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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2020.tde-09012020-095612
Documento
Autor
Nome completo
Italo Skovroski de Mélo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Souza, Gilberto Francisco Martha de (Presidente)
Gay Neto, Alfredo
Kurka, Paulo Roberto Gardel
Título em português
Proposta de sistemática de manutenção baseada na condição aplicada a compressores centrífugos de gás de plataformas de produção de petróleo do pré-sal.
Palavras-chave em português
Desbalanceamento
Manutenção preditiva
Método Mahalanonis Taguchi
Monitoramento de máquinas rotativas
Petróleo (Produção)
Resumo em português
Sistemas de monitoramento de máquinas rotativas vem sendo amplamente usados na indústria mesmo com a alta confiabilidade atual de vários tipos de equipamentos. Essas tecnologias buscam reduzir o número de paradas não programadas, bem como o tempo das que são programadas, de modo a minimizar o custo desses eventos. Esses problemas são ainda mais relevantes em unidades de produção de petróleo, pois os problemas logísticos e condições climáticas podem atrasar ainda mais o reestabelecimento da produção. No cenário brasileiro ainda há outra variável, isto é, a Agência Nacional de Petróleo (A.N.P.) restringe o limite de queima de gás produzido. Logo, é fundamental que o sistema de compressão de gás esteja operacional para que a produção de petróleo seja retomada. Dessa forma, melhorar os sistemas de monitoramento continua sendo uma atividade relevante com um bom custo benefício. Outra característica desses sistemas de monitoramento é que eles utilizam múltiplas variáveis. Assim, optou-se por empregar o método Mahalanonis Taguchi (MTS), que é conhecido por sua capacidade de integrar diversas variáveis em uma análise, para realizar diagnóstico de defeitos em um compressor centrífugo. O defeito escolhido para verificar a efetividade do MTS foi o desbalanceamento, pois segundo a literatura especializada no tema, esse é o defeito mais comum em máquinas rotativas. Além disso, como não é possível introduzir defeitos em uma máquina real para verificar a aplicabilidade do método proposto, o desbalanceamento foi simulado utilizando um programa comercial de análise lateral de máquinas rotativas. Por fim, foi possível aplicar o MTS a um caso real e o mesmo se mostrou efetivo na detecção precoce do problema.
Título em inglês
Proposal of a condition-based maintenance technique applied to centrifugal compressors installed in presalt offshore units.
Palavras-chave em inglês
Mahalanonis Taguchi System
Rotating machine monitoring system
Unbalance
Resumo em inglês
Monitoring systems for rotating machines have been largely used in industry even with the high reliability achieved in a great variety of equipment. These systems aim to reduce the non-scheduled shutdown and the time for the scheduled ones in order to minimize the downtime. These events are more severe in the off-shore units, because logistics and weather issues can make a shutdown even longer. Regarding the Brazilian scenario, there is another variable that plays a role, the Agência Nacional do Petróleo (A.N.P.) restricts the volume of flared gas. So, to produce oil, all the gas compression system must be available in order to avoid flaring. In this way, improving the monitoring systems related to gas compressors remains a challenge and any improvement can increase the company's profit. Other characteristic related to monitoring system is that they usually have many sensors installed around the machine. Therefore, the Mahalanobis-Taguchi system (MTS), which is recognized for its suitability for multivariate data analysis, was applied to a centrifugal compressor in order to integrate these sensors and make a troubleshooting easier. The unbalance malfunction was chosen to verify the MTS effectivity, because as described in the rotating machinery literature, this is the most comum malfunction. Furthermore, it is not possible to introduce malfunctions in a real machine in order to verify the MTS applicability. In this way, the unbalance was simulated using a comercial software that can reproduce the American Petroleum Institute (API) lateral analysis. Also, the MTS was applied in a real case and this method was capable to detect the machine malfunction previously its shutdown.
 
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Data de Publicação
2020-01-09
 
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