Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea
En medio de las actuales herramientas disponibles para el análisis no destructivo de estructuras ferromagnéticas existe la aplicación de la tecnología Magnetic Flux leakage (MFL); especialmente para el mantenimiento predictivo y preventivo de fondos de tanques y líneas de transporte de hidrocarburos...
- Autores:
-
Motta Mejía, Sergio Andrés
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/24304
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/24304
- Palabra clave:
- Mechatronic
MFL, magnetic flux leakage
Magnetic field flux
Finite elements
Field theory (Physics)
Numerical analysis
Set theory
Magnetic fields
Particles (Nuclear Physics)
Mecatrónica
Teoría de campos (Física)
Análisis numérico
Teoría de conjuntos
Campos magnéticos
Partículas (Física nuclear)
Flujo de campo magnético
Elementos finitos
- Rights
- License
- http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
| id |
UNAB2_3de0bf8f4fdf89786325a92110d04e1a |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/24304 |
| network_acronym_str |
UNAB2 |
| network_name_str |
Repositorio UNAB |
| repository_id_str |
|
| dc.title.spa.fl_str_mv |
Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea |
| dc.title.translated.spa.fl_str_mv |
Theoretical-practical analysis of the magnetic field delivered to plates and pipes through the MFL tool as a function of the online inspection speed |
| title |
Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea |
| spellingShingle |
Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea Mechatronic MFL, magnetic flux leakage Magnetic field flux Finite elements Field theory (Physics) Numerical analysis Set theory Magnetic fields Particles (Nuclear Physics) Mecatrónica Teoría de campos (Física) Análisis numérico Teoría de conjuntos Campos magnéticos Partículas (Física nuclear) Flujo de campo magnético Elementos finitos |
| title_short |
Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea |
| title_full |
Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea |
| title_fullStr |
Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea |
| title_full_unstemmed |
Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea |
| title_sort |
Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en línea |
| dc.creator.fl_str_mv |
Motta Mejía, Sergio Andrés |
| dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv |
Roa Prada, Sebastián |
| dc.contributor.author.none.fl_str_mv |
Motta Mejía, Sergio Andrés |
| dc.contributor.cvlac.spa.fl_str_mv |
Motta Mejia, Sergio Andres [U00130532] Roa Prada, Sebastián [295523] |
| dc.contributor.googlescholar.spa.fl_str_mv |
Roa Prada, Sebastián [xXcp5HcAAAAJ] |
| dc.contributor.orcid.spa.fl_str_mv |
Roa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798] |
| dc.contributor.scopus.spa.fl_str_mv |
Roa Prada, Sebastián [24333336800] |
| dc.contributor.researchgate.spa.fl_str_mv |
Roa Prada, Sebastián [Sebastian_Roa-Prada] |
| dc.contributor.corporatename.spa.fl_str_mv |
Isabel Perez |
| dc.contributor.researchgroup.spa.fl_str_mv |
Grupo Estratégico en Investigación Organizacional - GENIO |
| dc.contributor.apolounab.spa.fl_str_mv |
Roa Prada, Sebastián [sebastián-roa-prada] |
| dc.contributor.linkedin.spa.fl_str_mv |
Motta Mejia, Sergio Andres [www.linkedin.com/in/sergio-motta-mejia-nov2001] |
| dc.subject.keywords.spa.fl_str_mv |
Mechatronic MFL, magnetic flux leakage Magnetic field flux Finite elements Field theory (Physics) Numerical analysis Set theory Magnetic fields Particles (Nuclear Physics) |
| topic |
Mechatronic MFL, magnetic flux leakage Magnetic field flux Finite elements Field theory (Physics) Numerical analysis Set theory Magnetic fields Particles (Nuclear Physics) Mecatrónica Teoría de campos (Física) Análisis numérico Teoría de conjuntos Campos magnéticos Partículas (Física nuclear) Flujo de campo magnético Elementos finitos |
| dc.subject.lemb.spa.fl_str_mv |
Mecatrónica Teoría de campos (Física) Análisis numérico Teoría de conjuntos Campos magnéticos Partículas (Física nuclear) |
| dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv |
Flujo de campo magnético Elementos finitos |
| description |
En medio de las actuales herramientas disponibles para el análisis no destructivo de estructuras ferromagnéticas existe la aplicación de la tecnología Magnetic Flux leakage (MFL); especialmente para el mantenimiento predictivo y preventivo de fondos de tanques y líneas de transporte de hidrocarburos. El centro de Investigación para la corrosión (CIC) en equipo con la Universidad Autónoma de Bucaramanga realizaron una ampliación en la investigación de la aplicación MFL por medio del desarrollo del presente proyecto de grado al título de ingeniería mecatrónica. El objetivo del proyecto es analizar por medio de la simulación por elementos finitos y la comprobación experimental específicamente la inferencia que tiene la velocidad de traslación en la prueba MFL en tuberías de diámetros de 8[in], 2 [In] y láminas planas. |
| publishDate |
2024 |
| dc.date.accessioned.none.fl_str_mv |
2024-04-19T15:37:27Z |
| dc.date.available.none.fl_str_mv |
2024-04-19T15:37:27Z |
| dc.date.issued.none.fl_str_mv |
2024-03-20 |
| dc.type.driver.none.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| dc.type.local.spa.fl_str_mv |
Trabajo de Grado |
| dc.type.coar.none.fl_str_mv |
http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f |
| dc.type.hasversion.none.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| dc.type.redcol.none.fl_str_mv |
http://purl.org/redcol/resource_type/TP |
| format |
http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f |
| status_str |
acceptedVersion |
| dc.identifier.uri.none.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/20.500.12749/24304 |
| dc.identifier.instname.spa.fl_str_mv |
instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB |
| dc.identifier.reponame.spa.fl_str_mv |
reponame:Repositorio Institucional UNAB |
| dc.identifier.repourl.spa.fl_str_mv |
repourl:https://repository.unab.edu.co |
| url |
http://hdl.handle.net/20.500.12749/24304 |
| identifier_str_mv |
instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB reponame:Repositorio Institucional UNAB repourl:https://repository.unab.edu.co |
| dc.language.iso.spa.fl_str_mv |
spa |
| language |
spa |
| dc.relation.references.spa.fl_str_mv |
B. Feng, J. Wu, H. Tu, J. Tang, and Y. Kang, “A Review of Magnetic Flux Leakage Nondestructive Testing,” Materials, vol. 15, no. 20, 2022, doi: 10.3390/ma15207362 C. F. Jaimes Saavedra and S. Roa Prada, “Sensitivity analysis of a magnetic circuit for non destructive testing by the magnetic flux leakage technique,” in 2014 3rd International Congress of Engineering Mechatronics and Automation, CIIMA 2014 - Conference Proceedings, 2014. doi: 10.1109/CIIMA.2014.6983447. J.-W. Kim and S. Park, “Magnetic flux leakage sensing and artificial neural network pattern recognition-based automated damage detection and quantification for wire rope non destructive evaluation,” Sensors (Switzerland), vol. 18, no. 1, 2018, doi: 10.3390/s18010109. P. Raad and J. Alberto, “Optimización multi-objetivo de un circuito magnético para ensayos no destructivos por la técnica de fuga de flujo magnético, MFL,” Pregrado, Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga, 2014. B. Osorio, L. Mesa, and Z. Maudelit, “Construcción de una herramienta para ensayos no destructivos por medio de la técnica de fuga de flujo magnético analizando el efecto de la velocidad de traslación en su diseño,” Pregrado, Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga, 2021. G. Morales, “Así se tejió la red para el transporte de petróleo en el país. Portafolio,” Portafolio. “Producción de petróleo en Colombia aumentó 5,24% en diciembre,” Revista Portafolio [virtual]. Dr. D. Francisco José García-Peñalvo, “Metodología de revisión sistemática de literatura. Universidad de Salamanca,” Revista GRIAL, España, 2019. A. D. Eslamlou, A. Ghaderiaram, M. Fotouhi, and E. Schlangen, A Review on Non-destructive Evaluation of Civil Structures Using Magnetic Sensors, vol. 270 LNCE. 2023. doi: 10.1007/978- 3-031-07322-9_65. B. Feng, J. Wu, H. Tu, J. Tang, and Y. Kang, “A Review of Magnetic Flux Leakage Nondestructive Testing,” Materials, vol. 15, no. 20, 2022, doi: 10.3390/ma15207362. Z. Du et al., “3-D FEM simulation of velocity effects on magnetic flux leakage testing signals,” IEEE Trans Magn, vol. 44, no. 6, pp. 1642–1645, 2008, doi: 10.1109/TMAG.2007.915955. F. Yuan, Y. Yu, B. Liu, and L. Li, “Investigation on optimal detection position of DC electromagnetic NDT in crack characterization for high-speed rail track,” in I2MTC 2019 - 2019 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Proceedings, 2019. doi: 10.1109/I2MTC.2019.8827153 P. Wang, Y. Gao, G. Tian, and H. Wang, “Velocity effect analysis of dynamic magnetization in high speed magnetic flux leakage inspection,” NDT and E International, vol. 64, pp. 7–12, 2014, doi: 10.1016/j.ndteint.2014.02.001. M. Shi, M. Ni, L. Qin, Y. Liang, and Z. Huang, “Quantification method of tubing defects based on machine learning algorithm and magnetic flux leakage signals,” Review of Scientific Instruments, vol. 94, no. 1, 2023, doi: 10.1063/5.0122436 J. Parra, “Modelado por elementos finitos del circuito magnético de una herramienta para inspección de tuberías por método MFL,” Pregrado, Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga, 2013 T. Azizzadeh and M. S. Safizadeh, “Investigation of the lift-off effect on the corrosion detection sensitivity of three-axis MFL technique,” Journal of Magnetics, vol. 23, no. 2, pp. 152–159, 2018, doi: 10.4283/JMAG.2018.23.2.152. W. Sharatchandra Singh, R. Stegemann, and M. Kreutzbruck, “Three-dimensional finite element analysis of the stress-induced geometry effect on self-magnetic leakage fields during tensile deformation,” Insight: Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, vol. 58, no. 10, pp. 544–550, 2016, doi: 10.1784/insi.2016.58.10.544. F. Yuan, Y. Yu, B. Liu, and G. Tian, “Investigation on Velocity Effect in Pulsed Eddy Current Technique for Detection Cracks in Ferromagnetic Material,” IEEE Trans Magn, vol. 56, no. 9, 2020, doi: 10.1109/TMAG.2020.3012341. L. Peng, S. Huang, S. Wang, and W. Zhao, “A Simplified Lift-Off Correction for Three Components of the Magnetic Flux Leakage Signal for Defect Detection,” IEEE Trans Instrum Meas, vol. 70, 2021, doi: 10.1109/TIM.2021.3058407 L. Peng, S. Huang, S. Wang, and W. Zhao, “A lift-off revision method for magnetic flux leakage measurement signal,” in I2MTC 2018 - 2018 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference: Discovering New Horizons in Instrumentation and Measurement, Proceedings, 2018, pp. 1–5. doi: 10.1109/I2MTC.2018.8409535 R. Narang, K. Chandrasekaran, and A. Gupta, “Experimental Investigation and Simulation of Magnetic Flux Leakage from Metal Loss Defects,” Journal of Failure Analysis and Prevention, vol. 17, no. 3, pp. 595–601, 2017, doi: 10.1007/s11668-017-0286-3. G. Piao, J. Guo, T. Hu, and Y. Deng, “High-speed inspection method fusing pulsed eddy current and magnetic flux leakage,” in I2MTC 2019 - 2019 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Proceedings, 2019. doi: 10.1109/I2MTC.2019.8827114. B. Liu, L.-Y. He, H. Zhang, Y. Cao, and H. Fernandes, “The axial crack testing model for long distance oil-gas pipeline based on magnetic flux leakage internal inspection method,” Measurement (Lond), vol. 103, pp. 275–282, 2017, doi: 10.1016/j.measurement.2017.02.051 C. K. Okolo and T. Meydan, “Axial magnetic field sensing for pulsed magnetic flux leakage hairline crack detection and quantification,” in Proceedings of IEEE Sensors, 2017, pp. 1–3. doi: 10.1109/ICSENS.2017.8233983. L. Wang, H. Zhang, J. Sun, and J. Zhang, “A Feature Extraction Method of Pipeline Magnetic Flux Leakage Signal based on Expert Experience,” in Proceedings - 2022 37th Youth Academic Annual Conference of Chinese Association of Automation, YAC 2022, 2022, pp. 230–235. doi: 10.1109/YAC57282.2022.10023690 A. Romero Ramírez, J. S. D. Mason, and N. Pearson, “Experimental study to differentiate between top and bottom defects for MFL tank floor inspections,” NDT and E International, vol. 42, no. 1, pp. 16–21, 2009, doi: 10.1016/j.ndteint.2008.08.005 Y. Long, S. Huang, L. Peng, W. Wang, S. Wang, and W. Zhao, “Internal and External Defects Discrimination of Pipelines Using Composite Magnetic Flux Leakage Detection,” in Conference Record - IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2021. doi: 10.1109/I2MTC50364.2021.9460069. L. Zhang et al., “Effect of Scanning Acceleration on the Leakage Signal in Magnetic Flux Leakage Type of Non-destructive Testing,” J Nondestr Eval, vol. 42, no. 1, 2023, doi: 10.1007/s10921-023-00925-1 M. R. Kandroodi, B. N. Araabi, M. M. Bassiri, and M. N. Ahmadabadi, “Estimation of Depth and Length of Defects from Magnetic Flux Leakage Measurements: Verification with Simulations, Experiments, and Pigging Data,” IEEE Trans Magn, vol. 53, no. 3, 2017, doi: 10.1109/TMAG.2016.2631525 M. Layouni, M. S. Hamdi, and S. Tahar, “Detection and sizing of metal-loss defects in oil and gas pipelines using pattern-adapted wavelets and machine learning,” Applied Soft Computing Journal, vol. 52, pp. 247–261, 2017, doi: 10.1016/j.asoc.2016.10.040 L. Yang, P. Huang, S. Gao, Z. Du, and S. Bai, “Research on the magnetic flux leakage field distribution characteristics of defect in low-frequency electromagnetic detection technique,” IEICE Electronics Express, vol. 18, no. 1, pp. 1–6, 2021, doi: 10.1587/ELEX.17.20200362. N. C. A. da Costa and F. Antonio Doria, Electromagnetism, vol. 441. 2022. doi: 10.1007/978- 3-030-83837-9_10 I. C. , D. G. , B. C. Perez, “Interpretation strategies for MFL-based defect reconstruction in corroded pipelines using a 3D numerical model,” in International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure, S. 2021-J. pp. 361-368. Transferring Research into Practice, Ed., Jun. 2021 Böllinghaus Steel, “El uso del acero inoxidable en la industria del petróleo y el gas,” Automática e Instrumentación n°537, p. 53, Apr. 2022. The Welding Institute, “Handbook on the magnetic examination of welds. Technical report,” in The International Institute of Welding, Abington Hall, 1988 O. IMS. Welding And Cutting United States, “Ultrasonic Testing,” EWP. Accessed: Nov. 21, 2023. [Online]. Available: https://www.wermac.org/others/ndt_ut.html D. Jimenez and D. Bejarano, “Inspección de uniones soldadas mediante ensayo no destructivo de ultrasonido con el equipo VEO 16-64 SONATEST,” Grado, Universidad tecnológica de Pereira, Pereira, 2017 D. Ulbrich et al., “Inspection of Spot Welded Joints with the Use of the Ultrasonic Surface Wave,” Materials, vol. 16, no. 21, 2023, doi: 10.3390/ma16217029. K. Maxfield, “Combination MFL/deformation inspections of small-diameter unpiggable pipelines,” in PPIM 2020 - 32nd Pipeline Pigging and Integrity Management Proceedings, 2020 H. M. G. Ramos, T. Rocha, D. Pasadas, and A. L. Ribeiro, “Velocity induced eddy currents technique to inspect cracks in moving conducting media,” in Conference Record - IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2013, pp. 931–934. doi: 10.1109/I2MTC.2013.6555552 NAYLAMP MECHATRONICS, “COMUNICACIÓN RS485 CON ARDUINO,” Review Naylamp. Accessed: Nov. 11, 2023. [Online]. Available: https://naylampmechatronics.com/blog/37_comunicacion-rs485-con-arduino.html ALLEGRO MICROSYSTEMS, Linear Hall-Effect Sensor ICs with Analog Output A1388 and A1389. Manchester, NH 03103-3353 U.S.A.: Allegro MicroSystems, 2021 |
| dc.relation.uriapolo.spa.fl_str_mv |
https://apolo.unab.edu.co/en/persons/sebasti%C3%A1n-roa-prada |
| dc.rights.coar.fl_str_mv |
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
| dc.rights.uri.*.fl_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/ |
| dc.rights.local.spa.fl_str_mv |
Abierto (Texto Completo) |
| dc.rights.creativecommons.*.fl_str_mv |
Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia |
| rights_invalid_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/ Abierto (Texto Completo) Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
| dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.coverage.spatial.spa.fl_str_mv |
Bucaramanga (Santander, Colombia) |
| dc.coverage.temporal.spa.fl_str_mv |
enero/ 2023 - diciembre/2023 |
| dc.coverage.campus.spa.fl_str_mv |
UNAB Campus Bucaramanga |
| dc.publisher.grantor.spa.fl_str_mv |
Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB |
| dc.publisher.faculty.spa.fl_str_mv |
Facultad Ingeniería |
| dc.publisher.program.spa.fl_str_mv |
Pregrado Ingeniería Mecatrónica |
| institution |
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB |
| bitstream.url.fl_str_mv |
https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/6/license.txt https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/8/2024_Tesis_Sergio_Andres.pdf.jpg https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/9/2024_Licencia.pdf.jpg https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/2/2024_Tesis_Sergio_Andres.pdf https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/7/2024_Licencia.pdf |
| bitstream.checksum.fl_str_mv |
3755c0cfdb77e29f2b9125d7a45dd316 4d50574cd19ce74be3568420c869bba1 a524c0e4e148a9ea383fa98e3579268c 7d4f371407554ca3cb45ca34023e2a4f 5df5a7b785a53b8c58618a92ac716e2b |
| bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositorio Institucional | Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB |
| repository.mail.fl_str_mv |
repositorio@unab.edu.co |
| _version_ |
1814277572919296000 |
| spelling |
Roa Prada, Sebastiánc0dd44d4-c34e-48c7-b52e-aa88afc53d6aMotta Mejía, Sergio Andrés93071a24-d349-45f9-8dec-9a4d9bcd2cfaMotta Mejia, Sergio Andres [U00130532]Roa Prada, Sebastián [295523]Roa Prada, Sebastián [xXcp5HcAAAAJ]Roa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798]Roa Prada, Sebastián [24333336800]Roa Prada, Sebastián [Sebastian_Roa-Prada]Isabel PerezGrupo Estratégico en Investigación Organizacional - GENIORoa Prada, Sebastián [sebastián-roa-prada]Motta Mejia, Sergio Andres [www.linkedin.com/in/sergio-motta-mejia-nov2001]Bucaramanga (Santander, Colombia)enero/ 2023 - diciembre/2023UNAB Campus Bucaramanga2024-04-19T15:37:27Z2024-04-19T15:37:27Z2024-03-20http://hdl.handle.net/20.500.12749/24304instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coEn medio de las actuales herramientas disponibles para el análisis no destructivo de estructuras ferromagnéticas existe la aplicación de la tecnología Magnetic Flux leakage (MFL); especialmente para el mantenimiento predictivo y preventivo de fondos de tanques y líneas de transporte de hidrocarburos. El centro de Investigación para la corrosión (CIC) en equipo con la Universidad Autónoma de Bucaramanga realizaron una ampliación en la investigación de la aplicación MFL por medio del desarrollo del presente proyecto de grado al título de ingeniería mecatrónica. El objetivo del proyecto es analizar por medio de la simulación por elementos finitos y la comprobación experimental específicamente la inferencia que tiene la velocidad de traslación en la prueba MFL en tuberías de diámetros de 8[in], 2 [In] y láminas planas.INTRODUCCIÓN................................................................................................................................. 10 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA......................................................................................................... 10 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA.................................................................................................... 11 OBJETIVOS......................................................................................................................................... 12 Objetivo general............................................................................................................................ 12 Objetivos específicos .................................................................................................................... 12 Resultados esperados....................................................................................................................... 12 ESTADO DEL ARTE ............................................................................................................................. 13 MARCO TEÓRICO .............................................................................................................................. 16 Campo magnético y Flujo de campo magnético........................................................................... 16 Dipolo magnético.......................................................................................................................... 16 Leyes de Maxwell.......................................................................................................................... 16 Campo inducido ............................................................................................................................ 17 Susceptibilidad y permeabilidad magnéticas................................................................................ 17 Materiales diamagnéticos............................................................................................................. 17 Materiales paramagnéticos.......................................................................................................... 18 Materiales ferromagnéticos ......................................................................................................... 18 Método de inspección por ultrasonido ........................................................................................ 19 Fenómeno fuga de flujo magnético.............................................................................................. 20 Protocolo Rs485............................................................................................................................ 22 METODOLOGÍA ................................................................................................................................. 23 1. Empathize: Reconocimiento de las necesidades.................................................................. 23 2. Define: Diseño conceptual y especificación funcional.......................................................... 23 3. Ideate .................................................................................................................................... 24 a. Modelo matemático modular de primer principio........................................................... 24 b. Selección de sensores y actuadores: ................................................................................ 24 4. Prototype: Construcción del modelo simulación.................................................................. 24 5. Test........................................................................................................................................ 24 a. Optimización del diseño simulado.................................................................................... 24 b. Implementación................................................................................................................ 24 c. Optimización del diseño físico .......................................................................................... 24 DESARROLLO..................................................................................................................................... 25 1. Construcción de la simulación MFL por elementos finitos................................................... 25 Geometría ................................................................................................................................. 28 Materiales................................................................................................................................. 31 Physics Magnetic Field. ............................................................................................................. 33 Mesh ......................................................................................................................................... 37 Exportar Resultados.................................................................................................................. 39 2. Análisis de los parámetros que afectan la fuga de flujo magnético ..................................... 41 Análisis de la variación de la señal MFL según el tamaño del Aire........................................... 41 Análisis de la variación de la señal MFL según el Lift-Off ......................................................... 42 Análisis de la variación de la señal MFL según el tamaño del Yugo.......................................... 43 Análisis de la variación de la señal MFL según el tamaño del defecto ..................................... 44 3. Ejecución pruebas experimentales....................................................................................... 45 Sensor Análogo Linear Hall-Effect A1388 ................................................................................. 46 Conversión del complejo de señales análogas a bus serial ...................................................... 47 Conversión de los buses serial a salida USB Rs323................................................................... 49 Ejercicios prácticos realizados................................................................................................... 50 Especímenes en las pruebas experimentales........................................................................... 51 4. Tratamiento de datos para la comparación de resultados numérico – experimentales...... 52 RESULTADOS Y EVIDENCIAS.............................................................................................................. 53 1. Resultados de simulación de la fuga de flujo magnético...................................................... 53 2. Resultados experimentales................................................................................................... 55 3. Comparación simulación – experimental ............................................................................. 57 CONCLUSIONES................................................................................................................................. 61 Con respecto al ejercicio de Simulación ....................................................................................... 61 Con respecto a la práctica Experimental ...................................................................................... 61 BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................................... 63 Anexos............................................................................................................................................... 68 A. Código para la concatenación de los datos provenientes de la simulación en una sola matriz en Matlab...................................................................................................................................... 68 B. Código para la visualización de los resultados experimentales en Matlab .......................... 68 C. Código comparación de datos Experimental FILTRADA- Simulación en Matlab .............. 76 D. RESULTADOS EXPERIMENTALES ....................................................................................... 88 E. RESULTADOS DE COMPARACION SIMULACIÓN – EXPERIMENTAL filtrada .......................... 92PregradoAmong the current tools available for non-destructive analysis of ferromagnetic structures, there is the application of Magnetic Flux Leakage (MFL) technology, especially for predictive and preventive maintenance of tank bottoms and hydrocarbon transport lines. The Corrosion Research Center (CIC) in team with the Autonomous university of Bucaramanga carried out an extension in the investigation of the MFL application through of the development of this degree project for the degree of mechatronics engineering. The objective of the project is analyze by finite element simulation and experimental verification specifically the inference that has the translation speed in the MFL test in pipes with diameters of 8 [in], 2 [In] and flat sheets.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Análisis teórico-práctico del campo magnético entregado a placas y tuberías por medio de la herramienta MFL en función de la velocidad de inspección en líneaTheoretical-practical analysis of the magnetic field delivered to plates and pipes through the MFL tool as a function of the online inspection speedIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicMFL, magnetic flux leakageMagnetic field fluxFinite elementsField theory (Physics)Numerical analysisSet theoryMagnetic fieldsParticles (Nuclear Physics)MecatrónicaTeoría de campos (Física)Análisis numéricoTeoría de conjuntosCampos magnéticosPartículas (Física nuclear)Flujo de campo magnéticoElementos finitosB. Feng, J. Wu, H. Tu, J. Tang, and Y. Kang, “A Review of Magnetic Flux Leakage Nondestructive Testing,” Materials, vol. 15, no. 20, 2022, doi: 10.3390/ma15207362C. F. Jaimes Saavedra and S. Roa Prada, “Sensitivity analysis of a magnetic circuit for non destructive testing by the magnetic flux leakage technique,” in 2014 3rd International Congress of Engineering Mechatronics and Automation, CIIMA 2014 - Conference Proceedings, 2014. doi: 10.1109/CIIMA.2014.6983447.J.-W. Kim and S. Park, “Magnetic flux leakage sensing and artificial neural network pattern recognition-based automated damage detection and quantification for wire rope non destructive evaluation,” Sensors (Switzerland), vol. 18, no. 1, 2018, doi: 10.3390/s18010109.P. Raad and J. Alberto, “Optimización multi-objetivo de un circuito magnético para ensayos no destructivos por la técnica de fuga de flujo magnético, MFL,” Pregrado, Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga, 2014.B. Osorio, L. Mesa, and Z. Maudelit, “Construcción de una herramienta para ensayos no destructivos por medio de la técnica de fuga de flujo magnético analizando el efecto de la velocidad de traslación en su diseño,” Pregrado, Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga, 2021.G. Morales, “Así se tejió la red para el transporte de petróleo en el país. Portafolio,” Portafolio.“Producción de petróleo en Colombia aumentó 5,24% en diciembre,” Revista Portafolio [virtual].Dr. D. Francisco José García-Peñalvo, “Metodología de revisión sistemática de literatura. Universidad de Salamanca,” Revista GRIAL, España, 2019.A. D. Eslamlou, A. Ghaderiaram, M. Fotouhi, and E. Schlangen, A Review on Non-destructive Evaluation of Civil Structures Using Magnetic Sensors, vol. 270 LNCE. 2023. doi: 10.1007/978- 3-031-07322-9_65.B. Feng, J. Wu, H. Tu, J. Tang, and Y. Kang, “A Review of Magnetic Flux Leakage Nondestructive Testing,” Materials, vol. 15, no. 20, 2022, doi: 10.3390/ma15207362.Z. Du et al., “3-D FEM simulation of velocity effects on magnetic flux leakage testing signals,” IEEE Trans Magn, vol. 44, no. 6, pp. 1642–1645, 2008, doi: 10.1109/TMAG.2007.915955.F. Yuan, Y. Yu, B. Liu, and L. Li, “Investigation on optimal detection position of DC electromagnetic NDT in crack characterization for high-speed rail track,” in I2MTC 2019 - 2019 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Proceedings, 2019. doi: 10.1109/I2MTC.2019.8827153P. Wang, Y. Gao, G. Tian, and H. Wang, “Velocity effect analysis of dynamic magnetization in high speed magnetic flux leakage inspection,” NDT and E International, vol. 64, pp. 7–12, 2014, doi: 10.1016/j.ndteint.2014.02.001.M. Shi, M. Ni, L. Qin, Y. Liang, and Z. Huang, “Quantification method of tubing defects based on machine learning algorithm and magnetic flux leakage signals,” Review of Scientific Instruments, vol. 94, no. 1, 2023, doi: 10.1063/5.0122436J. Parra, “Modelado por elementos finitos del circuito magnético de una herramienta para inspección de tuberías por método MFL,” Pregrado, Universidad Autónoma de Bucaramanga, Bucaramanga, 2013T. Azizzadeh and M. S. Safizadeh, “Investigation of the lift-off effect on the corrosion detection sensitivity of three-axis MFL technique,” Journal of Magnetics, vol. 23, no. 2, pp. 152–159, 2018, doi: 10.4283/JMAG.2018.23.2.152.W. Sharatchandra Singh, R. Stegemann, and M. Kreutzbruck, “Three-dimensional finite element analysis of the stress-induced geometry effect on self-magnetic leakage fields during tensile deformation,” Insight: Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, vol. 58, no. 10, pp. 544–550, 2016, doi: 10.1784/insi.2016.58.10.544.F. Yuan, Y. Yu, B. Liu, and G. Tian, “Investigation on Velocity Effect in Pulsed Eddy Current Technique for Detection Cracks in Ferromagnetic Material,” IEEE Trans Magn, vol. 56, no. 9, 2020, doi: 10.1109/TMAG.2020.3012341.L. Peng, S. Huang, S. Wang, and W. Zhao, “A Simplified Lift-Off Correction for Three Components of the Magnetic Flux Leakage Signal for Defect Detection,” IEEE Trans Instrum Meas, vol. 70, 2021, doi: 10.1109/TIM.2021.3058407L. Peng, S. Huang, S. Wang, and W. Zhao, “A lift-off revision method for magnetic flux leakage measurement signal,” in I2MTC 2018 - 2018 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference: Discovering New Horizons in Instrumentation and Measurement, Proceedings, 2018, pp. 1–5. doi: 10.1109/I2MTC.2018.8409535R. Narang, K. Chandrasekaran, and A. Gupta, “Experimental Investigation and Simulation of Magnetic Flux Leakage from Metal Loss Defects,” Journal of Failure Analysis and Prevention, vol. 17, no. 3, pp. 595–601, 2017, doi: 10.1007/s11668-017-0286-3.G. Piao, J. Guo, T. Hu, and Y. Deng, “High-speed inspection method fusing pulsed eddy current and magnetic flux leakage,” in I2MTC 2019 - 2019 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference, Proceedings, 2019. doi: 10.1109/I2MTC.2019.8827114.B. Liu, L.-Y. He, H. Zhang, Y. Cao, and H. Fernandes, “The axial crack testing model for long distance oil-gas pipeline based on magnetic flux leakage internal inspection method,” Measurement (Lond), vol. 103, pp. 275–282, 2017, doi: 10.1016/j.measurement.2017.02.051C. K. Okolo and T. Meydan, “Axial magnetic field sensing for pulsed magnetic flux leakage hairline crack detection and quantification,” in Proceedings of IEEE Sensors, 2017, pp. 1–3. doi: 10.1109/ICSENS.2017.8233983.L. Wang, H. Zhang, J. Sun, and J. Zhang, “A Feature Extraction Method of Pipeline Magnetic Flux Leakage Signal based on Expert Experience,” in Proceedings - 2022 37th Youth Academic Annual Conference of Chinese Association of Automation, YAC 2022, 2022, pp. 230–235. doi: 10.1109/YAC57282.2022.10023690A. Romero Ramírez, J. S. D. Mason, and N. Pearson, “Experimental study to differentiate between top and bottom defects for MFL tank floor inspections,” NDT and E International, vol. 42, no. 1, pp. 16–21, 2009, doi: 10.1016/j.ndteint.2008.08.005Y. Long, S. Huang, L. Peng, W. Wang, S. Wang, and W. Zhao, “Internal and External Defects Discrimination of Pipelines Using Composite Magnetic Flux Leakage Detection,” in Conference Record - IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2021. doi: 10.1109/I2MTC50364.2021.9460069.L. Zhang et al., “Effect of Scanning Acceleration on the Leakage Signal in Magnetic Flux Leakage Type of Non-destructive Testing,” J Nondestr Eval, vol. 42, no. 1, 2023, doi: 10.1007/s10921-023-00925-1M. R. Kandroodi, B. N. Araabi, M. M. Bassiri, and M. N. Ahmadabadi, “Estimation of Depth and Length of Defects from Magnetic Flux Leakage Measurements: Verification with Simulations, Experiments, and Pigging Data,” IEEE Trans Magn, vol. 53, no. 3, 2017, doi: 10.1109/TMAG.2016.2631525M. Layouni, M. S. Hamdi, and S. Tahar, “Detection and sizing of metal-loss defects in oil and gas pipelines using pattern-adapted wavelets and machine learning,” Applied Soft Computing Journal, vol. 52, pp. 247–261, 2017, doi: 10.1016/j.asoc.2016.10.040L. Yang, P. Huang, S. Gao, Z. Du, and S. Bai, “Research on the magnetic flux leakage field distribution characteristics of defect in low-frequency electromagnetic detection technique,” IEICE Electronics Express, vol. 18, no. 1, pp. 1–6, 2021, doi: 10.1587/ELEX.17.20200362.N. C. A. da Costa and F. Antonio Doria, Electromagnetism, vol. 441. 2022. doi: 10.1007/978- 3-030-83837-9_10I. C. , D. G. , B. C. Perez, “Interpretation strategies for MFL-based defect reconstruction in corroded pipelines using a 3D numerical model,” in International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure, S. 2021-J. pp. 361-368. Transferring Research into Practice, Ed., Jun. 2021Böllinghaus Steel, “El uso del acero inoxidable en la industria del petróleo y el gas,” Automática e Instrumentación n°537, p. 53, Apr. 2022.The Welding Institute, “Handbook on the magnetic examination of welds. Technical report,” in The International Institute of Welding, Abington Hall, 1988O. IMS. Welding And Cutting United States, “Ultrasonic Testing,” EWP. Accessed: Nov. 21, 2023. [Online]. Available: https://www.wermac.org/others/ndt_ut.htmlD. Jimenez and D. Bejarano, “Inspección de uniones soldadas mediante ensayo no destructivo de ultrasonido con el equipo VEO 16-64 SONATEST,” Grado, Universidad tecnológica de Pereira, Pereira, 2017D. Ulbrich et al., “Inspection of Spot Welded Joints with the Use of the Ultrasonic Surface Wave,” Materials, vol. 16, no. 21, 2023, doi: 10.3390/ma16217029.K. Maxfield, “Combination MFL/deformation inspections of small-diameter unpiggable pipelines,” in PPIM 2020 - 32nd Pipeline Pigging and Integrity Management Proceedings, 2020H. M. G. Ramos, T. Rocha, D. Pasadas, and A. L. Ribeiro, “Velocity induced eddy currents technique to inspect cracks in moving conducting media,” in Conference Record - IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, 2013, pp. 931–934. doi: 10.1109/I2MTC.2013.6555552NAYLAMP MECHATRONICS, “COMUNICACIÓN RS485 CON ARDUINO,” Review Naylamp. Accessed: Nov. 11, 2023. [Online]. Available: https://naylampmechatronics.com/blog/37_comunicacion-rs485-con-arduino.htmlALLEGRO MICROSYSTEMS, Linear Hall-Effect Sensor ICs with Analog Output A1388 and A1389. Manchester, NH 03103-3353 U.S.A.: Allegro MicroSystems, 2021https://apolo.unab.edu.co/en/persons/sebasti%C3%A1n-roa-pradaLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8829https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/6/license.txt3755c0cfdb77e29f2b9125d7a45dd316MD56open accessTHUMBNAIL2024_Tesis_Sergio_Andres.pdf.jpg2024_Tesis_Sergio_Andres.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4229https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/8/2024_Tesis_Sergio_Andres.pdf.jpg4d50574cd19ce74be3568420c869bba1MD58open access2024_Licencia.pdf.jpg2024_Licencia.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10295https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/9/2024_Licencia.pdf.jpga524c0e4e148a9ea383fa98e3579268cMD59metadata only accessORIGINAL2024_Tesis_Sergio_Andres.pdf2024_Tesis_Sergio_Andres.pdf2024_Tesis_Sergio_Mottaapplication/pdf7161288https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/2/2024_Tesis_Sergio_Andres.pdf7d4f371407554ca3cb45ca34023e2a4fMD52open access2024_Licencia.pdf2024_Licencia.pdfLicenciaapplication/pdf331058https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/24304/7/2024_Licencia.pdf5df5a7b785a53b8c58618a92ac716e2bMD57metadata only access20.500.12749/24304oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/243042024-04-19 22:01:09.787open accessRepositorio Institucional | Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.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 |