A grande parte da produção de gás natural é transportada por meio de gasodutos, que necessitam de inspeções periódicas para avaliar a integridade estrutural dos dutos, devido a possíveis defeitos causados por degradação, que podem se romper provocando vazamento do fluido ocasionando desastres de grandes proporções. Com base nisto, este trabalho apresenta uma metodologia para detecção de trincas e corrosões em gasodutos. A aproximação é baseada nos estudos da transmissão e espalhamento de raios gama visando investigar possíveis falhas nos dutos. Para isso, foram especificados o diâmetro, a espessura e a composição o material do duto e do gás natural, assim como, a pressão interna de operação do gasoduto. Estudos preliminares para determinação das energias das fontes a serem utilizadas nas simulações foram realizadas, e a influência do duto e do gás natural nos feixes transmitidos e espalhados foram analisados. O sistema de detecção e dimensionamento da falha consistiu em duas geometrias, sendo a primeira para análise dos feixes transmitidos, utilizando uma fonte de raio de gama (137Cs e 133Ba) analisada separadamente, com um feixe estreito de 18º compreendendo a fonte e detector de NaI(Tl) 2x2”, a segunda geometria para o estudo feixes espalhados utilizando um detector de NaI(Tl) 2x2” a 135º da fonte, mantendo o feixe estreito de 18º. Os dois modelos consistem em analisar as falhas realizando uma varredura ao redor do duto, para isso foi desenvolvida uma geometria para localização das falhas, utilizando técnicas de espalhamento com dois detectores a 90º da fonte de 137Cs. Foram determinadas dimensões das corrosões e trincas, o possibilitou comparar os modelos criados e as fontes. O resultado obtido foi na detecção 15 mm de extensão de uma trinca de 2 mm de altura e 0,5 mm de abertura, utilizando a fonte de 133Ba com energia de 80,998 keV no sistema de transmissão. As simulações foram realizadas utilizando o código MCNPX desenvolvendo uma geometria de contagem adequada para detecção das trincas e corrosões, por meio da atenuação dos feixes transmitidos e espalhados.
Most of the natural gas production is transported through gas pipelines, which require periodic inspections to assess the structural integrity of the pipelines, due to possible defects caused by degradation, which can rupture causing fluid leakage causing major disasters. Based on this, this work presents a methodology for crack detection and pipeline corrosion. The approach is based on the study of the transmission and scattering of gamma rays to investigate possible pipelines failures. For this, the diameter, thickness and composition of the pipeline and natural gas material were specified, as well as the internal operating pressure of the pipeline. Preliminary studies to determine of the sources energies to be used in the simulations were performed, and the influence of the pipeline and natural gas in the transmitted and scattered beams were analyzed. The failure detection and measuring system consisted of two geometries, the first for analysis of transmitted beams using a separately analyzed gamma ray source (137Cs and 133Ba) with an 18° narrow beam comprising the source and detector of NaI (Tl) 2x2”, the second geometry for the study of scattered beams using a 2x2” NaI (Tl) detector at 135° from the source while maintaining the narrow beam of 18°. The two models consist of analyzing the failure by scanning around the pipeline. For this, a geometry was developed to locate the failures using two-detector scattering techniques at 90º from the 137C source. Corrosion and cracks dimensions were determined, making it possible to compare the created models and the sources. The result was detection of a 15 mm extension of a 2 mm high crack using the source 133Ba with 80.998 keV power in the transmission system. The simulations were performed using the MCNPX code developing a suitable counting geometry for crack and corrosion detection by attenuation of transmitted and scattered beams.
