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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise de integridade de dutos rígidos sujeitos à corrosão generalizada empregando inteligência artificial
Alternate title (s): Integrity analysis of rigid pipelines subjected to generalized corrosion using artificial intelligence
Author: Fraga, Davi Judá de Souza
First Advisor: Lima, Antônio Marcos Gonçalves de
First member of the Committee: Duarte, Marcus Antonio Viana
Second member of the Committee: Koroishi, Edson Hideki
Summary: Grande parte dos hidrocarbonetos produzidos em ambiente offshore é transportado através de dutos rígidos submarinos. Entretanto, tais sistemas estão frequentemente sujeitos à corrosão, podendo levar a acidentes graves e/ou catástrofes. Neste sentido, muitos esforços têm sido feitos pelas indústrias do petróleo e gás afim de evitar tais incidentes, além da redução significativa dos custos com inspeções. Tendo em vista esse objetivo técnicas de inspeção e ferramentas estatísticas para avaliar a integridade física dos dutos são amplamente utilizadas na indústria. Atualmente, a principal forma de monitorar a corrosão é através de inspeções regulares realizadas nas linhas de dutos rígidos. Nos chamados dutos pigáveis, essas inspeções são realizadas com o uso de um equipamento de ensaio não destrutivo conhecido como PIG (Pipeline Inspection Gauge). Esse equipamento é capaz de realizar a limpeza interna do duto e coletar informações da perda de espessura desse tipo de ativo. Contudo, devido ao alto custo, tais inspeções são realizadas seguindo um cronograma estabelecido pelos engenheiros de manutenção. Eles definem as datas de inspeção a partir dos dados obtidos pelo PIG, e através de métodos estatísticos de previsão de vida remanescente (RUL- Remaining Useful Life) eles fazem previsões sobre o tempo útil de tais sistemas com um dado nível de confiança. No entanto, tais métodos tendem a ser extremamente conservadores, o que ocasiona em um maior número de inspeções nos dutos, elevando os gastos da produção. Tendo em vista esse cenário, o presente trabalho sugere a utilização de uma metodologia híbrida, que combina a geração de dados sintéticos usando estatística com ferramentas de inteligência artificial (IA) para estimar a vida remanescente de dutos rígidos pigáveis. Os dados de inspeção obtidos nos ensaios serão utilizados para a determinação da vida remanescente e para a validação da metodologia. Os resultados obtidos mostram que, tal metodologia consegue seguir a tendência de crescimento da profundidade de corrosão na parede do oleoduto, sendo bastante promissora para a sua extensão para o caso de dutos não pigáveis.
Abstract: The phenomenon of corrosion is a recurrent problem in the oil and gas industries, where unexpected failures can cause damage and failures of the components, affecting the safety and lives of users. In this case, by considering that, the degradation processes in such industries occur by physico-chemical phenomena capable of completely degrading the walls of pipes and ducts, these industries have been spent significant amounts of money in inspections and equipments of it with the aim of monitoring their assets suffering from corrosion. Thus, this work aims to use artificial intelligence (AI) approaches combined with statistics to estimate remaining useful life (RUL) of subsea pipelines subjected to general corrosion processes. The proposed methodology incorporates extreme value methods to generate synthetic data by using bootstrap methods to enrich the initial data for training and test the neural networks. This strategy proposed in this study has demonstrated efficiently due to the poor historical initial data available by performing non destructive testing (NDT) inspection data by the industries. In the quest for the neural network approach, it has been used the so-called Multilayer Perceptron (MLP) taking into account the wall thickness measurements over the equipment’s operational period as parameter for a time series analysis. The proposed methodology showed results with a mean absolute error of around 23,75% when compared with the 2024 inspection. Finally, the RUL estimated by the proposed method has compared with the classical t-student method and semi-probabilistic approach, showing the remaining life prediction in each methodology.
Keywords: Vida remanescente
Remaining useful Life
Ensaios não destrutivos
Non-destructive Testing
Dados sintéticos
Synthetic data
Inteligência artificial
Artificial intelligence
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::MECANICA DOS CORPOS SOLIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS
Subject: Engenharia mecânica
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: FRAGA, Davi Judá de Souza. Análise de integridade de dutos rígidos sujeitos à corrosão generalizada empregando inteligência artificial. 2025. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.323.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.323
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46495
Date of defense: 27-Jun-2025
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica

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