Tomografia gama computadorizada e simulações com MCNPX aplicados para estudo da solda

Abstract

Os tubos metálicos transportam petróleo e gás na superfície, bem como através de poços submarinos, levando matéria-prima para a indústria e transportam o produto final para o mercado. A integridade desses tubos é problema crítico para a operação da indústria desde a fabricação com os processos de soldagem até a manutenção com problemas de corrosão. Em alguns casos, o processo de soldagem não garante a estrutura esperada para determinado uso da junta, surgindo com isso descontinuidades, que podem ser estruturais, dimensionais ou propriedades inadequadas. Os tubos considerados aqui são hipoeutetóides, isto é, tubos de aço com menos de 0,8% de carbono. Com as medidas da transmissão gama foram determinados o coeficiente de atenuação e a densidade radiométrica do aço base e da solda. Para comparar os resultados, a tomografia gama foi simulada com o código MCNPX para transporte de fótons. Importando no MCNPX a geometria definida foi otimizado o tempo de computação para simular a tomografia gama. A imagem tomográfica do tubo de aço foi reconstruída com algoritmo MART(Técnica de Reconstrução Algébrica com Correção Multiplicativa) para uma melhor visualização dos resultados. Os dados coletados com a varredura gama foram analisados e a matriz de correlação quantifica o grau de homogeneidade decrescente da estrutura do aço base, da solda de referencia e do tubo teste, nessa ordem. Aplicando-se uma métrica à distância de Chebyshev para os dados da transmissão gama pode-se observar resultados consistentes com os apresentados pela matriz de correlação. Na sequência o modelo estatístico multivariado o cluster hierárquico foi utilizado para processar os resultados gerados com a distância Chebyshev, e o dendrograma, uma função do Matlab, mostra distância contra número de clusters. Na geometria do MCNPX, defeitos foram introduzidos com o objetivo de detectar um defeito de 1µm na tomografia simulada. Uma curva de calibração foi obtida definindo o limite de resolução no intervalo de 1µm à 50µm.Testes com algoritmo de reconstrução foram realizados para visualizar neste intervalo o defeito simulado. Os resultados do método não destrutivo são comparados com os testes metalograficos tomados como referência. Os dados obtidos nesses procedimentos foram armazenados no banco de dados TOMC.