Projeto e desenvolvimento de um sistema de controle e monitoramento de uma unidade de processamento de pinos por atrito portátil
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Data de Publicação: | 2012 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14532 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.236 |
Resumo: | The increased demand in transport and energy industry has led to the search for low cost maintenance techniques. The technique most commonly used is the electric-arc welding. However, it presents a higher cost for use in special environments, and a potential risk to the microstructure of the repaired material. As an alternative, the Friction Repair technique was developed, in which a hole is drilled at the damage area, and filled with a consumable rod submitted to a rotation speed and axial force. Looking forward to applying this technology, the company Petrobras signed an agreement with the Federal University of Uberlandia - Brazil, and a Friction Hydro Pillar Processing Machine was developed. It was used to optimize the parameters and geometries for the new technique. Later, studies for field application began towards designing a portable friction welding head, which is the mechanical part that applies axial load and rotation to the consumable rod. This study aimed to design a new instrumentation and control system to this portable equipment, allowing the performance of friction repais through an automated equipment. Transducers were used for reading the parameters during the tests, and electronic devices were developed for signal conditioning. Additionally, it was adjusted the PID control loops, and a software was developed for data management and monitoring tool during the entire process. Tests were conducted of the various devices used for this project, resulting in the validation of the developed system. |
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2016-06-22T18:38:51Z2013-05-142016-06-22T18:38:51Z2012-05-04FORMOSO, Camila Monteiro. Design and development of na instrumentation and control system for a portable friction hydro pillar processing machine. 2012. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.236https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14532https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.236The increased demand in transport and energy industry has led to the search for low cost maintenance techniques. The technique most commonly used is the electric-arc welding. However, it presents a higher cost for use in special environments, and a potential risk to the microstructure of the repaired material. As an alternative, the Friction Repair technique was developed, in which a hole is drilled at the damage area, and filled with a consumable rod submitted to a rotation speed and axial force. Looking forward to applying this technology, the company Petrobras signed an agreement with the Federal University of Uberlandia - Brazil, and a Friction Hydro Pillar Processing Machine was developed. It was used to optimize the parameters and geometries for the new technique. Later, studies for field application began towards designing a portable friction welding head, which is the mechanical part that applies axial load and rotation to the consumable rod. This study aimed to design a new instrumentation and control system to this portable equipment, allowing the performance of friction repais through an automated equipment. Transducers were used for reading the parameters during the tests, and electronic devices were developed for signal conditioning. Additionally, it was adjusted the PID control loops, and a software was developed for data management and monitoring tool during the entire process. Tests were conducted of the various devices used for this project, resulting in the validation of the developed system.O aumento da demanda no setor industrial de energia e transportes tem levado à busca por técnicas de manutenção de baixo custo e aplicabilidade em ambientes especiais. A técnica mais comumente utilizada para reparos diversos é a solda a arco-elétrico. Porém, apresenta alto custo para aplicação em ambientes especiais, e um risco potencial à microestrutura do material reparado. Como técnica alternativa, surgiu o Reparo por Atrito, que consiste na execução de um furo na região danificada, e o preenchimento do mesmo através de um pino consumível, submetido a uma velocidade de rotação e pressionado sob força compressiva contra o furo, resultando na união metalúrgica entre as partes. Por apresentar-se como uma alternativa aos reparos de trincas em estruturas offshore, foi desenvolvida na Universidade Federal de Uberlândia uma primeira versão de uma Unidade de Processamento de Pinos por Atrito UPPA 1, em convênio com a Petrobras. Este equipamento foi utilizado para otimizar os parâmetros do processo, tais como rotação, força axial e geometria. Em seguida, surgiu a necessidade de se aplicar esta tecnologia em campo. Para isto, foi construído um cilindro de reparo portátil de menores dimensões e menor peso, utilizando-se a mesma estrutura hidráulica da UPPA 1. No entanto, para funcionamento desta nova versão do equipamento, tornou-se necessário o desenvolvimento de um novo sistema de controle e instrumentação uma vez que todo o pórtico foi alterado. Desta forma, este trabalho teve por objetivo a concepção de nova instrumentação e controle voltados à versão portátil da UPPA, permitindo a realização de reparos por atrito de maneira automatizada. Foram utilizados transdutores que permitiram leitura dos parâmetros durante os ensaios, bem como desenvolvidos aparatos eletrônicos para condicionamento dos sinais. Além disso, foram ajustadas as malhas de controle PID, e foi elaborado um software para gerenciamento dos dados e monitoramento gráfico durante todo o processo. Foram realizados testes dos diversos dispositivos utilizados para este projeto, resultando na validação do sistema desenvolvido.Mestre em Ciênciasapplication/pdfporUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em Engenharia ElétricaUFUBREngenhariasReparo por atritoUnidade de processamento de pinos por atritoControleInstrumentaçãoAutomaçãoProcessamento de pinos por atritoSoldagemFriction repairFriction hydro pillar processing machineControlInstrumentationAutomationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAProjeto e desenvolvimento de um sistema de controle e monitoramento de uma unidade de processamento de pinos por atrito portátilDesign and development of na instrumentation and control system for a portable friction hydro pillar processing machineinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisFranco, Sinésio Domingueshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4786105Z3Soares, Alcimar Barbosahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782970Z5http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4758415P8Formoso, Camila Monteiro81755085info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFUTHUMBNAILCamilaMonteiro.pdf.jpgCamilaMonteiro.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1279https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/14532/3/CamilaMonteiro.pdf.jpgd308eedff630a00959928b28b83b5376MD53ORIGINALCamilaMonteiro.pdfapplication/pdf3873139https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/14532/1/CamilaMonteiro.pdf448371068ef0649034c65dbeee164b97MD51TEXTCamilaMonteiro.pdf.txtCamilaMonteiro.pdf.txtExtracted texttext/plain163344https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/14532/2/CamilaMonteiro.pdf.txt84a605b0bce58d93e8edf52f167f43feMD52123456789/145322022-10-25 13:20:53.569oai:repositorio.ufu.br:123456789/14532Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2022-10-25T16:20:53Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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