Contribuições ao desenvolvimento de um perfilômetro óptico a laser para medição e visualização da geometria interna de dutos

• Main Author: Melo, João Ricardo Castro
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2013
• Subjects: Engenharia de sistemas; Computação gráfica; Sistemas embutidos de computador; Realidade virtual
• Online Access: http://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/103435

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2012. === Made available in DSpace on 2013-07-16T04:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316862.pdf: 4394654 bytes, checksum: bdb0cb2f62a279225434e07d464e4ad3 (MD5) === Tubulações metálicas são comumente utilizadas na indústria petroquímica para o transporte de produtos, matérias-primas e fluidos de processo. Estas tubulações estão sujeitas a avarias, inclusive decorrentes da própria interação com o material transportado, como ocorre no caso da corrosão interna. Devido à alta importância das tubulações metálicas e à consequente demanda da monitoração da sua integridade, novos métodos de inspeção geométrica interna têm sido desenvolvidos. Na categoria de métodos ópticos, foi desenvolvido um sensor por triangulação cônica a laser no LABMETRO-EMC-UFSC capaz de medir o perfil geométrico de uma secção de tubo a cada aplicação. Esta dissertação tem o objetivo de fornecer subsídios para que se possa utilizar este sensor em uma completa solução de perfilometria de tubos de refinarias de petróleo e de exploração sujeitos à corrosão interna, respeitadas as características do sensor e uma estrutura mecânica predefinida. Para possibilitar a medição do perfil geométrico de uma região completa formada por secções contíguas, foi desenvolvido um sistema de aquisição e disponibilização de imagens, através de hardware e software embarcados no novo perfilômetro, além de uma biblioteca de gerenciamento da câmera utilizada no sensor óptico. A integração destas ferramentas com o sensor e outros componentes do perfilômetro possibilitou o desenvolvimento de um protótipo capaz de adquirir a geometria interna de uma região de um tubo na forma de uma nuvem de pontos cilíndrica. Para realizar a leitura dos perfis geométricos inspecionados de forma inovadora e poderosa, foi desenvolvido um sistema de visualização e análise de nuvens de pontos utilizando técnicas de realidade virtual. O uso conjunto destas ferramentas permitiu a correta aplicação do perfilômetro baseado no sensor óptico por triangulação cônica a laser na inspeção de tubos de exploração de gás severamente danificados por corrosão interna. Portanto, esta dissertação demonstra a adequabilidade da tecnologia apresentada na inspeção geométrica de tubos na indústria de petróleo e gás.<br> === Abstract : Metal pipes are commonly used in the petrochemical industry to transport goods, raw materials and process fluids. These pipes are subject to damage, including those arisen from its interaction with the transported material, as it is the case of internal corrosion. Due to the high importance of metal pipes and the consequent demand of the monitoring of their integrity, new internal geometry inspection methods have been developed. With regard to the optical category, LABMETRO-EMC-UFSC has developed an optical sensor which uses laser conical triangulation and is capable of measuring the geometric profile of one pipe section per application. The objective of this study is to provide support for the implementation of this sensor into a complete profilometry solution, given the characteristics of the sensor and a default mechanical structure. This profilometer is used to assess the geometric inspection of pipes employed at oil refineries and exploration sites, for these pipes are subject to internal corrosion. To enable the measurement of the geometric profile of a full region formed by contiguous sections, this study has developed a system that acquires images through embedded hardware and software in the new profilometer. These images are made available through a management library used for the camera of the optical sensor. The integration of these tools with the sensor and the other profilometer components has enabled the development of a prototype which is able to acquire the internal geometry of the region of a pipe in the form of a cylindrical cloud of points. In order to read the acquired geometric profiles in an innovative and powerful manner, a virtual reality system has been developed for visualization and analysis of the clouds of points. The combined use of these tools has allowed the correct application of the profilometer based on the use of laser conical triangulation sensor. Ultimately, this thesis demonstrates the capability of the laser profilometer to geometrically inspect corroded pipes in the oil and gas industry.