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Aplicação de métodos estatísticos para a estimativa da menor espessura presente em tubos de feixes tubulares de permutadores de calor

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Aplicação de métodos estatísticos para a estimativa da menor espessura presente em tubos de feixes tubulares de permutadores de calor

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Título Aplicação de métodos estatísticos para a estimativa da menor espessura presente em tubos de feixes tubulares de permutadores de calor
Autor Lima, Fábio Moreira
Orientador Strohaecker, Telmo Roberto
Data 2009
Nível Mestrado profissional
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais.
Assunto Ensaios de materiais
Inspeção de equipamento
Métodos estatísticos
Trocador de calor
Tubos
Resumo O aumento da confiabilidade operacional é responsável pela elevação da segurança em plantas industriais assim como, pela redução de custos com manutenção. Engenheiros de inspeção, em muitos casos, utilizam métodos estatísticos que possibilitam a execução de inspeção por amostragem, nestes casos extrapolações dos resultados obtidos nos ensaios devem ser feitas para a partir daí estimar as condições físicas do equipamento como um todo. Propomos neste estudo dois métodos de cálculo que quando aplicados nos resultados de ensaio IRIS se possa estimar a menor espessura presente no feixe tubular. O primeiro método, designado como método de cálculo I, utiliza os conceitos de arranjo simples em conjunto com a delimitação do grupo de tubos de interesse na obtenção da estimativa da menor espessura presente no feixe tubular. O segundo método de cálculo, método de cálculo II, consiste em uma adaptação do método de cálculo proposto pela JSCE para a estimação da profundidade de pite no feixe, este método utiliza a distribuição dos valores de espessuras obtidos no ensaio, para através do conceito de período de retorno realizar cálculos que proporcionem obter uma estimativa da menor medida de espessura presente no feixe. Os métodos de cálculo estatísticos existentes utilizados na estimativa de menores espessuras em vasos e tubulações se baseia no ajuste dos valores de espessura obtidos por ensaios à curvas de distribuição previamente estabelecidas, verifica-se que este ajuste em geral não é encontrado para os dados utilizados no método de cálculo II, esta falta de aderência pode ser explicada quando são analisados vários aspectos no que se refere a operação e a atuação de mecanismos de corrosão em feixes tubulares de permutadores de calor: Intensidades diferenciadas de processos corrosivos em passes distintos, mecanismos de corrosão distintos que produzam taxas de desgaste semelhante externa e internamente aos tubos, variações no processo que proporcionem alterações nos fenômenos corrosivos. Para avaliar o ajuste dos valores medidos à curva de distribuição empregamos os métodos gráficos PP-Plot e QQ-plot e para determinar os parâmetros necessários a curva de distribuição utilizamos a estimação de máxima verossimilhança. No método de cálculo I o tamanho da amostragem necessária para a probabilidade de obtenção desejada varia de forma não linear com o número de tubos do feixe e com o percentual de tubos de interesse, em geral não há um aumento significativo na probabilidade de obtenção de uma medida em percentuais de interesse acima de 4% dos tubos presentes no feixe. O método de cálculo II possui aplicabilidade apenas em feixe com no mínimo 600 tubos e pode apresenta erro na estimativa de até ± 0,2mm, para feixes com 1500 tubos o erro máximo varia com o período de retorno utilizado e pode alcançar valores entre ±0,3.
Abstract Increased operational reliability is responsible for security in lifting industrial plants as well as the reduction of costs with maintenance, inspection engineers, in many cases, using techniques of inspection and sampling by complementing these tests employ statistical methods to make extrapolations of the results from tests for the equipment as a whole. We propose in this study two methods of calculation that can be applied in the test results for IRIS that it is possible to estimate the maximum depth of pite in the tubular beam, the first method ,designated as of calculation method I, use the concepts of permutation in together with the delineation of sets of tubes of interest in obtaining the estimate of the lower thickness in the bundles. The second calculation method, calculation method II, is an adaptation of the method of calculating proposed by JSCE to estimate the depth of pite in the bundles, this method uses the distribution of values of thickness obtained in the test for using the concept of time return to perform more calculations to provide an estimate of the lowest measure of thickness in the bundles. The existing statistical methods of calculation used to estimate the thickness in smaller vessels and pipes is based on the adjustment of the values of thickness obtained by testing the distribution curves of previously established, it appears that this adjustment generally is not found for the data used in Calculation Method II, this lack of adherence may be explained when they are examined several aspects as regards the operation and performance of mechanisms of corrosion of bundles in heat exchangers: corrosion processes with different intensities in different passes, different mechanisms of corrosion that produce similar wear rates of the external and internal tubes, which provide variations in changes in corrosive phenomena. To assess the fit of the measured values of the distribution curve of the methods employed graphic Plot and PP-and QQ-plot, to determine the parameters needed to use the curve of distribution of maximum likelihood estimation. In the method of calculating the size of the sample I needed for the likelihood of achieving desired changes in a non-linear with the number of tubes of the bundle and the percentage of tubes of interest, in general there is a significant increase in the probability of obtaining a measured in percentage of interest above 4% of the tubes in the bundle. The calculation method II has applicability only to bundles with at least 600 tubes and may make the estimation error of up to ± 0.2 mm for bundles with 1,500 pipes the maximum error varies with the period of return used and can reach values between ± 0 3.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/75923
Arquivos Descrição Formato
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