Governo Federal

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
MÉTODOS NUMÉRICOS EM ENGENHARIA (40001016030P0)
ANÁLISE DA CONFIABILIDADE ESTRUTURAL EM DUTOS SUJEITOS À CORROSÃO ATRAVÉS DE UM INTERVALO DE CONFIANÇA PARA O ÍNDICE DE CONFIABILIDADE E PROBABILIDADE DE FALHA ESTIMADO PELA TÉCNICA BOOTSTRAP
ISABELLA ANDRECZEVSKI CHAVES
TESE
04/02/2015

A aplicação do método de simulação Monte Carlo, na confiabilidade estrutural, exige a geração de amostras dos vetores aleatórios, compostos pelas características de carga e resistência do sistema estrutural, a serem usados no cálculo da equação de estado limite. A geração do vetor de variáveis aleatórias envolvidas na análise da confiabilidade estrutural nem sempre tem uma estrutura correlacionada. Sendo assim, este trabalho apresenta um algoritmo de geração de observações amostrais de um vetor aleatório preservando a sua estrutura original de covariância adequado para o método de simulação Monte Carlo. Além disso, o presente estudo tem como finalidade desenvolver a aplicação de algumas das técnicas de confiabilidade estrutural em dutos sujeitos à corrosão, de modo a avaliar a probabilidade de falha, que até o momento é obtida como um resultado pontual e que pode apresentar um intervalo de variabilidade. Assim, após a obtenção dos dados da inspeção de avaliação do duto, este trabalho também propõe construir um intervalo de confiança Bootstrap para a probabilidade de falha. Para isso foi desenvolvido um programa experimental para a geração de observações amostrais de um vetor aleatório com vetor médio e matriz de covariância preservando a sua estrutura de correlação. E, também, a construção de um intervalo de confiança para a probabilidade de falha. Neste trabalho, foram estudados dutos de transporte de petróleo, gás, etanol e derivados de petróleo, assim como as técnicas de confiabilidade estrutural. Algumas destas técnicas foram aplicadas em dados reais para avaliar a probabilidade de falha, pf. A introdução da técnica Bootstrap possibilitou a obtenção da estimativa da probabilidade de falha, pontualmente e por intervalo, bem como do índice de confiabilidade, quando está associado ao método FORM. É importante ressaltar que os dados reais das duas corridas disponíveis não verificaram a distribuição especificada. Dessa forma, a aplicação do Bootstrap tornou-se bastante interessante. A aplicação da confiabilidade estrutural em dutos foi estudada e o destaque é o uso do método de simulação Monte Carlo associado ao Bootstrap pela simplicidade e o cálculo não depender de suposição sobre a natureza das distribuições de probabilidade das variáveis envolvidas, consequentemente, não se depende da suposição de Nataf. E, ainda, as avaliações dos parâmetros são razoáveis por ponto e por intervalo, uma vez que se tem medida da variabilidade das estatísticas. Os métodos estudados foram aplicados em duas corridas do PIG, uma era conhecida como uma situação de segurança e, portanto, com probabilidade de falha diminuta. Já a outra, sabia-se que recebeu manutenção, porém não se tinha uma medida da sua probabilidade de falha. Os resultados da aplicação dos métodos mostraram-se compatíveis com essas informações. O programa experimental poderá fornecer resultados quase que imediatamente após a obtenção, em campo, dos dados de inspeção (por PIG instrumentado) em dutos sujeitos à corrosão e poderá ser útil às empresas que prospectam e transportam petróleo e seus derivados quanto à decisão de enviar equipes de reparos a pontos críticos de dutos.

Dutos. Corrosão. PIG. Probabilidade de Falha. Intervalo Bootstrap
The application of Monte Carlo simulation method, in structural reliability, requires the generation of samples of random vectors composed by load characteristics and resistance of the structural system to be used in the calculation of the limit state equation. The generation of the vector of random variables involved in the analysis of structural reliability does not always have a correlated structure. Therefore, this work presents an algorithm for generating sample observations of a random vector preserving its original covariance structure suitable for the method of Monte Carlo simulation. Furthermore, this study aims to develop the application of some of the techniques of structural reliability of pipelines subject to corrosion, in order to assess the probability of failure that so far is obtained as a punctual result and can provide a range of variability. So after getting the inspection data evaluation pipeline, this work also proposes to construct a Bootstrap confidence interval for the probability of failure. For this proposal an experimental program for generating random observations of the vector preserving its correlation structure was developed and also, the construction of a confidence interval for the probability of failure. In this work transport pipelines for oil, gas, ethanol and oil products were studied, as well as the techniques of structural reliability. Some of these techniques have been applied in real data to evaluate the probability of failure, pf. The experimental program will provide results almost immediately after getting on field inspection data (instrumented by PIG) in pipelines subject to corrosion. The introduction of the technique known as Bootstrap is made and is possible to obtain the estimate of the probability of failure, punctually and by interval, as well as the reliability index, to the form when it is associated FORM method. Importantly, the actual data of the two runs available not verified the specified distribution. Thus, the application of the Bootstrap became quite interesting. The application of structural reliability in pipelines was studied and the highlight is the use of Monte Carlo Method for the simplicity associated with the Bootstrap and the calculation does not depend on assumptions about the nature of the probability distributions of the variables involved, thus not dependent on the assumption Nataf. And also, the evaluation of the parameters is reasonable point and range, since it has the statistical measure of variability. The methods studied were implemented in two runs of the PIG, a known as the security situation and therefore likely to fail small. The other was already known that received maintenance, but did not know its probability of failure. The results of applying the methods were compatible with this information. The development of an experimental program can be useful to companies prospecting and transport oil and its derivatives on the decision to send repair crews to critical points of pipelines.
Pipelines. Corrosion. PIG. Probability of Failure. Bootstrap Interval
01
171
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

Contexto

MECÂNICA COMPUTACIONAL
MECÂNICA DOS SÓLIDOS COMPUTACIONAL
-

Banca Examinadora

ROBERTO DALLEDONE MACHADO
Sim
Nome Categoria
JOAO ELIAS ABDALLA FILHO Participante Externo
JAIR MENDES MARQUES Docente
SACHIKO ARAKI LIRA Docente

Vínculo

Servidor Público
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Ensino e Pesquisa
Sim