BR112016026957A2 - método de medição de defeitos em materiais ferromagnéticos - Google Patents

Abstract

SISTEMA E MÉTODO DE MEDIÇÃO DE DEFEITOS EM MATERIAIS FERROMAGNÉTICOS. A presente invenção refere-se a defeitos em materiais ferromagnéticos que são detectados e caracterizados pela análise dos campos magnéticos de itens para se descobrirem porções dos campos magnéticos que diferem nas formas características de campos magnéticos residuais gerados por porções não defeituosas dos itens. As porções dos campos magnéticos que diferem nas formas características correspondem a localizações dos defeitos. Os campos magnéticos residuais correspondem a porções dos itens distantes dos defeitos. A caracterização de defeito pode incluir um volume de material perdido devido a cada defeito e/ou largura e/ou profundidade de cada defeito.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTE- MA E MÉTODO DE MEDIÇÃO DE DEFEITOS EM MATERIAIS FER- ROMAGNÉTICOS".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisória U.S. Nº 61/994.961, depositado em 18 de maio de 2014, intitulado "System and Method of Measuring Defects in Ferromagnetic Materials", cujo conteúdo inteiro é desse modo incorporado como refe- rência aqui, para todas as finalidades.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente invenção refere-se a uma detecção de defeito em materiais ferromagnéticos e, mais particularmente, a uma detecção de defeito em materiais ferromagnéticos usando-se um magnetômetro.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[003] Os materiais ferromagnéticos, tais como ferro, níquel, aço e outros materiais, são usados para a feitura de muitos itens, tais como tubos, perfis e cascos de embarcação oceânica. Conforme é usado aqui, um "material ferromagnético" inclui um material ferromagnético e ferrimagnético. Em muitos casos, estes materiais estão sujeitos à cor- rosão e/ou erosão. Conforme é usado aqui, uma corrosão significa uma perda de material como resultado de uma reação química, mais comumente oxidação. Conforme é usado aqui, uma erosão significa uma perda de material como resultado de um processo mecânico, tal como abrasão. Por exemplo, a areia produzida em um poço de óleo ou gás pode causar abrasão no interior de uma tubulação portando óleo ou gás a partir do poço. Uma perda de material devido à corrosão e/ou erosão é coletivamente referida aqui como um "defeito". Conforme é usado aqui, o termo defeito também inclui uma fissura ou um vazio ou uma inclusão de matéria estranha, tal como poderia ocorrer durante a fabricação ou mais tarde. Se deixada ocorrer além de um ponto crítico,

uma corrosão ou erosão pode comprometer a integridade estrutural de um item, possivelmente resultando em uma falha catastrófica, tal como um derramamento de óleo, um colapso de edificação ou um afunda- mento de navio.

[004] Vários aparelhos e métodos têm sido usados na técnica anterior em tentativas para a detecção de defeitos em materiais ferro- magnéticos e itens feitos de materiais ferromagnéticos. Alguns destes aparelhos e métodos requerem a remoção de isolamento e a decapa- gem de tratamentos superficiais de inibição de corrosão para se obter um acesso direto a uma superfície do material ferromagnético. Em al- guns casos, a superfície deve ser polida para a criação de uma inter- face pristina para um sensor ou uma propagação de onda a partir do sensor. Estas etapas são dispendiosas, consomem tempo e, frequen- temente, comprometem o isolamento térmico e/ou os tratamentos su- perficiais.

[005] Todos os aparelhos e métodos da técnica anterior para a detecção de defeitos em materiais ferromagnéticos conhecidos pelos inventores envolvem a introdução de energia no material. Por exem- plo, os sensores acústicos enviam uma onda de som para o material e medem o sinal que retorna. Os sensores de onda guiada e topográfi- cos de modo similar enviam ondas eletromagnéticas para o material e detectam reflexões ou tempos de transporte da onda. Em uma visão diferente de impressão de energia para o item sendo medido, a Rohr- back Cosasco Systems, Inc. produz uma linha de sondas de detecção de erosão por areia sob o nome comercial "Quicksand". Estas sondas não medem diretamente a erosão de tubos, etc. Ao invés disso, estas sondas são de sacrifício, pelo fato de detectarem a erosão de porções das sondas em si. Os sistemas baseados nessas sondas assumem que tubos e outros itens erodam aproximadamente à mesma taxa que as porções de sacrifício das sondas. Mais ainda, as sondas se basei-

am no fluxo de fluido através do tubo, portanto, requerendo que ener- gia seja introduzida no tubo na forma de um fluxo de fluido. Estes sis- temas podem detectar erosão apenas dentro de um tubo. Estes siste- mas não podem detectar defeitos em outros lugares, tal como dentro do da parede de tubo ou em uma superfície externa de um tubo, nem podem inferir a condição de um tubo devido à erosão, antes de o sen- sor estar no lugar.

[006] Alguns aparelhos e métodos da técnica anterior envolvem magnetometria em tentativas de detectar defeitos em materiais ferro- magnéticos. Por exemplo, as Patentes U.S. Nº 8.542.127 e 8.447.532, ambas de Valerian Goroshevskiy, et al., expõem o uso de um efeito de Villari magneto-restritivo inverso. Este efeito de Villari magneto- restritivo inverso envolve mudanças na susceptibilidade magnética do material sob uma tensão mecânica aplicada. Se um tubo sofrer um de- feito, a susceptibilidade magnética do tubo, quando o material do tubo for mecanicamente tensionado, por exemplo, quando o tubo for pres- surizado, será diferente de quando o tubo não for mecanicamente ten- sionado. As patentes de Goroshevskiy se baseiam na detecção desta mudança na susceptibilidade magnética, conforme uma pressão no tubo mudar. Assim, energia deve ser introduzida no tubo na forma de pressurização do inferior do tubo. Alguns itens, tais como tubos, per- manecem não usados, e, portanto, não pressurizados, por períodos de tempo durante os quais os defeitos podem se desenvolver. Outras es- truturas, tais como cascos de navio ou elementos estruturais, não se prestam a um ciclo de pressurização conhecido. Contudo, sem uma pressurização, os aparelhos e métodos de Goroshevskiy não podem detectar estes defeitos. Mais ainda, Goroshevskiy pode determinar uma localização de defeito apenas ao longo do comprimento de um tubo; Goroshevskiy não pode determinar a localização do defeito cir- cunferencialmente em torno do tubo.

SUMÁRIO DE MODALIDADES

[007] Uma modalidade da presente invenção provê um sistema para a detecção de defeitos em um material ferromagnético. O sistema inclui uma pluralidade de magnetômetros. A pluralidade de magnetô- metros é disposta em torno de uma superfície do material ferromagné- tico. A pluralidade de magnetômetros detecta um campo magnético gerado pelo material ferromagnético. A pluralidade de magnetômetros gera dados de campo magnético, com base no campo magnético de- tectado. Cada magnetômetro da pluralidade de magnetômetros é fixa- do em posição em relação ao material ferromagnético. O sistema tam- bém inclui um mapeador de campo magnético. O mapeador de campo magnético gera pontos de dados de um mapa bidimensional a partir dos dados de campo magnético. Cada ponto de dados corresponde a uma respectiva localização na superfície do material ferromagnético. Cada ponto de dados representa uma intensidade do campo magnéti- co detectado próximo da localização. "Próximo" neste contexto signifi- ca perto o bastante de modo que uma localização de um defeito possa ser determinada em ambas as direções x e y, isto é, longitudinalmente ao longo do material ferromagnético e lateralmente através do materi- al. Em algumas modalidades, próximo significa em 5 a 10 polegadas (12,7 a 25,4 cm). O sistema também inclui um combinador de padrão. O combinador de padrão identifica, no mapa, uma pluralidade de pon- tos de dados que se conformam a um padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético. O combinador de padrão extrai uma localização próxima da superfície do material ferromagnético que cor- responde à pluralidade de pontos de dados. A localização extraída é uma localização de um defeito.

[008] O sistema também pode incluir um estimador de tamanho de defeito. O estimador de tamanho de defeito estima um volume de material faltando a partir do material ferromagnético na localização próxima da superfície do material ferromagnético. A estimativa de vo- lume faltando é com base na amplitude de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

[009] O estimador de tamanho de defeito pode estimar uma área do material faltando, com base no comprimento de duas direções es- paciais de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

[0010] O estimador de tamanho de defeito pode estimar uma pro- fundidade do material faltando, com base no volume estimado de ma- terial faltando e no comprimento em duas direções espaciais de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

[0011] O sistema também pode incluir um calculador de intensida- de de campo magnético residual. O calculador de intensidade de cam- po magnético residual determina a amplitude do campo magnético ge- rado pelo material ferromagnético em uma localização distante da lo- calização próxima da superfície do material ferromagnético. A amplitu- de do campo magnético é baseada em pelo menos um dos pontos de dados do mapa. O sistema também pode incluir um estimador de ta- manho de defeito. O estimador de tamanho de defeito estima um vo- lume de material faltando do material ferromagnético na localização próxima da superfície do material ferromagnético. A estimativa de vo- lume é feita de acordo com a amplitude de dados na pluralidade de pontos de dados e a amplitude do campo magnético gerado pelo ma- terial ferromagnético na localização distante da localização próxima da superfície do material ferromagnético.

[0012] O estimador de tamanho de defeito pode estimar uma área do material faltando, com base no comprimento em duas direções es- paciais de um traço representado pelos dados na pluralidade de pon- tos de dados.

[0013] O estimador de tamanho de defeito pode estimar uma pro-

fundidade do material faltando, com base no volume estimado de ma- terial faltando e no comprimento em duas direções espaciais de um traço representado pelos dados na pluralidade de pontos de dados.

[0014] Cada magnetômetro da pluralidade de magnetômetros po- de incluir três magnetômetros orientados ortogonalmente. Cada ponto de dados do mapa pode representar a intensidade do campo magnéti- co detectado mecanismo cada uma das três direções ortogonais. O combinador de padrão pode identificar, para cada uma das três dire- ções ortogonais, uma pluralidade de pontos de dados que se confor- mam a um padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético e uma localização próxima da superfície do material ferro- magnético que corresponde à pluralidade de pontos de dados. O com- binador de padrão desse modo pode identificar três localizações pró- ximas da superfície do material ferromagnético. O sistema também pode incluir um combinador. O combinador pode calcular uma locali- zação refinada próxima da superfície do material ferromagnético a par- tir das três localizações identificadas e extrai a localização refinada.

[0015] O combinador de padrão pode calcular uma pluralidade de valores de derivada espacial a partir dos pontos de dados do mapa. O combinador de padrão pode identificar a pluralidade de pontos de da- dos que se conformam ao padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético a partir da pluralidade de valores de derivada es- pacial.

[0016] A pluralidade de pontos de dados que se conformam ao padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético pode corresponder a uma perda de uma porção do material ferromagnético devido à corrosão ou erosão.

[0017] A pluralidade de pontos de dados que se conformam ao padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético cor- responde a uma fissura no material ferromagnético.

[0018] Uma outra modalidade da presente invenção provê um mé- todo para detecção de defeitos em um material ferromagnético. O mé- todo inclui a detecção de um campo magnético gerado pelo material ferromagnético. Os pontos de dados de um mapa bidimensional são gerados pelo material ferromagnético. Os pontos de dados de um ma- pa bidimensional são gerados a partir do campo magnético detectado. Cada ponto de dados corresponde a uma respectiva localização na superfície do material ferromagnético. Cada ponto de dados represen- ta a intensidade do campo magnético detectado próximo da localiza- ção. No mapa bidimensional, uma pluralidade de pontos de dados é identificada. A pluralidade de pontos de dados se conforma a um pa- drão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético. Uma localização próxima da superfície do material ferromagnético é extraí- da. A localização corresponde à pluralidade de pontos de dados. A lo- calização corresponde a um defeito.

[0019] A detecção do campo magnético pode incluir a disposição de uma pluralidade de magnetômetros em torno de uma superfície do material ferromagnético. Cada magnetômetro da pluralidade de mag- netômetros é fixado em posição em relação ao material ferromagnéti- co.

[0020] A detecção do campo magnético pode incluir a varredura fisicamente do material ferromagnético com pelo menos um magnetô- metro pelo movimento de pelo menos um magnetômetro em relação ao material ferromagnético.

[0021] O movimento de pelo menos um material ferromagnético em relação ao material ferromagnético pode incluir a disposição de um arranjo unidimensional de pelo menos dois magnetômetros ao longo de um formato orientado substancialmente perpendicular a um eixo geométrico do material ferromagnético. O arranjo unidimensional de pelo menos dois magnetômetros pode ser movido ao longo do eixo geométrico do material ferromagnético.

[0022] Opcionalmente, um volume de material faltando do material ferromagnético na localização próxima da superfície do material ferro- magnético pode ser estimado. A estimativa pode ser com base na am- plitude de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

[0023] Opcionalmente, a amplitude do campo magnético gerado pelo material ferromagnético em uma localização distante da localiza- ção próxima da superfície do material ferromagnético pode ser deter- minada, com base em pelo menos um dos pontos de dados do mapa. Um volume de material faltando do material ferromagnético na locali- zação próxima da superfície do material ferromagnético pode ser esti- mado, de acordo com a amplitude de dados na pluralidade de pontos de dados e a amplitude do campo magnético gerado pelo material fer- romagnético em uma localização distante da localização próxima da superfície do material ferromagnético.

[0024] Opcionalmente, uma área do material faltando pode ser es- timada. A estimativa pode ser com base no comprimento em duas di- reções espaciais de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

[0025] Uma profundidade de circunferência do material faltando pode ser estimada. A estimativa pode ser com base no volume esti- mado de material faltando e comprimento em duas direções espaciais de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de da- dos.

[0026] A detecção do campo magnético pode incluir a detecção do campo magnético com uma pluralidade de magnetômetros. Cada magnetômetro da pluralidade de magnetômetros pode incluir três magnetômetros orientados ortogonalmente. A geração dos pontos de dados pode incluir a geração dos pontos de dados de modo que cada ponto de dados do mapa represente a intensidade do campo magnéti- co detectado em cada uma de três direções ortogonais. A identificação da pluralidade de pontos de dados que se conformam ao padrão es- pacial pré-definido pode incluir, para cada uma das três direções orto- gonais, a identificação de uma pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espacial pré-definido de intensidade de cam- po magnético e uma localização próxima da superfície do material fer- romagnético que corresponde à pluralidade de pontos de dados, desse modo se identificando três localizações próximas da superfície do ma- terial ferromagnético. Além disso, uma localização refinada próxima da superfície do material ferromagnético pode ser calculada a partir das três localizações identificadas. A extração da localização pode incluir a localização refinada.

[0027] Uma pluralidade de valores de derivada espacial pode ser calculada a partir dos pontos de dados do mapa. A identificação da pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espa- cial pré-definido pode incluir a identificação de uma pluralidade de pon- tos de dados que se conformam ao padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético a partir da pluralidade de valores de derivada espacial.

[0028] A identificação da pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espacial pré-definido pode incluir a identifica- ção de uma pluralidade de pontos de dados que corresponde a uma perda de uma porção do material ferromagnético devido à corrosão ou erosão.

[0029] A identificação da pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espacial pré-definido pode incluir a identifica- ção de uma pluralidade de pontos de dados que corresponde a uma fissura no material ferromagnético.

[0030] Ainda uma outra modalidade da presente invenção provê um produto de programa de computador para a detecção de defeitos em um material ferromagnético. O produto de programa de computa- dor inclui um meio que pode ser lido em computador não transitório. Um código de programa que pode ser lido em computador é armaze- nado no meio. O código de programa que pode ser lido em computa- dor inclui um módulo de detecção, um módulo de gerador de ponto de dados, um módulo de identificador de defeito e um módulo de extração de localização de defeito.

[0031] O módulo de detecção recebe dados de campo magnético a partir de uma pluralidade de magnetômetros dispostos em torno de uma superfície do material ferromagnético. A pluralidade de magnetô- metros detecta um campo magnético gerado pelo material ferromagné- tico. A pluralidade de magnetômetros também gera os dados de cam- po magnético. Os dados de campo magnético são com base no campo magnético detectado. Cada magnetômetro da pluralidade de magne- tômetros é fixado em posição em relação ao material ferromagnético.

[0032] O módulo de gerador de ponto de dados gera pontos de dados de um mapa bidimensional a partir do campo magnético detec- tado. Cada ponto de dados corresponde a uma respectiva localização na superfície do material ferromagnético. Cada ponto de dados repre- senta uma intensidade do campo magnético detectado próximo da lo- calização.

[0033] O módulo de identificador de defeito identifica, no mapa bi- dimensional, uma pluralidade de ponto de dados que se conformam a um padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético. O módulo de extração de localização de defeito extrai uma localização próxima da superfície do material ferromagnético que corresponde à pluralidade de pontos de dados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0034] A invenção será mais plenamente entendida com referência à Descrição Detalhada de Modalidades Específicas em conjunto com os Desenhos, dos quais:

[0035] a figura 1 é uma vista em perspectiva de um tubo hipotético e uma vista em seção transversal de uma porção do tubo, conforme conhecido na técnica anterior.

[0036] A figura 2 é uma vista em perspectiva de um tubo curvado hipotético, conforme conhecido na técnica anterior.

[0037] A figura 3 ilustra esquematicamente um campo magnético produzido por um dipolo magnético hipotético, conforme conhecido na técnica anterior.

[0038] A figura 4 contém gráficos de intensidades de exemplo hi- potéticas Bx, By e Bz detectadas por um magnetômetro ao longo dos três eixos ao longo de uma linha na figura 3.

[0039] A figura 5 ilustra esquematicamente uma placa hipotética de material ferromagnético, conforme conhecido na técnica anterior.

[0040] A figura 6 ilustra esquematicamente a placa da figura 5 co- mo muitos pequenos dipolos magnéticos alinhados, conforme interpre- tado de acordo com as modalidades da presente invenção.

[0041] A figura 7 ilustra esquematicamente a placa da figura 5 com um defeito em sua superfície.

[0042] A figura 8 ilustra esquematicamente um tubo hipotético, mostrando um artefato de espessura helicoidal a partir de sua fabrica- ção, conforme conhecido na técnica anterior.

[0043] A figura 9 ilustra esquematicamente o tubo da figura 8 após ser conceitualmente cortado e desenrolado, conforme conhecido na técnica anterior.

[0044] A figura 10 contém um gráfico de uma componente de um campo magnético em torno de um tubo real tendo um defeito em sua superfície externa, de acordo com uma modalidade da presente inven- ção.

[0045] A figura 11 é uma vista lateral de uma unidade de sensor magnetométrico, de acordo com uma modalidade da presente inven- ção.

[0046] A figura 12 ilustra esquematicamente um conjunto de uni- dades de sensor magnetométrico afixadas a um tubo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0047] A figura 13 ilustra esquematicamente um conjunto de uni- dades de sensor magnetométrico afixadas a um tubo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0048] A figura 14 é uma vista esquemática em perspectiva de um arranjo de sensores magnetométricos dispostos circunferencialmente em torno de um tubo, de acordo com uma modalidade da presente in- venção.

[0049] A figura 15 é uma vista esquemática em perspectiva de um par de placas de circuito, portando magnetômetros, tal como em cada elemento do arranjo de sensores magnetométricos da figura 14, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0050] A figura 16 é uma vista esquemática em perspectiva de anéis de sensores magnetométricos dispostos em torno de um tubo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0051] As figuras 17 e 18 incluem gráficos de dados magnetomé- tricos ao longo de duas respectivas dimensões de um tubo real, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0052] As figuras 19 e 20 contêm gráficos de derivadas calculadas a partir dos gráficos das figuras 17 e 18, respectivamente, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0053] A figura 21 é um gráfico de intensidade de campo magnéti- co para três defeitos simulados, todos do mesmo diâmetro, mas de profundidades diferentes, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0054] A figura 22 é um gráfico de intensidade de campo magnéti- co para três defeitos simulados, todos tendo a mesma profundidade, mas de diâmetros diferentes, de acordo com uma modalidade da pre- sente invenção.

[0055] A figura 23 é um gráfico de intensidade de campo magnéti- co ao longo de um eixo x próximo de um defeito em um tubo, de acor- do com uma modalidade da presente invenção.

[0056] A figura 24 é um gráfico de intensidade de campo magnéti- co ao longo de um eixo z próximo de um defeito em um tubo, de acor- do com uma modalidade da presente invenção.

[0057] A figura 25 é um gráfico da intensidade de campo magnéti- co da figura 23, após uma normalização, de acordo com uma modali- dade da presente invenção.

[0058] A figura 26 é uma ilustração esquemática em perspectiva de um tubo e uma distância (standoff) entre um detector e um defeito no tubo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0059] A figura 27 é um gráfico que ilustra diferenças na intensida- de de sinal a partir de um defeito no interior de um tubo e uma intensi- dade de sinal a partir de um defeito em um exterior do tubo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0060] A figura 28 é um gráfico de superfície de um resultado de uma subtração, mostrando um eixo do campo magnético, de acordo com uma análise temporal, de acordo com uma modalidade da pre- sente invenção.

[0061] As figuras 29 e 30 são vistas esquemáticas em perspectiva de aparelhos para a implementação de varreduras físicas de itens, de acordo com respectivas modalidades da presente invenção.

[0062] A figura 31 é um diagrama de blocos esquemático de um sensor magnetométrico remoto em uma comunicação sem fio com uma estação base, de acordo com uma modalidade da presente in-

venção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES ESPECÍFICAS

[0063] As modalidades da presente invenção permitem a detecção de defeitos em itens contendo materiais ferromagnéticos sem requere- rem que energia seja introduzida nos materiais e sem necessariamen- te se removerem isolamento térmico, tratamentos superficiais e simila- res dos materiais ou itens. Os materiais ferromagnéticos nos itens ge- ram campos magnéticos. As modalidades da presente invenção detec- tam e caracterizam defeitos nos itens pela análise dos campos magné- ticos dos itens para se encontrarem porções dos campos magnéticos que diferem nas formas características a partir de campos magnéticos residuais gerados por porções não defeituosas dos itens. As porções dos campos magnéticos que diferem nas formas características cor- respondem a localizações dos defeitos. Os campos magnéticos resi- duais correspondem a porções dos itens distantes dos defeitos. A ca- racterização de defeito pode incluir um volume de material perdido de- vido a cada defeito e/ou largura e/ou profundidade de cada defeito. Um desafio para qualquer abordagem magnetométrica é que o campo magnético residual intrínseco do item é tipicamente não homogêneo, refletivo de material e variações de fabricação através do item. Um de- safio chave destes métodos é separar a "assinatura" magnética do de- feito do "ruído" intrínseco no campo residual de item. Visão Geral

[0064] Em algumas modalidades, um arranjo bidimensional de sensores magnetométricos é disposto paralelo a uma superfície exter- na de um item a ser analisado. O arranjo de sensores magnetométri- cos coleta dados permitindo a criação de um mapa bidimensional de dados magnetométricos (mapa de campo magnético). Neste contexto, um "tapete" de sensores magnetométricos envoltos em torno de um tubo de seção transversal circular ou outro item não plano é conside-

rado como sendo bidimensional.

[0065] Em algumas modalidades, um item é fisicamente escanea- do ao longo de uma dimensão por um arranjo unidimensional de sen- sores magnetométricos, desse modo se cirando um mapa bidimensio- nal de dados magnetométricos. Em algumas modalidades, um item é explorado, rodado em espiral ou de outra forma escaneado ao longo de mais de uma dimensão por um único sensor magnetométrico ou um pequeno grupo de sensores magnetométricos para a criação de um mapa bidimensional de dados magnetométricos.

[0066] O material ferromagnético no item gera um campo magnéti- co. Os campos magnéticos são quantidades vetoriais caracterizadas por intensidade e direção. O mapa de dados magnetométricos (mapa de campo magnético) representa a intensidade do campo magnético em cada um de muitos pontos acima da superfície do item. Um mapa de campo magnético pode identificar uma, duas ou três componentes do vetor de intensidade de campo magnético tridimensional.

[0067] Em algumas modalidades, os dados magnetométricos são essencialmente pesquisados quanto a qualquer um de vários padrões pré-definidos (formatos). Uma região na qual a intensidade do campo magnético ou qualquer uma das componentes do campo magnético tridimensional varia espacialmente de acordo com um dos padrões pré-definidos corresponde a uma localização de um defeito. De acordo com um destes padrões pré-definidos, ao longo de uma linha reta, o campo magnético começa no nível residual e, então, aumenta de in- tensidade até um pico, em relação ao nível residual, então, diminui de intensidade para um vale abaixo do nível residual, e, então, retorna para o nível residual, de forma um pouco similar ao formato de um ci- clo de uma onda seno.

[0068] De acordo com um outro destes padrões pré-definidos, ao longo da linha reta, o campo magnético começa no nível residual e,

então, aumenta de intensidade para um pico, em relação ao nível resi- dual, então, diminui de intensidade para um vale abaixo do nível resi- dual, e, então, aumenta de intensidade para um segundo pico, em re- lação ao nível residual e, então, retorna para o nível residual, de uma forma um pouco similar ao formato de um ciclo e meio de uma onda cosseno.

[0069] Conforme citado, o campo magnético residual corresponde a porções de um item distante de qualquer defeito. Contudo, o campo residual tem muitos traços, devido ao item não ser perfeitamente ho- mogêneo, o que pode mascarar a presença de uma assinatura de de- feito. Ao buscar medidas de campo magnético quanto a assinaturas de defeito, podemos identificar a localização dos defeitos, se comparado com os traços não de defeito no nível residual. Nos referimos a este tipo de análise, em que campos magnéticos do(s) defeito(s) é (são) distinguido(s) do nível residual, como o meio para detecção de defei- tos, como uma "análise espacial".

[0070] Em algumas modalidades, os dados magnetométricos para o item são capturados quando o item é novo ou em algum outro ponto de referência no tempo. Os dados magnetométricos são armazenados e, então, mais tarde, os dados magnetométricos são capturados de novo para a mesma porção do item, e os dois conjuntos de dados são comparados. Diferenças entre os dois conjuntos de dados represen- tam defeitos candidatos. Fazemos referência a este tipo de análise, na qual os conjuntos de dados capturados em tempos diferentes para a determinação de diferenças entre os conjuntos de dados como uma "análise temporal". Os defeitos candidatos então podem ser analisados quanto a assinaturas de defeito, como na análise espacial.

[0071] Em algumas modalidades, múltiplos arranjos de sensores magnetométricos são afixados a um item a ser analisado e permane- cem afixados ao item essencialmente pela vida do item ou por um ou-

tro período de tempo estendido. Cada arranjo como esse é afixado em uma localização discreta no item. Cada arranjo pode incluir um coletor de energia para a provisão de potência elétrica para operação do ar- ranjo. Os arranjos podem ser interconectados por uma rede com fio ou sem fio. A rede pode empregar um protocolo de envio de mensagem, um algoritmo de roteamento, um gerenciamento de relógio e outros aspectos que permitem que uma rede linear, que inclui centenas de nós com mais de dez saltos opere, enquanto se consome muito pouca potência, isto é, é capaz de ser acionada por coletores de energia.

[0072] Os arranjos de sensores magnetométricos enviam dados, através da rede, para uma estação base, que analisa os dados para a detecção de defeitos. A estação base pode ser acoplada a um sistema de controle distribuído, a um sistema de gerenciamento de planta ou a um outro sistema externo. O sistema externo pode consultar a estação base sobre defeitos ou comandar a estação base para iniciar uma de- tecção de defeito. Opcionalmente ou de forma alternativa, a estação base pode notificar o sistema externo de defeitos sem uma consulta a partir do sistema externo. De modo similar, a estação base pode tocar um alarme, tal como acender uma luz, soar uma buzina, enviar uma mensagem de e-mail ou iniciar uma chamada telefônica e tocar uma mensagem pré-gravada ou de voz sintetizada, se detectar um defeito.

[0073] Conforme citado, um arranjo de dados magnetométricos pode ser fixado a um item para a coleta de dados magnetométricos, ou os itens podem ser fisicamente escaneado pelo movimento dos senso- res magnetométricos em relação aos itens para a coleta dos dados magnetométricos. Em qualquer caso, os dados magnetométricos po- dem ser analisados de forma temporal ou espacial para a detecção de defeitos. Defeitos

[0074] Conforme citado, os defeitos podem ser perdas de material devido à corrosão e/ou erosão. Os exemplos e as modalidades são descritos aqui no contexto de tubos. Contudo, estas modalidades e os exemplos se aplicam a outros tipos de itens, tais como chapas planas, cascos de navio, tanques / vasos de armazenamento, perfis, colunas, etc.

[0075] A figura 1 é uma ilustração esquemática de um tubo hipoté- tico 100 e uma seção transversal (Seção A-A) do tubo 100. Quase qualquer tubo está sujeito ao desenvolvimento de defeitos como resul- tado de corrosão ou erosão na superfície externa do tubo, conforme exemplificado em 102, por exemplo, como resultado de chuva ácida, derramamento de produto químico ou danos físicos acidentais ou ma- liciosos. A maioria dos tubos também está sujeita ao desenvolvimento de defeitos nas superfícies internas dos tubos, conforme exemplificado em 104, 106 e 108. Por exemplo, a areia produzida em um poço de óleo ou gás tipicamente é transportada ao longo do fundo de um tubo e, portanto, pode causar abrasão no fundo do tubo, conforme exempli- ficado em 104. As áreas da parede interna de um tubo, em que a su- perfície de topo de líquido dentro do tubo encontra a parede interna do tubo, exemplificadas em 106 e 108, são localizações comuns para cor- rosão. Um tubo também pode desenvolver defeitos dentro da espessu- ra da parede de tubo, conforme exemplificado em 110.

[0076] A erosão frequentemente ocorre no interior e ligeiramente a jusante de uma curva em um tubo 200, em uma localização indicada pela linha tracejada 202 na figura 2. Uma turbulência devido à mudan- ça de direção de fluxo cria locais candidatos para corrosão. As setas indicam uma direção de fluxo dentro do tubo 200. Aumentos ou restri- ções em tubulações (não mostrados) não apenas criam locais poten- ciais para erosão, eles também tendem a criar turbulência a jusante e, portanto, tendem a causar defeitos adjacentes às regiões turbulentas. Magnetômetros e Detecção de Defeito

[0077] A figura 3 ilustra esquematicamente um campo magnético produzido por um dipolo magnético hipotético 300. As linhas de campo magnético, exemplificadas pela linha 302, representam o campo mag- nético. O dipolo magnético 300 fica em um plano 304 e, por simplici- dade, apenas as linhas de campo magnético 300 no plano 304 são mostradas.

[0078] Os magnetômetros de vetor medem as componentes veto- riais de um campo magnético. Isto é, um magnetômetro de vetor mede a intensidade de um campo magnético que é dirigido ao longo de um eixo do magnetômetro. Um magnetômetro de três eixos 306 mede uma intensidade de campo magnético ao longo de três eixos X, Ye Z. Se o magnetômetro 306 transladar ao longo de uma linha 308 paralela ao dipolo magnético 302, o magnetômetro 306 detectará um campo magnético variando ao longo da linha 308. Por exemplo, o sensor de eixo X mede várias intensidades de campo, as quais representam as componentes X dos vetores magnéticos representados pelas setas em A, B, C, D,/E, F, Ge H. A figura 4 contém gráficos de intensidades de campo de exemplo hipotéticas Bx, By e Bz detectadas pelo magnetô- metro 306 ao longo dos três eixos ao longo da linha 308. Note que o gráfico Bx se assemelha a uma curva cosseno e o gráfico Bz se as- semelha a uma curva seno. Estes formatos são característicos de um campo magnético na vizinhança de um dipolo magnético discreto.

[0079] A figura 5 ilustra esquematicamente uma placa hipotética de material ferromagnético 500. A placa 500 pode ser considerada como sendo composta por muitos dipolos magnéticos alinhados pe- quenos, exemplificados pelos dipolos magnéticos 602 e 604, conforme ilustrado esquematicamente na figura 6. As linhas de campo magnéti- co se estendem a partir de cada pequeno dipolo magnético até suas vizinhas dianteiras e traseiras, largamente em linhas retas, e as linhas de campo magnético saem da placa 500 em suas extremidades 502 e

504, essencialmente conforme ilustrado na figura 3. Poucas ou ne- nhuma das linhas de campo magnético saem da placa 500 através de seu topo, fundo ou de seus lados.

[0080] Contudo, se a placa tiver um defeito, algum material será perdido, conforme exemplificado na figura 7 por um defeito 700 na su- perfície de um bloco 702. Consequentemente, um ou mais dos dipolos magnéticos pequenos, tais como os dipolos magnéticos 602 ou 604, são perdidos, e o arranjo assimétrico resultante dos dipolos magnéti- cos remanescentes resulta em algumas linhas de campo magnético saindo do bloco através do topo, do fundo e/ou dos lados do bloco

702. Assim sendo, uma assinatura de um defeito, isto é, um volume faltando de material ferromagnético, pode ser pensado como sendo aproximado por um volume igual de dipolos magnéticos orientados de forma oposta. Mesmo se apenas dipolos magnéticos internos, isto é, não de superfície forem perdidos, o arranjo assimétrico resultante dos dipolos magnéticos remanescentes resultará em algumas linhas de campo magnético saindo do bloco através do topo, do fundo e/ou dos lados do bloco 702.

[0081] O campo magnético local na vizinhança dos dipolos magné- ticos perdidos é similar ao campo magnético descrito acima, com res- peito às figuras 3 e 4. Consequentemente, a localização do defeito po- de ser encontrada pela localização de uma porção do campo magnéti- co produzida pela placa 702 que tem um formato similar ao formato do gráfico Bx ou By na figura 4. Assim, os formatos gerais dos gráficos Bx e By podem ser usados como assinaturas magnéticas de defeito. Detecção de Defeito de Tubo

[0082] Um tubo é fabricado de várias formas. Cada método deixa para trás traços não homogêneos, na composição, na espessura, no histórico de temperatura ou algum outro artefato. Todos estes têm o potencial de fazer com que o campo magnético residual, intrínseco,

não seja suave, mas tenha traços de tamanho e complexidade de mo- do que se descubra que a assinatura de defeito não é direta. Um arte- fato de fabricação comum em tubos é um padrão em espiral (helicoi- dal) de espessura pelo comprimento do tubo. A figura 8 ilustra esque- maticamente um tubo 800, que mostra um artefato de espessura heli- coidal como esse 802 a partir de sua fabricação. Conceitualmente, o tubo 800 pode ser cortado ao longo de uma linha 804 paralela a seu eixo geométrico longitudinal e, então, desenrolado em uma placa pla- na 900, conforme ilustrado esquematicamente na figura 9. Esta placa 900 pode ser analisada, conforme descrito acima, com respeito às fi- guras 3 a 7.

[0083] A figura 10 contém um gráfico da componente x do campo magnético em torno de um tubo de 4,5 polegadas (114,3 mm) de diâ- metro tendo um defeito de 1 polegada x 1 polegada x 0,06 polegadas (25,4 mm x 25,4 mm x 1,5 mm) em sua superfície externa. O gráfico é apresentado como uma superfície distorcida 1000. Uma distância radi- al da superfície 1000 a partir de um eixo geométrico longitudinal 1002 do tubo indica uma intensidade da componente x do campo magnéti- co.

[0084] Os processos de fabricação do tubo deixam para trás arte- fatos no campo magnético. O padrão helicoidal frequentemente obser- vado no campo, devido aos processos de fabricação, o traço 802 (figu- ras 8 e 9) é evidente na figura 10, em que uma crista de intensidade de campo magnético espacialmente corresponde ao traço de fabrica- ção helicoidal, conforme indicado pela linha helicoidal tracejada 1004.

[0085] Também é evidente na figura 10 um pico 1006 em intensi- dade de campo magnético. Mais ainda, conforme indicado pela linha pontilhada 1008, o formato da superfície próximo do pico 1006 é simi- lar ao formato da curva By na figura 4 e, portanto, é característica de um defeito.

[0086] Análises similares podem ser realizadas usando-se a com- ponente y do campo magnético em torno do tubo e a componente z do campo magnético. Uma correlação de localizações de defeitos encon- trados pelas três análises provê a localização dos defeitos de forma mais acurada do que a análise de apenas uma componente do campo magnético. Arranjo de Sensor

[0087] A figura 11 ilustra esquematicamente uma modalidade da presente invenção. Nesta modalidade, uma unidade de sensor magne- tométrico 1100 é presa em torno de um tubo 1102. A unidade de sen- sor magnetométrico 1100 inclui duas porções semicirculares (meias cascas) que são articuladas em conjunto. A articulação está localizada no lado traseiro da unidade de sensor magnetométrico 1100 e, assim, não é visível na figura 11. Um engate liberável 1104 prende mecani- camente a duas meias cascas a cada outra, desse modo se grampe- ando a unidade de sensor magnetométrico 1100 em torno do tubo

1102. O engate 1104 prende a unidade de sensor magnetométrico 1100 ao tubo 1102 de forma suficientemente firme para evitar uma ro- tação da unidade de sensor magnetométrico 1100 em torno de tubo 1102 ou uma translação da unidade de sensor magnetométrico 1100 ao longo do tubo 1102, em resposta a forças esperadas para serem encontradas em um uso normal, tal como em uma instalação industri- al. O engate 1104 pode ser chavetado, para se evitar uma remoção não autorizada ou uma violação da unidade de sensor magnetométrico

1100. A unidade de sensor magnetométrico 1100 pode ser construída de modo a se adequar aos padrões diretivos ATEX/UL com referência à proteção contra uma explosão, bem como é à prova do clima.

[0088] Vantajosamente, uma vez que a unidade de sensor magne- tométrico 1100 não precisa estar em contato com o item sendo medi- do, ela pode ser afixada ao tubo 1102 sobre qualquer cobertura de tu-

bo existente, tal como um isolamento térmico ou um tratamento super- ficial de tubo, sem a remoção da cobertura de tubo. Um isolamento térmico adicional ou outra cobertura pode ser aplicado sobre uma uni- dade de sensor magnetométrico instalada 1100, se desejado.

[0089] Uma porção 1105 do alojamento externo da unidade de sensor magnetométrico 1100 é mostrada removida na figura 11 para revelar um arranjo 1106 de sensores magnetométricos. Cada sensor magnetométrico no arranjo 1106 pode ser um magnetométrico de três eixos. Conforme pode ser visto através da abertura 1105 no alojamen- to externo, os sensores magnetométricos 1106 são dispostos em torno do tubo 1102 em anéis. Cada anel inclui um número de sensores magnetométricos espaçados regularmente em torno do anel. Estes anéis internos são espaçados longitudinalmente ao longo do tubo 1102 em intervalos regulares, essencialmente se criando um arranjo bidi- mensional regular de sensores magnetométricos dispostos paralelos à superfície externa do tubo 1102 e espaçados por uma distância fixa, possivelmente zero, do tubo 1102. Uma placa de circuito de núcleo 1108 inclui uma antena 1110 e circuitos que controlam os sensores magnetométricos 1106, coletam dados a partir dos sensores magne- tométricos 1106 e se comunicam com outras unidades de sensor magnetométrico e/ou uma estação base (não mostrada) através de uma rede de comunicação sem fio.

[0090] Um conjunto de coletores de energia 1112 gera eletricidade a partir de uma diferença de temperatura entre o tubo 1102 e o meio ambiente. De forma opcional ou alternativa, os coletores de energia 1112 podem incluir células fotovoltaicas e/ou qualquer outra tecnologia de coleta de energia adequada. De forma opcional ou alternativa, uma bateria primária, com ou sem um coletor de energia, pode ser usada, se as necessidades de potência e tempo de vida forem tais que esta seja uma alternativa viável. As baterias recarregáveis 1114 podem ser incluídas para o armazenamento de energia coletada, até ser necessá- ria pela placa de circuito de núcleo 1108. Os coletores de energia 1112 podem ser dispostos em um anel, conforme mostrado.

[0091] Um espaçamento dos magnetômetros 1106 pode ser sele- cionado para a obtenção de uma densidade de magnetômetro deseja- da, tal como um espaçamento entre magnetômetros de em torno de 0,3 polegadas (7,6 mm), isto é, o espaçamento entre sensores magne- tométricos de três eixos adjacentes. O espaçamento entre magnetô- metros pode ser selecionado com base no defeito de tamanho mínimo a ser detectado. O espaçamento entre magnetômetros deve ser sele- cionado de modo que o menor defeito a ser detectado seja coberto por um número suficiente de sensores magnetométricos de três eixos, de modo a se ser capaz de detectar o formato da assinatura de defeito no mapa de campo magnético.

[0092] A figura 12 ilustra esquematicamente um conjunto de uni- dades de sensor magnetométrico 1200 afixado a um tubo 1102. Con- forme mostrado na figura 12, várias unidades de sensor magnetomé- trico 1200 podem ser firmemente acondicionadas ao longo de todo ou de uma porção do comprimento do tubo 1202. Nesta modalidade, cada anel coletor de energia, exemplificada pelos anéis coletores de energia 1204, 1206 e 1206, dá potência a duas unidades de sensor magneto- métrico, uma em cada lado do anel coletor de energia. Conforme mos- trado esquematicamente na figura 13, um conjunto de unidades de sensor magnetométrico 1300 pode ser afixado a um tubo 1302 e es- paçadas de cada outra ao longo do tubo 1302.

[0093] A figura 14 é uma vista detalhada de um arranjo de sensor magnetométrico 1400, de acordo com uma outra modalidade. Nesta modalidade, o arranjo de sensores magnetométricos 1400 é disposto circunferencialmente ou de forma parcialmente em torno de um tubo 1402, como nas figuras 11 a 13. O arranjo 1400 inclui vários módulos de arranjo, exemplificados pelos módulos de arranjo 1404, 1406 e

1408. Contudo por clareza, apenas oito módulos de arranjo são mos- trados na figura 14. Cada módulo de arranjo 1404 a 1408 pode ser afi- xado de forma destacável a um par de anéis de montagem circunfe- renciais 1410 e 1412. De forma opcional ou alternativa, o arranjo de módulos 1404 a 1408 pode ser acondicionado dentro de um alojamen- to de proteção, conforme discutido com respeito às figuras 11 a 13. Em algumas modalidades, os módulos de arranjo adicionais são afixa- dos aos anéis de montagem 1410 e 1412, de modo que o tubo 1402 seja envolvido por módulos de arranjo. Contudo, em outras modalida- des, os módulos de arranjo 1404 a 1408 podem cobrir apenas uma porção da circunferência do tubo 1402. Em algumas modalidades, os módulos de arranjo 1404 a 1408 podem ser afixados através de plu- gues elétricos destacáveis que facilitam uma substituição no campo dos módulos de arranjo 1404 a 1408. Em algumas modalidades, os módulos de arranjo 1404 a 1408 são trocáveis ligados.

[0094] O arranjo 1400 pode ser acionado por um coletor de ener- gia 1414 e pode incluir uma placa de circuito de núcleo 1416. O arran- jo 1400 inclui um transceptor sem fio e uma antena (não mostrados).

[0095] Em algumas modalidades, cada módulo de arranjo 1404 a 1408 inclui um par de placas de circuito 1500 e 1502, conforme mos- trado na figura 15. Cada placa de circuito do par de placas de circuito 1500 a 1502 inclui uma fileira de magnetômetros de três eixos, exem- plificados pelos magnetômetros 1504, 1506 e 1508. Em algumas mo- dalidades, cada placa de circuito inclui 16 magnetômetros de três ei- xos 1504 a 1508.

[0096] Cada sensor magnetométrico 1504 a 1508 dentro do módu- lo de arranjo 1500 a 1502 a 1408 inclui três magnetômetros (de forma equivalente, um sensor magnetométrico de três eixos). Os três magne- tômetros podem ser mutuamente orientados de forma ortogonal, ou eles podem ser orientados de acordo com algum outro arranjo conhe- cido. Uma orientação de magnetômetro aqui se refere ao eixo geomé- trico de sensibilidade primária do magnetômetro. Em alguns arranjos, cada módulo de arranjo 1404 a 1408 (figura 14) inclui um arranjo, tal como um arranjo de 16 x 1 (como na figura 15) ou um arranjo de 16 x 16 de sensores magnetométricos de três eixos. Combinação de Padrão para Localização de Assinaturas de Defeitos

[0097] Conforme citado, em algumas modalidades, os dados mag- netométricos são buscados quanto a quaisquer padrões espaciais pré- definidos (assinaturas) que indicam um defeito. Os padrões podem ser senoidais, e o comprimento (comprimento de onda) da senoide pode ser proporcional ao tamanho do defeito. Neste sentido, os comprimen- tos de onda das senoides são geralmente desconhecidos a priori. Con- forme descrito acima, os anéis 1600 de sensores magnetométricos são dispostos em torno da circunferência de um tubo 1602, para a cri- ação de um arranjo bidimensional regular de sensores magnetométri- cos dispostos paralelos à superfície externa do tubo 1602, conforme ilustrado esquematicamente na figura 16. Este arranjo de sensores magnetométricos produz dados magnetométricos. A figura 17 inclui um gráfico desses dados magnetométricos a partir de um tubo real. Os dados na figura 17 são postos em gráficos de intensidades de campo magnético de componente detectadas por magnetômetros orientados em x, isto é, ao longo do comprimento do tubo. A figura 18 plota em gráfico as intensidades de campo magnético de componente detecta- das por magnetômetros orientados em z, isto é, normais (ou quase normais) à superfície do tubo. Um gráfico (não mostrado) plota as in- tensidades de campo magnético de componente detectadas por mag- netômetros orientados em y, isto é, perpendiculares aos magnetôme- tros orientados em x e orientados em y.

[0098] Cada sensor magnetométrico (em uma unidade de sensor

1100) (figura 11) é disposto em uma dada posição angular ("posição de relógio"), exemplificada em 1604 (figura 16), em torno do anel 1600. Na modalidade que gerou os dados para as figuras 17 e 18, cada anel inclui 18 sensores magnetométricos. Contudo, outros números de sen- sores podem ser usados. Cada linha horizontal geralmente, exemplifi- cada pelas linhas 1700, 1702 e 1704, representa dados a partir do magnetômetro de detecção de componente x em uma posição angular discreta em torno do tubo. Assim, o eixo vertical representa a posição angular em torno do tubo. O eixo horizontal representa a distância ao longo do comprimento do tubo. Assim, pontos ao longo de cada linha 1700 a 1704 representam intensidades de campo magnético ao longo do comprimento do tubo. De modo similar, a figura 18 mostra a com- ponente z do campo magnético em posições colocalizadas com os da- dos na figura 17. As variações helicoidais no campo magnético devido a processos de fabricação de tubo são evidentes, conforme indicado em 1710, 1712, 1800 e 1802. As assinaturas de um defeito estão pre- sentes em 1714, 1716, 1804 e 1806. Como este defeito é detectado é descrito abaixo.

[0099] Os dados coletados a partir dos magnetômetros precisam ser processados, de modo que sejam continuamente diferenciáveis nas dimensões espaciais ao longo do tubo e em torno do tubo. As aproximações padrões são usadas para o preenchimento de espaços nos dados de sensor e a atenuação e a interpolação dos dados, de modo que derivadas parciais espaciais podem ser calculadas.

[00100] Ao longo de cada linha 1700 a 1704 no gráfico da figura 17, e de modo similar ao longo de cada linha nas outras duas direções de componente (tal como na figura 18, o que mostra uma ou mais das componentes vetoriais do campo magnético), derivadas espaciais (in- clinações ou taxas de mudança) são calculadas. As figuras 19 e 20 são gráficos das derivadas calculadas a partir das figuras 17 e 18, res-

pectivamente. A motivação para o cálculo de derivadas é que, enquan- to a assinatura magnética do defeito e o campo magnético residual são similares na magnitude, os defeitos tendem a ser de extensão menor e ter subidas e quedas mais agudas. Daí, uma derivada tende a amplificar este comportamento de frequência mais alta, e o defeito se destaca na amplitude e no comprimento de onda, se comparado com os traços da derivada do campo residual. Conforme pode ser visto na figura 20, por exemplo, a maioria dos traços tem uma amplitude mode- rada (daí, inclinações moderadas no sinal de campo magnético). Estes são os traços que não estão nas áreas de defeito. Os traços cinzas claros 2000 no centro da figura 20 são os dois traços que cruzam o defeito. É visto que, neste gráfico de derivada, estes traços se desta- cam na magnitude das áreas não de defeito (residuais), provendo uma informação adicional para um algoritmo de detecção operar.

[00101] Um combinador de padrão automático busca as derivadas resultantes quanto a porções que combinem com um ou mais dos vá- rios modelos de seno ou cosseno. Cada modelo corresponde a um comprimento de onda espacial diferente. Muitos modelos são usados, porque, conforme citado, a extensão espacial do defeito, daí, o com- primento de onda espacial do seno e cosseno do defeito, não são co- nhecidos a priori. O modelo com o comprimento de onda que tem a correlação mais forte com os dados de campo magnético é usado para detecção e caracterização do defeito.

[00102] As localizações de defeitos avaliadas nas três análises em separado, isto é, para as componentes x, y e z do campo magnético, são fundidas para a produção de uma localização de defeito final e um nível de confiança. Caracterização de Defeito

[00103] Uma vez que a localização de um defeito tenha sido encon- trada, o defeito pode ser caracterizado em termos de volume (quanti-

dade de material perdido) e extensão superficial (na superfície do tubo ou paralela à superfície do tubo, se o defeito for interno ao tubo). Em alguns casos, hipóteses são feitas sobre o formato geral de um defei- to. Por exemplo, o defeito pode ser assumido como sendo geralmente circular ou elíptico em uma superfície de um tubo ou ter um perfil verti- cal de algum tipo. Com estes tipos de hipóteses, a área e a profundi- dade do defeito podem ser aproximadas.

[00104] A componente z do campo magnético medido é normal à superfície do material ferromagnético sendo medido, conforme mos- trado na figura 21 para um tubo. A amplitude da componente z do campo magnético é proporcional à quantidade de material ferromagné- tico perdida devido ao defeito. Assim, para defeitos tendo diâmetros idênticos, a componente z do campo magnético também é proporcio- nal à profundidade do defeito. O gráfico na figura 21 representa três defeitos simulados, todos do mesmo diâmetro na superfície do tubo (quatro vezes a espessura de parede de um tubo). A curva 2100 re- presenta um defeito cuja profundidade é de 30% da espessura de pa- rede do tubo. A curva 2102 representa um defeito, cuja profundidade é de 15% da espessura de parede do tubo. A curva 2104 representa um defeito, cuja profundidade é de 7% da espessura de parede do tubo. Conforme pode ser visto a partir do gráfico, a amplitude da componen- te z do campo magnético está relacionada à profundidade do defeito. A amplitude da componente z é mais proporcional ao volume do mate- rial perdido, e, para um conjunto de hipóteses em formatos típicos de crescimento de defeito, a profundidade do defeito pode ser inferida. Este resultado pode ser visto em todos os três eixos de campo magné- tico. Assim, dada uma amplitude de componente de campo magnético, o volume do defeito pode ser determinado, presumindo que a magne- tização do material seja conhecida, conforme adicionalmente descrito abaixo. Esta informação, combinada com uma área de defeito e um perfil de profundidade, permite a determinação de uma profundidade de defeito aproximada.

[00105] “Contudo, para uma dada profundidade de defeito, a ampli- tude de qualquer um dos componentes do campo magnético aumenta com um aumento na área superficial do defeito. Isto é para ser espe- rado, pelo fato de a amplitude do sinal ser proporcional ao volume do defeito, e, conforme a área superficial aumenta para uma profundidade especificada, o volume do defeito também aumenta. Na figura 22, o gráfico representa a componente z do campo magnético para três de- feitos simulados, tudo tendo a mesma profundidade (15% da espessu- ra de parede do tubo). A curva 2200 representa um defeito cujo diâme- tro é de 2 polegadas (50,8 mm). A curva 2202 representa um defeito cujo diâmetro é de 1 polegada (25,4 mm). A curva 2204 representa um defeito cujo diâmetro é de 0,5 polegadas (12,7 mm). Conforme pode ser visto, com uma profundidade de defeito constante, a amplitude da componente z do campo magnético aumenta com a área superficial de um defeito, devido ao volume de defeito crescente. Contudo, o aumen- to segue uma curva previsível (uma vez que representa volume), mos- trada em 2206. Consequentemente, este aumento pode ser contabili- zado em um modelo matemático. A distância do vale no gráfico até o pico no gráfico, indicada como "extensão" 2208, é proporcional à ex- tensão do defeito ao longo da direção dos magnetômetros que criaram o gráfico.

[00106] As intensidades dos sinais de defeito são proporcionais a ambas a quantidade de material faltando e o nível de magnetização do material. Assim, a determinação de uma magnetização de tubo é útil para a determinação do volume de material faltando e, assim, é útil para as caracterizações da área e da profundidade do defeito. A de- terminação do campo magnético não deve ser feita no local do defeito, mas deve ser feita em um local não de defeito próximo. Esta medida de magnetização de tubo "residual" local permite a normalização de sinais de defeito, desse modo efetivamente se calibrando o volume de defeito e os cálculos de profundidade. Tendo localizado os defeitos, conforme descrito acima, um sistema de detecção de defeito mede o nível de magnetização residual de tubo, isto é, um nível de magnetiza- ção em uma área que não inclui um defeito.

[00107] A figura 23 é um gráfico de intensidade de campo magnéti- co ao longo do eixo x (longitudinal pelo tubo) próximo de um defeito em um tubo. Todos os três gráficos representam o mesmo defeito de tubo, e todos os três gráficos mostram a assinatura de um defeito. Contudo, antes de dados para cada gráfico terem sido coletados, o tubo foi magnetizado para um grau diferente. Para o gráfico 2300, o tubo foi magnetizado com uma bobina operada em uma intensidade de 690 A/m (amperes / metro). Para o gráfico 2302, o tubo foi magnetiza- do a 460 A/m. Para o gráfico 2304, o tubo foi magnetizado a 230 A/m. Conforme pode ser visto a partir dos gráficos, os sinais de defeito au- mentam em uma proporção direta com uma magnetização de tubo.

[00108] Uma modalidade para medição da intensidade do campo residual local no tubo é mostrada graficamente na figura 24. Para os tubos que têm percursos de vazamento (frequentemente devido a eles serem não homogêneos devido a processos de fabricação), o campo magnético z (radial com respeito ao eixo geométrico central do tubo) tem uma inclinação pelo comprimento do tubo. Esta inclinação é pro- porcional à intensidade de campo magnético. Os traços de inclinação na figura 24 correspondem aos casos de magnetização mostrados na figura 23, com a inclinação menor correspondente ao caso de 230 A/m e a inclinação maior correspondente ao caso de 690 A/m. Sob estas condições, a componente z do campo magnético provê uma medida independente de intensidade de campo magnético residual no tubo.

[00109] Os gráficos da figura 23 foram normalizados, de acordo com o nível de magnetização residual, produzindo gráficos na figura 25, os quais são numerados para corresponderem aos gráficos na fi- gura 23. Conforme pode ser visto pela comparação das figuras 23 e 25, uma amplitude de sinal pode ser tornada largamente independente de um nível de magnetização de tubo por normalização de acordo com o nível de magnetização residual do tubo. Desta forma, as amplitudes de medição magnética podem ser convertidas em volume e área, com um cálculo de profundidade se seguindo.

[00110] Outros métodos de determinação do nível de magnetização residual de um tubo são divisados. Por exemplo, um tubo pode ser magnetizado para um nível conhecido, quando o tubo for instalado, ou o tubo pode ser magnetizado para um nível arbitrário e o nível de magnetização pode ser medido. Em qualquer caso, este nível de mag- netização pode ser armazenado em uma memória acessível por uma estação base, e usado mais tarde, quando defeitos tivessem sido de- tectados e a informação de volume e profundidade fosse desejada. De forma opcional ou alternativa, mesmo se uma informação sobre um nível de magnetização prévio de tubo não fosse armazenada, uma vez que os defeitos tivessem sido detectados, os sensores magnetométri- cos poderiam ser usados para a medição de uma magnetização resi- dual de tubo em uma ou mais áreas longe de todos os defeitos detec- tados usando-se o método de inclinação, acima ou outras abordagens de medição independentes.

[00111] Conforme usado aqui, uma "distância (standoff)" significa uma distância entre um defeito e um magnetômetro, conforme ilustra- do esquematicamente na figura 26. A teoria e os testes mostram que uma intensidade de sinal cai de acordo com uma lei de inverso ao quadrado, quando perto de um dipolo magnético. Se o sensor tiver uma distância (standoff) similar à distância até o comprimento caracte- rística do dipolo, o dipolo aparecerá como dois polos independentes, e a intensidade de sinal cairá como um inverso ao quadrado. Conforme a distância (standoff) aumenta, a extensão do dipolo aparece dimi- nuindo e se torna uma fonte pontual. Sob estas condições, teoria e testes mostram que a intensidade de sinal cai de acordo com uma lei de inverso ao cubo. Assim, pequenos defeitos têm mais perda de sinal conforme a distância (standoff) se move além do tamanho do defeito, enquanto um defeito grande continua a "desfrutar de" uma degradação de inverso ao quadrado de seu sinal para distâncias (standoffs) maio- res. Por exemplo, para um defeito quadrado de 1 polegada (25,4 mm), uma perda de sinal é maior do que quase uma ordem de magnitude, quando a distância (standoff) é aumentada de 0,25 polegadas (6,4 mm) para 2,25 polegadas (51,2 mm). Os traços de magnetização de tubo residual caem de intensidade mais lentamente devido a sua maior extensão espacial. Não obstante, os aparelhos e os métodos descritos aqui detectam de forma confiável defeitos esperados para serem en- contrado sem um tubo convencional, tais como aqueles em tubulações de óleo e gás, refinarias, etc.

[00112] Os defeitos em uma espessura de parede de tubo ou em uma parede interna estão necessariamente mais distantes de magne- tômetros do que os defeitos em uma parede externa do tubo. Contudo, simulações e testes indicam apenas uma perda menor de sinal de um defeito interno, versus um defeito externo, conforme indicado nos grá- ficos na figura 27. Muito da redução de amplitude de sinal é devido à maior distância (standoff) implícita em um defeito interno, em oposição a um defeito externo. O gráfico 2700 é para um defeito externo e o gráfico 2702 é para um defeito interno.

[00113] Conforme foi mostrado na discussão precedente, muitos dos parâmetros nos sinais detectados têm múltiplas fontes dependen- tes. Estas dependências devem ser entendidas e gerenciadas quando da execução de uma detecção e uma caracterização de um defeito.

Uma relação é aquela de um espaçamento de sensor. Conforme impli- cado nas figuras 14 e 15, um espaçamento próximo dos sensores magnetométricos (magnetômetro) é de interesse. O espaçamento dos magnetômetros se refere a quão pequeno um defeito (tal como medido ao longo da superfície) pode ser detectado e caracterizado. Uma vez que o método de detecção se baseia em encontrar correlações com ondas seno e cosseno, é necessário que haja um número suficiente de magnetômetros ao longo da onda seno para a determinação que é verdadeiramente uma onda seno. Na prática, os sensores espaçados a de 0,3 polegadas a 0,4 polegadas (de 7,6 a 10,2 mm) podem ser usados para a detecção de defeitos de em torno de 1 polegada (25,4 mm) em uma distância (standoff) próxima (1 polegada (25,4 mm ou menos). Conforme a distância (standoff) aumenta ou as dimensões de superfície diminuem, a capacidade de detectar de forma confiável um defeito diminui, com uma probabilidade crescente de detecções perdi- das ou falsos alarmes.

Detecção de Defeito Temporal

[00114] Conforme citado, em algumas modalidades da presente invenção, ao invés de se buscarem dados magnetométricos quanto a assinaturas de defeito, dois conjuntos de dados coletados em tempos diferentes são comparados para a detecção de defeitos. Por exemplo, um conjunto de dados pode ser coletado quando um item for novo ou em algum outro ponto no tempo. O segundo conjunto de ados é cole- tado mais tarde. Os dois conjuntos são espacialmente correlaciona- dos, e, então, as intensidades de campo magnético no segundo con- junto de dados são subtraídas de intensidades de campo magnético correspondentes espacialmente no primeiro conjunto de dados. Estas subtrações são realizadas por eixo. A figura 28 é um gráfico de super- fície do resultado dessa subtração, mostrando o eixo x do campo magnético. Uma assinatura de defeito é claramente visível, conforme enfatizado pela linha tracejada 2800. O formato da linha 2800 é similar ao formato da curva By na figura 4, e, portanto, é característica de um defeito. Na prática, o defeito é encontrado seguindo-se a esta subtra- ção temporal pelo método básico da análise espacial (ajuste de uma dentre ondas seno e cosseno para confirmação que o sinal remanes- cente é uma assinatura de um defeito. Conforme descrito acima, com respeito a uma detecção de defeito espacial, uma informação espacial sobre defeitos detectados em cada um dos três eixos pode ser combi- nada para a produção de uma informação de detecção de defeito mais acurada. As abordagens acima para a caracterização do defeito (vo- lume, área e profundidade) podem ser aplicadas após este método temporal.

Varredura Física de um Item Quanto a Defeitos

[00115] Conforme citado, os dados magnetométricos sobre um item podem ser obtidos por um conjunto fixo de sensores magnetométricos dispostos em torno de um item. De forma opcional ou alternativa, o item pode ser escaneado fisicamente por um conjunto menor de sen- sores magnetométricos do que de outra forma seria necessário para a obtenção dos dados magnetométricos sem uma varredura. O item po- de ser escaneado ao longo de seu eixo geométrico longitudinal ou ao longo de qualquer outra direção adequada. A figura 29 é uma ilustra- ção em perspectiva de um scanner físico 2900. Um item 2902, tal co- mo um tubo, pode ser escaneado pelo scanner 2900. Um único sensor magnetométrico, um pequeno grupo de sensores magnetométricos ou um arranjo unidimensional de sensores magnetométricos 2904 é su- portado por um braço de scanner com um, dois ou três graus de liber- dade 2906. Um primeiro motor linear 2908 posiciona o arranjo de sen- sores magnetométricos 2904 verticalmente a uma distância adequada do item 2903. Um segundo motor linear 2910 posiciona o arranjo de sensores magnetométricos 2904 ao longo de um eixo geométrico per-

pendicular ao eixo geométrico de varredura. Um terceiro motor linear 2912 translada o arranjo de sensores magnetométricos 2904 ao longo do eixo geométrico de varredura. Uma vez que uma varredura tenha sido completada, o item pode ser rodado em torno do eixo geométrico de varredura, e uma outra varredura pode ser realizada. Este processo pode ser repetido, até que todas as porções desejadas do item tenham sido escaneadas.

[00116] Em uma outra modalidade, ilustrada em perspectiva na fi- gura 30, um anel de sensores magnetométricos é transladado pelo scanner físico 3002. Em outras modalidades, a varredura pode ser bi- dimensional. Por exemplo, com um scanner físico adequado, o item pode ser escaneado em espiral, escaneado com varredura explorató- ria ou escaneado de acordo com um outro percurso.

[00117] As funções de controle de coleta de dados a partir dos magnetômetros, do mapeador de campo magnético, do combinador de padrão e da estação base e outras funções descritas aqui podem ser realizadas por um processador executando instruções armazenadas em uma memória, conforme ilustrado esquematicamente na figura 31.

[00118] Embora a invenção seja descrita através de modalidades de exemplo descritas acima, modificações e variações das modalida- des ilustradas podem ser feitas, sem se desviar dos conceitos inventi- vos expostos aqui. Mais ainda, os aspectos expostos, ou porções dos mesmos, podem ser combinados de formas não listadas acima e/ou não explicitamente reivindicados. Assim sendo, a invenção não deve ser vista como sendo limitada às modalidades expostas.

[00119] Embora aspectos de modalidades possam ser descritos acima com referência a fluxogramas e/ou diagramas de blocos, fun- ções, operações, decisões, etc. de todo ou de uma porção de cada bloco, ou uma combinação de blocos, podem ser combinadas, sepa- radas em operações separadas ou executadas em outras ordens. To-

do ou uma porção de cada bloco ou uma combinação de blocos pode ser implementado como instruções de programa de computador (tal como um software), um hardware (tais como uma lógica combinatória, circuitos integrados específicos de aplicativo (ASICs), arranjos de por- ta programáveis no campo (FPGAs) ou outro hardware), firmware ou combinações dos mesmos.

As modalidades podem ser implementadas por um processador executado ou controlado por instruções armaze- nadas em uma memória.

A memória pode ser uma memória de acesso randômico (RAM), uma memória apenas de leitura (ROM), uma me- mória flash ou qualquer outra memória, ou uma combinação dos mesmos, adequada para o armazenamento de um software de contro- le ou outras instruções e dados.

As instruções definindo as funções da presente invenção podem ser entregues para um processador de mui- tas formas, incluindo, mas não limitando, uma informação permanen- temente armazenada em meios de armazenamento não graváveis tangíveis (por exemplo, dispositivos de memória apenas de leitura em um computador, tal como uma ROM, ou dispositivos que podem ser lidos por um acessório de I/O de computador, tais como discos de CD- ROM ou DVD), uma informação armazenada de forma alterável em meios de armazenamento graváveis tangíveis (por exemplo, discos flexíveis, uma memória flash removível e drives rígidos) ou uma infor- mação transportada para um computador através de um meio de co- municação, incluindo redes de computador com fio ou sem fio.

Mais ainda, embora modalidades possam ser descritas em relação com vá- rias estruturas de dados ilustrativas, os sistemas podem ser concreti- zados usando-se uma variedade de estruturas de dados.

Claims (22)

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para detecção de defeitos em um material fer- romagnético, o sistema caracterizado pelo fato de compreender: uma pluralidade de magnetômetros dispostos em torno de uma superfície do material ferromagnético, a pluralidade de magnetô- metros detectando um campo magnético gerado pelo material ferro- magnético e gerando dados de campo magnético, com base no campo magnético detectado, em que cada magnetômetro da pluralidade de magnetômetros é fixado em posição em relação ao material ferromag- nético; um mapeador de campo magnético gerando pontos de da- dos de um mapa bidimensional a partir dos dados de campo magnéti- co, cada ponto de dados correspondente a uma respectiva localização na superfície do material ferromagnético e representando uma intensi- dade do campo magnético detectado próximo da localização; e um combinador de padrão que identifica, no mapa, uma pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espa- cial pré-definido de intensidade de campo magnético e extrai uma lo- calização próxima da superfície do material ferromagnético que cor- responde à pluralidade de pontos de dados.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um estimador de tamanho de defeito que estima um volume de material faltando a partir do material ferro- magnético na localização próxima da superfície do material ferromag- nético, com base na amplitude de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o estimador de tamanho de defeito estimar uma área do material faltando, com base no comprimento de duas direções espaci- ais de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o estimador de tamanho de defeito estimar uma profundi- dade do material faltando, com base no volume estimado de material faltando e no comprimento em duas direções espaciais de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender: um calculador de intensidade de campo magnético residual que determina a amplitude do campo magnético gerado pelo material ferromagnético em uma localização distante da localização próxima da superfície do material ferromagnético, com base em pelo menos um dos pontos de dados do mapa; e um estimador de tamanho de defeito que estima um volume de material faltando do material ferromagnético na localização próxima da superfície do material ferromagnético, de acordo com a amplitude de dados na pluralidade de pontos de dados e a amplitude do campo magnético gerado pelo material ferromagnético na localização distante da localização próxima da superfície do material ferromagnético.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: cada magnetômetro da pluralidade de magnetômetros compreender três magnetômetros orientados ortogonalmente; cada ponto de dados do mapa representar a intensidade do campo magnético detectado em cada uma das três direções ortogo- nais; e o combinador de padrão identificar, para cada uma das três direções ortogonais, uma pluralidade de pontos de dados que se con- formam a um padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético e uma localização próxima da superfície do material ferro-

magnético que corresponde à pluralidade de pontos de dados, o com- binador de padrão, desse modo, identificando três localizações próxi- mas da superfície do material ferromagnético; e ainda compreenden- do: um combinador que calcula uma localização refinada pró- xima da superfície do material ferromagnético a partir das três locali- zações identificadas e extrai a localização refinada.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: o combinador de padrão calcular uma pluralidade de valo- res de derivada espacial a partir dos pontos de dados do mapa; e o combinador de padrão identificar a pluralidade de pontos de dados que se conformam ao padrão espacial pré-definido de inten- sidade de campo magnético a partir da pluralidade de valores de deri- vada espacial.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pluralidade de pontos de dados que se conformam ao padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético cor- responder a uma perda de uma porção do material ferromagnético de- vido à corrosão ou erosão.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pluralidade de pontos de dados que se conformam ao padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético cor- responder a uma fissura no material ferromagnético.

10. Método para detecção de defeitos em um material fer- romagnético, o método caracterizado pelo fato de compreender: a detecção de um campo magnético gerado pelo material ferromagnético; a geração de pontos de dados de um mapa bidimensional a partir do campo magnético detectado, cada ponto de dados corres-

pondente a uma respectiva localização na superfície do material fer- romagnético e representando a intensidade do campo magnético de- tectado próximo da localização; a identificação, no mapa bidimensional, de uma pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espacial pré- definido de intensidade de campo magnético; e a extração de uma localização próxima da superfície do material ferromagnético que corresponde à pluralidade de pontos de dados.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracteriza- do pelo fato de a detecção do campo magnético compreender a dispo- sição de uma pluralidade de magnetômetros em torno de uma superfí- cie do material ferromagnético, em que cada magnetômetro da plurali- dade de magnetômetros é fixado em posição em relação ao material ferromagnético.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracteriza- do pelo fato de a detecção do campo magnético compreender fisica- mente a varredura do material ferromagnético com pelo menos um magnetômetro pelo movimento de pelo menos um magnetômetro em relação ao material ferromagnético.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracteriza- do pelo fato de o movimento de pelo menos um magnetômetro, em relação ao material ferromagnético, compreender: a disposição de um arranjo unidimensional de pelo menos dois magnetômetros ao longo de um formato orientado substancial- mente perpendicular a um eixo geométrico do material ferromagnético; e o movimento do arranjo unidimensional de pelo menos dois magnetômetros ao longo do eixo geométrico do material ferromagnéti- co.

14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracteriza- do pelo fato de ainda compreender a estimativa de um volume de ma- terial faltando do material ferromagnético na localização próxima da superfície do material ferromagnético, com base na amplitude de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracteriza- do pelo fato de ainda compreender: a determinação da amplitude do campo magnético gerado pelo material ferromagnético em uma localização distante da localiza- ção próxima da superfície do material ferromagnético, com base em pelo menos um dos pontos de dados do mapa; e a estimativa de um volume de material faltando do material ferromagnético na localização próxima da superfície do material ferro- magnético, de acordo com a amplitude de dados na pluralidade de pontos de dados e a amplitude do campo magnético gerado pelo ma- terial ferromagnético em uma localização distante da localização pró- xima da superfície do material ferromagnético.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracteriza- do pelo fato de ainda compreender a estimativa de uma área do mate- rial faltando, com base no comprimento em duas direções espaciais de um traço representado por dados na pluralidade de pontos de dados.

17. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracteriza- do pelo fato de ainda compreender a estimativa de uma profundidade do material faltando, com base no volume estimado de material faltan- do e comprimento em duas direções espaciais de um traço represen- tado por dados na pluralidade de pontos de dados.

18. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracteriza- do pelo fato de: a detecção do campo magnético compreender a detecção do campo magnético com uma pluralidade de magnetômetros, cada magnetômetro da pluralidade de magnetômetros compreendendo três magnetômetros orientados ortogonalmente; a geração dos pontos de dados compreender a geração dos pontos de dados de modo que cada ponto de dados do mapa re- presente a intensidade do campo magnético detectado em cada uma de três direções ortogonais; e a identificação da pluralidade de pontos de dados que se conformam ao padrão espacial pré-definido compreender, para cada uma das três direções ortogonais, a identificação de uma pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espacial pré- definido de intensidade de campo magnético e uma localização próxi- ma da superfície do material ferromagnético que corresponde à plura- lidade de pontos de dados, desse modo, se identificando três localiza- ções próximas da superfície do material ferromagnético; o método ain- da compreendendo: o cálculo de uma localização refinada próxima da superfície do material ferromagnético a partir das três localizações identificadas; e em que: a extração da localização compreende a extração da locali- zação refinada.

19. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracteriza- do pelo fato de ainda compreender: o cálculo de uma pluralidade de valores de derivada espa- cial a partir dos pontos de dados do mapa; e em que: a identificação da pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espacial pré-definido compreende a identifi- cação de uma pluralidade de pontos de dados que se conformam ao padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético a partir da pluralidade de valores de derivada espacial.

20. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracteriza-

do pelo fato de a identificação da pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espacial pré-definido compreender a iden- tificação de uma pluralidade de pontos de dados que corresponde a uma perda de uma porção do material ferromagnético devido à corro- são ou erosão.

21. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracteriza- do pelo fato de a identificação da pluralidade de pontos de dados que se conformam a um padrão espacial pré-definido compreender a iden- tificação de uma pluralidade de pontos de dados que corresponde a uma fissura no material ferromagnético.

22. Produto de programa de computador para a detecção de defeitos em um material ferromagnético, o produto de programa de computador caracterizado pelo fato de compreender um meio que po- de ser lido em computador não transitório que tem um código de pro- grama que pode ser lido em computador armazenado nele, o código de programa que pode ser lido em computador compreendendo: um módulo de detecção que recebe dados de campo mag- nético a partir de uma pluralidade de magnetômetros dispostos em torno de uma superfície do material ferromagnético, a pluralidade de magnetômetros detectando um campo magnético gerado pelo material ferromagnético e gerando os dados de campo magnético, com base no campo magnético detectado, em que cada magnetômetro da plura- lidade de magnetômetros é fixado em posição em relação ao material ferromagnético; um módulo de gerador de ponto de dados que gera pontos de dados de um mapa bidimensional a partir do campo magnético de- tectado, cada ponto de dados correspondente a uma respectiva locali- zação na superfície do material ferromagnético e representando uma intensidade do campo magnético detectado próximo da localização; um módulo de identificador de defeito que identifica, no mapa bidimensional, uma pluralidade de ponto de dados que se con- formam a um padrão espacial pré-definido de intensidade de campo magnético; e um módulo de extração de localização de defeito que extrai uma localização próxima da superfície do material ferromagnético que corresponde à pluralidade de pontos de dados.