Planejamento de manutenções em dutos corroídos usando metamodelos
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/44871 |
Resumo: | Dutos correspondem a uma das formas mais seguras de transporte no mundo. Grande parte da estrutura dutoviária está enterrada, e pode ser operada remotamente. Essa infraestrutura, contudo, vem envelhecendo, e sofrendo com os efeitos da corrosão, o que origina defeitos (perdas de espessura) ao longo da tubulação. Esses defeitos diminuem a resistência do duto, o que tem causado vários acidentes. Os acidentes envolvendo dutos costumam ser bastante graves, por causa dos impactos econômicos, ambientais e sociais. Nesse contexto, ao longo da vida útil, os dutos devem sofrer inspeções e reparos; em princípio, quanto mais inspeções forem feitas, tem-se uma maior segurança. Contudo, esses eventos de manutenção são de grande custo financeiro, pois requerem a escavação do duto e a interrupção ou redução do que está sendo transportado. Por outro lado, inspeções muito espaçadas podem fazer com o que o duto atinja níveis muito baixos de segurança, com elevadas probabilidades de falha. Sendo assim, esse problema de gestão de manutenções é um problema de grande relevância na literatura. Neste trabalho, o planejamento de manutenções é feito de duas formas: a manutenção preventiva baseada em confiabilidade e o planejamento ótimo dos custos de manutenção. Esta tese apresenta uma nova abordagem para esses problemas: o uso de metamodelos, construídos a partir de simulações em elementos finitos, para avaliar o cálculo da pressão de falha. Os resultados indicam respostas menos conservadoras para o cronograma e também para os custos de manutenção quando são utilizados metamodelos em comparação às abordagens tradicionais da literatura, que utilizam apenas metodologias empíricas para obtenção da pressão de falha de dutos corroídos. |
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Os acidentes envolvendo dutos costumam ser bastante graves, por causa dos impactos econômicos, ambientais e sociais. Nesse contexto, ao longo da vida útil, os dutos devem sofrer inspeções e reparos; em princípio, quanto mais inspeções forem feitas, tem-se uma maior segurança. Contudo, esses eventos de manutenção são de grande custo financeiro, pois requerem a escavação do duto e a interrupção ou redução do que está sendo transportado. Por outro lado, inspeções muito espaçadas podem fazer com o que o duto atinja níveis muito baixos de segurança, com elevadas probabilidades de falha. Sendo assim, esse problema de gestão de manutenções é um problema de grande relevância na literatura. Neste trabalho, o planejamento de manutenções é feito de duas formas: a manutenção preventiva baseada em confiabilidade e o planejamento ótimo dos custos de manutenção. Esta tese apresenta uma nova abordagem para esses problemas: o uso de metamodelos, construídos a partir de simulações em elementos finitos, para avaliar o cálculo da pressão de falha. Os resultados indicam respostas menos conservadoras para o cronograma e também para os custos de manutenção quando são utilizados metamodelos em comparação às abordagens tradicionais da literatura, que utilizam apenas metodologias empíricas para obtenção da pressão de falha de dutos corroídos.FACEPEPipelines are one of the safest ways of transport in the world. Most of the pipeline structure is buried, and can be operated remotely. This infrastructure, however, has been aging, and suffering from the effects of corrosion, which causes defects (thickness losses) along the pipe. These defects reduce the resistance of the pipeline, which has caused several accidents. Accidents involving pipelines are usually quite serious, because of their economic, environmental and social impacts. In this context, inspections and repairs should take place during the useful life of the pipes. Basically, increasing the number of inspections lead to higher security levels. However, these maintenance events are of great financial cost, because they usually require the excavation of the pipeline and the interruption or reduction of what is being transported. On the other hand, an insufficient number of inspections can make the pipeline reach very low levels of safety, with high failure probabilities. Therefore, this maintenance management problem is a problem of great relevance in the literature. In this work, maintenance planning is done in two ways: preventive maintenance based on reliability and optimal planning of maintenance costs. This thesis presents a new approach to these problems: the use of substitute models, built from finite element simulations, for calculating the burst pressure of the pipelines. The results indicate that the less responses for the schedule and also for maintenance costs using surrogate models for the burst pressure calculations are less conservative when compared to traditional approaches in the literature, which use only empirical methodologies to obtain the burst pressure of the corroded pipelines.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia CivilDutos corroídosConfiabilidadeOtimizaçãoPlanejamento de manutençõesPlanejamento de manutenções em dutos corroídos usando metamodelosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Paulo Fernando Silva Sousa.pdfTESE Paulo Fernando Silva Sousa.pdfapplication/pdf1571490https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/44871/1/TESE%20Paulo%20Fernando%20Silva%20Sousa.pdfc06cdb524ccd894351110b0ecfcced07MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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