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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Comparação entre os ensaios não destrutivos RFT e IRIS em feixes tubulares de aço carbono de trocadores de calor do tipo casco & tubos
Alternate title (s): Comparison between the RFT and IRIS non-destructive techniques on carbon steel tubular bundle of shell & tube heat exchangers
Author: Ferraresi, Rafael Nardon
First Advisor: Reis, Ruham Pablo
First member of the Committee: Pereira, Gabriela Ribeiro
Second member of the Committee: Lima, Antonio Marcos Gonçalves de
Third member of the Committee: Fernandes, Henrique Coelho
Summary: As refinarias constituem um setor da indústria que transforma o petróleo bruto em produtos essenciais e de uso diário da população. Dentre os equipamentos essenciais que compõem uma refinaria e que atuam diretamente no refino do petróleo são os trocadores de calor, destinados à troca térmica e/ou reutilização de energia. Por ser um equipamento crucial, existem várias técnicas de inspeções, incluindo o uso de Ensaios Não Destrutivos (END). Tais ensaios permitem realizar a inspeção sem comprometimento da integridade dos equipamentos. Os trocadores de calor são em geral compostos por feixes tubulares, que são os componentes que realizam a troca de calor com o ambiente de operação, e eles podem sofrer vários danos ao longo da operação, incluindo erosão e corrosão. Existem alguns métodos de inspeção não destrutiva para feixes tubulares, e atualmente o mais utilizado é o IRIS (Internal Rotary Inspection System), que tem como base o emprego de ultrassom, permitindo boa visibilidade das descontinuidades ocorrentes nos tubos, porém, com baixa velocidade e custo elevado de procedimento. Sendo assim, com o objetivo de buscar melhores opções para a inspeção dos feixes tubulares, esse trabalho visa estudar o ensaio RFT (Remote Field Testing), uma técnica eletromagnética baseada em correntes parasitas, com maior velocidade de inspeção e menor custo de procedimento, porém menos empregada. Assim, após um levantamento bibliográfico e treinamento na técnica por RFT, foi realizado um estudo dos parâmetros desse ensaio que mais influenciam nos resultados de inspeção e, por fim, comparou-se seus resultados frente ao IRIS utilizando-se de tubos com descontinuidades produzidas em laboratório e de tubos, também de aço carbono, oriundos de trocadores de calor do tipo Casco & Tubos cedidos por uma refinaria. Nesse comparativo os resultados da técnica RFT foram confrontados com os da técnica IRIS (considerada como teste padrão) buscando medir o grau de equivalência entre as duas técnicas. Ao final, fez-se ainda medidas destrutivas com auxílio de um Escâner 3D como complemento à análise de equivalência entre as técnicas não destrutivas. Como conclusão principal pode se dizer que a técnica por RFT é equivalente à técnica por IRIS no que tange a capacidade de detecção e caracterização de perdas de espessura de tubos em trocadores de calor do tipo Casco & Tubos, apesar de demandar do inspetor um esforço maior durante a análise dos resultados.
Abstract: Refineries constitute an industry sector that transforms crude oil into essential products for daily use by the population. Among the essential equipment that make up a refinery and that act directly in oil refining are the heat exchangers, intended for thermal exchange and/or reuse of energy. When it comes to crucial equipment for refining, has some technique to inspection them, including the use of NonDestructive Testing (NDT). Such tests allow carrying out the inspection without compromising the integrity of the equipment. Heat exchangers are generally composed of tube bundles, which are the components that exchange heat with the operating environment, and they can suffer various damages throughout the operation, including erosion and corrosion. There are some non-destructive inspection methods for tube bundles, and currently the most used is IRIS (Internal Rotary Inspection System), which is based on the use of ultrasound, allowing good visibility of the discontinuities occurring in the tubes, but with low speed and high cost of procedure. Therefore, with the purpose of seeking better options for the inspection of tube bundles, this work aims to study the RFT (Remote Field Testing) test, an electromagnetic technique based on eddy currents, with higher inspection speed and lower procedure cost, however less employed. Thus, after a bibliographical survey and training in the RFT technique, a study was carried out on the parameters of this test that most influence the inspection results and, finally, its results were compared with the IRIS using tubes with discontinuities produced in laboratory and carbon steel tubes from Hull & Tubes heat exchangers provided by a refinery. In this comparison, the results of the RFT technique were confronted with those of the IRIS technique (considered the standard test) in order to measure the degree of equivalence between the two techniques. At the end, destructive measurements were also made with the aid of a 3D scanner as a complement to the equivalence analysis between the non-destructive techniques. As a main conclusion, it can be said that the RFT technique is equivalent to the IRIS technique in terms of the ability to detect and characterize thickness losses of tubes in Hull & Tube heat exchangers, despite requiring greater effort from the inspector to analyze the results.
Keywords: RFT
Campo Remoto
IRIS
feixe tubular
Casco & Tubo
Corrente parasita
Remote Field Testing
Tubular bundle
Shell & Tube
Eddy current
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
Subject: Engenharia mecânica
Permutadores térmicos
Aço - Tratamento térmico
Aço tubular - Estruturas
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: FERRARESI, Rafael Nardon. CComparação entre os ensaios não destrutivos RFT e IRIS em feixes tubulares de aço carbono de trocadores de calor do tipo casco & tubos. 2023. 224 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.660
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.660
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37318
Date of defense: 23-Feb-2023
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