulação. Porém, muitas técnicas desenvolvidas para determinar a ocorrência da incrustação são invasivas, se fazendo necessário interromper o processo produtivo para inspecionar internamente a tubulação. Outras, não invasivas, requerem um conjunto de parâmetros da tubulação que muitas vezes não são acessíveis, dificultando o uso da técnica. Com esse foco, nessa tese é apresentada uma nova técnica não invasiva na detecção de incrustação utilizando análise de vibrações mecânicas e acústicas por meio do teste vibracional mecânico baseado na detecção aos pares, permitindo identificar a presença da incrustação sem a necessidade de assinatura do tubo, e correlacionando essa vibração mecânica com o sinal sonoro emitido pela tubulação excitada pelo teste acústico, ambos os testes decorrentes do uso do impacto do martelo. É possível monitorar as ondas vibracionais e, seguido de uma análise simultânea de correlação dos dados mecânicas e sonoros, determinar a presença da incrustação sem assinatura da tubulação e evitando falsos positivos. Para validar a técnica proposta, foi construído um sistema de detecção de incrustação baseado na técnica proposta e testes foram realizados em aplicações com plantas industriais de transporte de fluido que simulam reais instalações industriais.
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C.LEMOS JÚNIOR, L C.http://lattes.cnpq.br/5954506294635135LEMOS JUNIOR, Luiz Carlos de.Diante de um problema persistente na indústria, que é a presença da incrustação nas tubulações metálicas usadas para transporte de fluidos, é necessário prever com antecedência a ocorrência dessa incrustação para evitar gastos desnecessários com a condução do fluído e até rompimento da tubulação. Porém, muitas técnicas desenvolvidas para determinar a ocorrência da incrustação são invasivas, se fazendo necessário interromper o processo produtivo para inspecionar internamente a tubulação. Outras, não invasivas, requerem um conjunto de parâmetros da tubulação que muitas vezes não são acessíveis, dificultando o uso da técnica. Com esse foco, nessa tese é apresentada uma nova técnica não invasiva na detecção de incrustação utilizando análise de vibrações mecânicas e acústicas por meio do teste vibracional mecânico baseado na detecção aos pares, permitindo identificar a presença da incrustação sem a necessidade de assinatura do tubo, e correlacionando essa vibração mecânica com o sinal sonoro emitido pela tubulação excitada pelo teste acústico, ambos os testes decorrentes do uso do impacto do martelo. É possível monitorar as ondas vibracionais e, seguido de uma análise simultânea de correlação dos dados mecânicas e sonoros, determinar a presença da incrustação sem assinatura da tubulação e evitando falsos positivos. Para validar a técnica proposta, foi construído um sistema de detecção de incrustação baseado na técnica proposta e testes foram realizados em aplicações com plantas industriais de transporte de fluido que simulam reais instalações industriais.Faced with a persistent problem in the industry, which is the presence of fouling in the metallic pipes used for fluid transport, it is necessary to predict in advance the occurrence of this incrustation to avoid unnecessary expenses with the fluid flux and until rupture of the pipe. However, many techniques developed to determine the occurrence of scale are invasive, making it necessary to interrupt the production process to inspect the piping internally. Others, non-invasive, require a set of pipe parameters that are often not accessible, making it difficult to use the technique. With this focus, this thesis presents a new noninvasive technique in the detection of fouling using mechanical and acoustic vibration analysis through the mechanical vibration test based on the detection in pairs, allowing to identify the presence of the fouling without the need of pipe signature, and correlating this mechanical vibration with the sound signal emitted by the pipe excited by the acoustic test, both tests resulting from the use of hammer impact. It is possible to monitor the vibrational waves and followed by a simultaneous analysis of the correlation of the mechanical and sound data, determine the presence of unsaturated fouling of the pipe and avoiding false positives. To validate the proposed technique, a fouling detection system was built based on the proposed technique and tests were performed on applications with industrial fluid transport plants that simulate actual industrial installations.Submitted by Islane Araujo (islanearaujo2014@gmail.com) on 2022-09-13T13:40:40Z No. of bitstreams: 1 LUIZ CARLOS DE LEMOS JÚNIOR - TESE (PPGEE) 2019.pdf: 3891473 bytes, checksum: b1bbf7a8af0c64fa69890fe6e81eb0e2 (MD5)Made available in DSpace on 2022-09-13T13:40:40Z (GMT). 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Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2019.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTLUIZ CARLOS DE LEMOS JÚNIOR - TESE (PPGEE) 2019.pdf.txtLUIZ CARLOS DE LEMOS JÚNIOR - TESE (PPGEE) 2019.pdf.txttext/plain166707https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/27116/3/LUIZ+CARLOS+DE+LEMOS+J%C3%9ANIOR+-+TESE+%28PPGEE%29+2019.pdf.txt5adc34f006cafa481eb47d75e34139adMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/27116/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALLUIZ CARLOS DE LEMOS JÚNIOR - TESE (PPGEE) 2019.pdfLUIZ CARLOS DE LEMOS JÚNIOR - TESE (PPGEE) 2019.pdfapplication/pdf3891473https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/27116/1/LUIZ+CARLOS+DE+LEMOS+J%C3%9ANIOR+-+TESE+%28PPGEE%29+2019.pdfb1bbf7a8af0c64fa69890fe6e81eb0e2MD51riufcg/271162025-07-24 09:18:42.603oai:dspace.sti.ufcg.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-07-24T12:18:42Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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