Detecção de defeitos através do método de ondas guiadas em curvas de linhas de óleo e gás não reparadas e reparadas

Abstract

A utilização de ondas guiadas para a detecção de defeitos internos em dutos já é uma metodologia consolidada devido a sua agilidade em comparação a métodos convencionais como o ultrassom operado de forma manual. Sua utilização para inspeções de trechos retos sem reparos com colares removíveis é a metodologia mais aplicada para a técnica atualmente. Todavia, a presença de guias de onda mais complexas como curvas e a presença de reparos, principalmente os feitos de materiais compósitos que atenuam a onda elástica gerada pelo colar de ondas guiadas, são uma realidade presente nas refinarias e plantas ao redor do mundo. Estudos sobre a influência de reparos compósitos e curvas na detecção de defeitos utilizando ondas guiadas são realizados atualmente, porém de forma a analisar as duas influências separadamente. Sabendo que existem defeitos em curvas de dutos e que mesmo após a aplicação de reparo compósito tais defeitos continuam a crescer ou acabam surgindo novos, que o seguinte trabalho aborda a influência da presença do reparo compósito na detecção de defeitos em curvas de dutos. O trabalho é executado abordando de forma numérica e experimental a presença de defeitos em curvas de corpos de prova sem e com a aplicação de reparo compósito. O algoritmo de análise dos dados das abordagens numéricas é baseado em uma zona de aquisição de sinais onde os dados são coletados, esses dados passam por um processamento através de DFT2D de modo a estabelecer a melhor janela de frequências de trabalho para as abordagens experimentais. Para ambas as análises são propostas duas metodologias; a primeira onde é observado apenas o sinal refletido nas situações ”sem defeito” e ”com defeito”, e uma segunda onde há uma compara- ção de dados através de uma subtração de sinais. Os resultados apontam que sem a presença de reparo é possível detectar o defeito, mesmo com a presença de refletores de sinal próximos (soldas) através da visualização dos sinais refletidos sem comparação, porém a subtração dos sinais auxilia reduzindo a amplitude dos refletores de sinal próximos; já para os dados obtidos nas análises com reparo compósito é notada uma atenuação dos sinais, o que não deixa explicito a presença ou ausência de defeito sem realizar qualquer tipo de comparação, todavia, através da subtração dos sinais é possível notar a presença dos defeitos. O trabalho demonstra a capacidade da técnica de detecção de defeitos em curvas de dutos mesmo com a presença de reparo compósito atenuante através da comparação de sinais por subtração. Outro ponto aprovado foi a técnica para a determinação da janela de frequências através da DFT2D. Ficou demonstrada a atenuação causada pelo reparo compósito dificultando a interpretação de sinais sem o auxílio de comparação.

The use of guided waves for the detection of internal defects in pipelines is already a consolidated methodology due to its agility in comparison to conventional methods such as manually operated ultrasound. Its use for inspections of straight sections without repairs with collapsible collars is the most applied methodology for the technique today. However, the presence of more complex waveguides such as curves and the presence of repairs, especially those made of composite materials that attenuate the signal generated by the guided wave collar, are a reality presence in refineries and plants around the world. Studies on the influence of composite repairs and on the influence of curves in the detection of defects using guided waves are currently carried out, but in order to analyze the two influences separately. Knowing that there are defects in duct curves and that even after applying composite repair such defects continue to grow or new ones emerge, the following work approaches the influence of the presence of composite repair in the detection of defects in duct curves. The work is accomplished approaching in a numerical and experimental way the presence of defects in curves of specimens without and with the application of composite repair. The numerical approach data analysis algorithm is based on a signal acquisition zone where the data is collected, these data are processed through DFT2D in order to establish the best working frequency window for experimental approach. For both analyzes, two methodologies are proposed; the first, where only the signal reflected in the situations ”without defect” and ”with defect” is observed, and a second where there is a data comparison through a signal subtraction. The results indicate that without the presence of repair it is possible to detect the defect, even with the presence of nearby signal reflectors (welds) through the visualization of the reflected signals without comparison, however the subtraction of the signals helps reducing the amplitude of the nearby signal reflectors; for the data obtained in the analyzes with composite repair, an attenuation of the signs is noted, which does not make explicit the presence or absence of a defect without performing any type of comparison, however, by subtracting the signals it is possible to notice the presence of the defects. The work demonstrates the ability of the defect detection technique in duct curves even with the presence of attenuating composite repair through the comparison of signs by subtraction. Another approved point was the technique for determining the frequency window using DFT2D. The attenuation caused by the composite repair was demonstrated, making it difficult to interpret signals without the aid of comparison.