EQUIPAMENTOS ESTATICOS - CALDEIRAS

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1 – Introdução 
 Depois da água, o vapor é o fluido mais utilizado nos processos industriais e na área 
de conforto térmico. Sua utilização se dá em diferentes condições e para os mais 
variados fins, tais como: 
• geração de energia elétrica; 
• transmissor de força motriz para o acionamento de turbinas, compressores e 
ventiladores; 
• fonte de calor; 
• controle de temperatura em reações químicas; 
•auxiliar no processo de destilação; 
•aquecimento do meio ambiente na área de conforte térmico; 
• prevenção e combate a incêndios; 
• agente de limpeza, deslocando graxas e óleos; 
•acelerador das limpezas alcalinas e ácidas; 
•limpeza de equipamentos. 
 A principal função de uma caldeira é receber água líquida e nergia gerando vapor. Isto 
é conseguido pelo aquecimento de uma certa quantidade de água no interior da 
mesma. O vapor pode ser gerado tanto eletricamente como pela queima de 
combustível em sua fornalha. 
 A produção de vapor por uma caldeira é, pois, uma operação necessária em quase 
todos os processos industriais, além de estar também em muitos estabelecimentos 
comerciais e hospitalares. 
 
2 -Tipos de Caldeiras: 
Basicamente são dois tipos de caldeiras, quais sejam, caldeiras elétricas e caldeiras a 
combustão. 
Caldeiras elétricas são equipamentos mais simples e, em média, mais baratos do que as 
caldeiras a combustão de mesma capacidade e pressão de geração. Elas não requerem 
muito espaço para a sua instalação, e, muitas vezes, dispensa pessoal exclusivo para o 
seu acompanhamento operacional. Sua eficiência não varia significativamente com a 
carga. A temperatura faz com que a sua taxa de deterioração e a necessidade de 
manutenção sejam reduzidas, uma vez que não há grande quantidade de refratários ou 
internos para serem trocados. Elas não geram vapor superaquecido, apenas vapor 
saturado e água quente. Também não poluem a atmosfera e tem baixo nível de ruído. 
Já as caldeiras a combustão, além de serem mais caras, exigem normalmente, mais 
espaço para sua instalação e pessoal especialização para a sua operação. Elas são 
submetidas a temperaturas elevadas e, estão sujeitas a diversos tipos de deterioração 
em várias de suas partes. Isso faz com que seja fundamental: o seu acompanhamento 
operacional, a inspeção e a manutenção; de forma periódica. Elas também sofrem 
grande variação de eficiência conforme a sua carga operacional. Além disso, elas podem 
ser projetadas para gerar não somente vapor saturado, mas também vapor 
superaquecido em qualquer pressão e cargas variadas. Isto as torna, praticamente, a 
única opção para grandes indústrias que necessitam de vapor para aquecimento e para 
movimentação de equipamentos. Esses tipos de caldeiras poluem a atmosfera e 
trabalham gerando grande nível de ruído. 
As caldeiras a combustão se dividem, basicamente em dois tipos básicos: caldeiras 
fogotubulares e caldeiras aquatubulares. 
2.1 – CALDEIRAS FOGOTUBULARES: 
Também conhecidas como famotubulares, estas caldeira caracterizam-se por serem 
equipamentos simples que trabalham com pressões e taxas de vaporização limitadas, 
destinando-se a pequenas produções de vapor. 
O modelo mais comum é constituído de um corpo cilíndrico com dois espelhos fixos, nos 
quais os tubos contidos no seu interior são mandrilados ou soldados. Estes tubos 
internos são um tubo central de fogo, normalmente de diâmetro maior que os demais, 
que se dispõem em duas ou mais passagens, por onde fluem os gases. A água, entrando 
no corpo cilíndrico e envolvendo os tubos, é aquecida pelo fogo e pelos gases que 
circulam no interior dos tubos, até a sua vaporização. Este vaso externo é o 
determinante da pressão de operação e, quanto maior a espessura da sua chapa, 
maiores a pressão do vapor e seu custo. A sua capacidade máxima de geração de pressão 
é restrita a 30t/h e 20 Kgf/cm², respectivamente. Já a sua manutenção, como dito 
anteriormente, é mais fácil, uma vez que consiste basicamente da troca de tubos, como 
num permutador de calor. 
 
2.2 – CALDEIRAS AQUATUBULARES: 
Elas têm como característica: a produção de vapor, pelo aquecimento de água que 
circula no interior dos tubos. Permitem a produção de grandes quantidades de vapor, 
em alta pressão e temperatura. Elas trabalham em todas as faixas de pressões, variando 
entre muito, baixa pressão e pressões supercríticas. 
 MUITO BAIXA PRESSÃO Até – 100 psi ou – 7 Kgf/cm² 
 BAIXA PRESSÃO 100 psi – 200 psi ou 7 – 14 Kgf/cm² 
 MÉDIA PRESSÃO 200 psi – 700 psi ou 14 – 49 Kgf/cm² 
 ALTA PRESSÃO 700 psi – 1500 psi ou 49 – 105 Lgf/cm² 
 MUITO ALTA PRESSÃO 1500 psi – 3.209 psi ou 105 – 225,6 Kgf/cm² 
 SUPERCRÍTICA Acima de 3.309 psi ou acima de 225,6 
Kgf/cm² 
 
Estas caldeiras são constituídas por um tubulão superior chamado tubulão de vapor e 
um ou mais tubulões inferiores denominados tubulões de lama. Interligando os 
tubulões, têm-se tubulações dispostas na forma de feixes tubulares e paredes de água. 
Entre os tubos do feixe tubular, ou entre este e as paredes de água se encontra a 
fornalha, onde é queimado o combustível escolhido. 
Em operação elas transformam a energia potencial dos combustíveis em energia 
calorífica, a qual é transformada em vapor. 
As superfícies dos tubos expostas ao fogo na fornalha suportam temperaturas entre 
1.200 e 1.6000°C. Os tubos das paredes de água que também se encontram nesta região 
são capazes de absorver calor radiante até 112.000 kcal/cm², esfriando o refratário que 
envolve a fornalha. 
Os gases em combustão com temperaturas abaixo de 800°C são conduzidos por chicanas 
para a parte anterior da fornalha, onde o calor é transferido por convecção para as 
superfícies de aquecimento secundário. 
Nas zonas radiantes, o calor se transfere diretamente do fogo para as superfícies de 
aquecimento e, nas zonas de convecção, o calor se transfere dos gases aquecidos para 
a superfície de aquecimento. 
Com a finalidade de melhorar o rendimento das caldeias, os gases quentes, exauridos 
da zona de convecção são aproveitados, primeiramente, para o aquecimento da água 
de alimentação e depois para o pré-aquecimento do ar necessário à combustão. 
 
2.2.1 – FUNCIONAMENTO: 
Para entendermos este funcionamento, usaremos o modelo básico, que é composto 
pelos tubulões superior e inferior, pelos tubos ascendentes e descendentes e pela 
fornalha. O tubulão superior opera com água até o seu nível médio (cerca de 50%) e o 
tubulão inferior, afogado, ou seja, cheio de água. Os tubos ascendentes encontram-se 
voltados para o lado da fonte de energia enquanto que, os tubos descendentes, estão 
na posição oposta, ou seja, não recebem parcela significativa da energia. 
Podemos concluir que a transferência de calor e a formação de vapor se darão apenas 
nos tubos ascendentes, na face exposta a fonte de energia. Como conseqüência 
imediata, um diferencial de peso especifico se estabelece entre a água dentro dos tubos 
da zona radiante e a água encontrada nos tubos, na zona de convecção. A água com 
maior peso especifico dos tubos descendentes empurra a água com menor peso 
especifico dos tubos ascendentes para o tubulão de vapor, iniciando-se então uma 
circulação natural, a uma velocidade adequada para a operação da caldeira. 
Ao chegar ao tubulão superior e encontrar a superfície livre, o vapor sairá do seio do 
liquido, separando-se e sendo acumulado. Enquanto isso, toda a água liquida passa, 
obrigatoriamente, pelo tubulão inferior. Conseqüentemente, todos os depósitos que 
porventura possa se formar no interior da caldeira, se acumularão neste vaso. 
Nas caldeiras trabalhando com pressões superiores a 140 Kgf/cm², o diferencial de peso 
especifico estabelecido é baixo, produzindo uma velocidade de fluxo imprópria para a 
operação. Nestes casos, utilizam-se bombas para recirculação forçada da água. 
O vapor desprendido do tubulão superior é chamado de saturado, pelo seu conteúdo, 
com água. O retorno deste vaporpara um feixe tubular chamado superaquecedor, na 
zona de calor radiante, permite que mais calor adicionado ao vapor saturado evapore 
os últimos traços de água e os transforme em vapor seco ou super aquecido. 
As razões para o superaquecimento do vapor, são: 
• Remoção das gotas de água nele contidas; que em alta velocidade, podem 
produzir pites e erodir as pás das turbinas. 
• Aumento na eficiência das turbinas, quando a diferença entre a temperatura de 
admissão e a temperatura de exaustão do vapor aumenta. 
Caldeiras críticas e supercríticas são aquelas isentas de tubulões. As primeiras possuem 
um separador de água, e nas segundas a água passa numa tubulação continua, para a 
fase do vapor. Obviamente, o fluxo de água é alimentado por bombas. 
3 – COMPONENTES: 
Devido as suas características, importância para a indústria e complexidade, serão 
relacionados os principais componentes das caldeiras aquatubulares. Os principais 
elementos que compõem estes tipos de caldeiras são enumerados abaixo: 
• Tubulão inferior ou tambor de lama 
• Coletores de alimentação 
• Piso da fornalha 
• Queimadores 
• Caixa de ar dos queimadores 
• Tubos 
• Chaparia externa 
• Coletor superior 
• Ciclones 
• Eliminadores de gotículas 
• Tubulão superior 
• Isolamento de tubulão 
• Superaquecedor 
• Septo 
• Soprador de fuligem 
• Porta de visita 
 
 
3.1 – TUBULÕES: 
Eles estão divididos em dois grupos, quais sejam, tubulão superior ou de vapor e 
tubulão inferior ou de lama. O tubulao superior é um vaso de pressão cilíndrico cuja 
finalidade é separar, acumular o vapor d’água gerado e receber a água de alimentação 
da caldeira. Convém ressaltar que podem existir caldeiras com mais de um tubulão 
superior. Com a finalidade de melhorar a qualidade do vapor gerado. Esses tubulões 
são dotados de dispositivos especialmente projetados para reduzir a presença de 
umidade do vapor, conhecida como internos do tubulão, que são confeccionados em 
aço carbono, atuando sobre o fluxo água-vapor das seguintes formas: 
• Força da gravidade; 
• Força inercial; 
• Força centrifuga; 
• Filtração; 
• Lavagem. 
Os internos, cujo funcionamento se baseia nas três primeiras formas, são chamados de 
dispositivos primários de separação de vapor, sendo próprios para uso em pressões de 
gerações medias e baixas. Neste caso, enquadram-se os ciclones, as chicanas e os 
labirintos. 
Já os dispositivos de funcionamento baseados em filtração e lavagem, são dispositivos 
secundários de separação de vapor que se tornam imprescindíveis quando da geração 
de vapor em altas pressões. A chamada “filtração”, ocorre num conjunto de placas 
corrugadas ou grelhas, também conhecidas como telas. A eficiência deste processo, 
depende, fundamentalmente, da área e percurso do fluxo no acessório, do tempo de 
contato e da velocidade do vapor nos elementos, que deve ser baixa. 
Os principais acessórios internos dos tubulões superiores de caldeiras são telas, 
separadoras, ciclones, calhas, distribuidores e chicanas. 
A função do tubulão inferior é acumular a água liquida e coletar depósitos para que, 
posteriormente, possam ser drenados. Com raras exceções, eles não possuem 
acessórios internos. Convém lembrar que podem existir caldeiras onde o tubulão 
inferior não está presente. 
Os tubulões, tanto o superior como o inferior, são fabricados em aço carbono e 
soldados. O aço geralmente empregado é um aço de médio carbono, totalmente 
acalmado, sendo os mais comuns o ASTM A – 515 e o ASTM – 516. No passado, era 
comum a construção desses componentes usando-se chapas rebitadas. 
De uma forma geral, as bocas de visita dos tubulões têm fechamento de dentro pra 
fora e sede elíptica. Isto para permitir a introdução da tampa no tubulão. É 
freqüentemente também que, para compensar o aumento de tensão provocado pela 
furação dos tubos, a espessura da chapa do tubulão superior na região de 
mandrilagem desses tubos seja maior. 
Os tubulões são dispostos horizontalmente em uma caldeira sendo que, o tubulão 
inferior, possui uma leve inclinação no sentido da descarga de fundo, cuja finalidade é 
facilitar a remoção da lama. 
A estes tubulões são fixados os tubos por onde escoam a água e o vapor gerado. Esta 
fixação é feita através de mandrilagem, que consiste na expansão do diâmetro de um 
tubo através da ação mecânica de roletes calcados sobre a superfície interna dos 
tubos. A expansão do diâmetro do tubo provoca a sua fixação no tubulão por 
interferência. Alguns projetos exigem que a extremidade do tubo seja alargada. Neste 
caso, utiliza-se uma mandriladora com dois conjuntos de roletes. 
Quanto maior o número de roletes, melhor e mais uniforme é a dilatação do tubo. 
Uma quantidade insuficiente de roletes pode provocar escamação, trincas, 
encruamento, tensionamento excessivo ou irregular e vazamentos. 
A mandrilagem de um tubo deve ser controlada para evitar falhas por expansão 
excessiva. Quando da troca de um tubo, devem ser verificados os diâmetros do tubo 
novo (interno ou externo) e do furo do tubulão, uma vez que, após ter sofrido 
excessivas mandrilagens, o tubulão pode apresentar um alargamento de seus furos e 
tal monta que prejudique a fixação do tubo novo. 
A mandrilagem pode ser feita manualmente ou com ferramenta pneumática. Contudo, 
quando for necessária a substituição de um tubo, é recomendável que a mandrilagem 
seja feita manualmente. Isto porque a utilização de uma mandriladora pneumática, 
devido às vibrações e ao excessivo esforço, pode causar o afrouxamento das 
mandrilagens dos tubos vizinhos. 
Em caldeiras de alta pressão, após a mandrilagem, é efetuada uma solda de selagem 
entre os tubos mandrilados e o tubulão. 
Após um tubo ter sido removido, o técnico de inspeção deve verificar se não 
ocorreram avarias no tubulão e nos ressaltos do furo (grooves). Eventuais avarias 
podem ser reparadas utilizando-se um procedimento, qualificado pelo fabricante ou 
elaborado por profissional habilitado. 
 
3.2 – TUBOS 
Os tubos de uma caldeira são os elementos de maior volume. Para se ter uma idéia, 
em uma caldeira cuja produção de vapor seja de 100 t/h, podemos encontrar mais de 
1.800 tubos, cada um deles com mais de 10 metros de comprimento. Esse conjunto de 
tubos, que neste tipo de caldeira possui o diâmetro variando entre 50 a 75 mm, vai 
formar o que chamamos de fornalha da caldeira. 
Os tubos das caldeiras são constituídos em aço carbono, sendo a especificação mais 
comum a ASTM – 178, que é a especificação para tubos de aço com costura. Para esta 
solda de costura dos tubos só se admite o processo por resistência elétrica. 
Para se impedir a passagem de gases através da parede de tubos, são soldadas as 
chapas entre eles, chapas estas chamadas aletas ou chapas de selagem. Desta forma, 
os tubos passam a formar um painel ao qual se dá o nome de “parede d’água”. Este 
tipo de montagem tem sido muito utilizado em projetos modernos, sendo todas as 
paredes laterais da caldeira montados em forma de painéis. 
 
3.3 – COLETORES E DISTRIBUIDORES: 
Os coletores são elementos tubulares onde se fixam os tubos de uma parede ou 
painel. Os distribuidores interligam os coletores ao tubulões. Em geral, estes 
elementos estão submetidos aos gases quentes, sendo protegidos por refratários. 
A fixação do tubos de uma parede ou painel aos coletores pode ser por solda ou por 
mandrilagem. No caso de fixação por mandrilagem, é necessária a existência de uma 
abertura na parede oposta do coletor para possibilitar a instalação de mandriladora. 
Esta abertura chama-se “portaló” que possui sede elíptica, tal qual o tubulão. 
 
3.4 – SUPERAQUECEDORES: 
Como já vimos anteriormente, o vapor gerado em uma caldeira é saturado. Assim, ao 
deixar o tubulão, apesar da presença dos dispositivos de separação vapor-líquido, 
ainda há água liquida dispersa pelo vapor. Este vapor úmido não é apropriado para o 
uso em maquinas movidasà vapor uma vez que a presença de umidade pode vir a 
provocar a erosão destas maquinas. Logo, para que esta umidade seja retirada do 
vapor gerado, é necessário que este vapor seja superaquecido, ou seja, que ele tenha a 
sua temperatura elevada além do seu ponto de ebulição para uma dada pressão. Esta 
etapa se dá em um componente chamado de superaquecedor. 
O superaquecidor nada mais é do que um conjunto de serpentinas, dentro das quais 
circula o vapor saturado a ser superaquecido. Eles são, geralmente, colocados na zona 
de radiação de chama, onde o fluxo de gases é mais quente. 
Devido aos coeficientes de troca térmica, a temperatura da parede metálica dos tubos 
das paredes d’água que circula no interior dos tubos. Na verdade, não importa quão 
alta está a temperatura da chama ou dos gases externos aos tubos; enquanto houver 
água no interior do tubo, a temperatura da parede metálica será próxima à da água. 
Nas pressões usuais de operação das caldeiras, a temperatura da água é de, no 
máximo, 480°C. Logo, esses tubos são especificados em aço carbono. 
No caso dos superaquecedores, não existe água na fase liquida dentro dos tubos sendo 
a temperatura da parede metálica bem superior a temperatura do vapor. Desta forma, 
a medida que houve necessidade de se aumentar à temperatura do vapor, começou a 
aparecer os projetos de superaquecedores onde era preciso aumentar o limite de 
resistência à fluência dos tubos. Com isso, começaram a ser utilizados tubos em aços-
liga, carbono-molibdênio. 
 
 
3.5 – CHICANAS E DEFLETORES: 
São elementos cuja finalidade é direcionar a passagem dos gases quentes; de forma a 
termos um melhor aproveitamento desses gases. Eles são normalmente construídos 
em alvenaria (tijolos refratários) ou em chapas de aço carbono. 
As chicanas melhoram a troca térmica, distribuindo o calor dos gases. Já os defletores 
reduzem o turbilhonamento, direcionam os gases e facilitam o fluxo, eliminando as 
perdas de carga. 
 
3.6 – VALVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO: 
São válvulas que evitam que a pressão da caldeira ultrapasse a pressão máxima de 
projeto. Caldeiras de pequeno porte possuem válvulas que podem ser acionadas 
manualmente. Caldeiras maiores possuem válvulas acionadas pelo painel de controle. 
A maioria das válvulas não permite acionamento pelo operador e abre 
automaticamente quando a pressão de operação da caldeira ultrapassa a pressão para 
qual a válvula está regulada. 
De uma forma geral, caldeiras de grandes capacidades (da ordem de 200 t/h), 
possuem mais de uma válvula de segurança e alívio. Uma disposição típica é aquela 
onde se tem uma PSV no superaquecedor e duas outras no tubulão. Neste caso, uma 
vez que cada válvula abre a uma pressão ligeiramente superior à da válvula anterior, a 
primeira válvula a abrir é a do superaquecedor, o que faz com que o fluxo de vapor nas 
serpentinas seja garantido. Se a pressão da caldeira continuar subindo, uma das 
válvulas do tubulão se abrirá. Se necessário, as três ficarão abertas. Se a primeira 
válvula a abrir for a do tubulão, poderia ocorrer superaquecimento dos tubos do 
superaquecedor. 
 
3.7 – INVÓLUCRO DA FORNALHA: 
Os invólucros de caldeiras têm a finalidade de separar os gases quentes de combustão 
do ar exterior. Nas caldeiras onde a pressão da fornalha é negativa, o invólucro impede 
a entrada do ar externo para a caldeira. Já quando a pressão da fornalha é positiva, 
ocorre o inverso, ou seja, o invólucro impede a fuga dos gases quentes para o exterior. 
Estes invólucros são geralmente construídos em aço carbono estrutural. 
Em caldeiras mais antigas, o sistema usado era o chamado de parede fria com 
refratamento interno com tijolos. 
Nos projetos mais modernos, o refratamento interno com tijolos é substituído por um 
isolante térmico (lã de rocha ou concreto refratário) e os tubos por painéis de parede 
d’água. Estes painéis são mais leves e usam uma pequena quantidade de material 
refratário, o que faz com que a temperatura de operação da caldeira seja atingida mais 
rapidamente. 
 
3.8 – CHAMINÉS: 
São dutos verticais destinados a garantir a circulação dos gases de combustão das 
caldeiras para a atmosfera. 
As chaminés podem ser construídas em tijolos, concreto armado em aço. Quando 
construídas em concreto, é necessária a utilização de um revestimento de tijolos ou 
concreto refratário. Por outro lado, as chaminés de aço, devem possuir um 
revestimento com refratário antiácido, de forma que seja evitada a corrosão por 
condensação de gases ácidos na chaparia da chaminé. Outros tipos de chaminés 
construídas de aço usam revestimento refratário para resfriar a chaparia e permitir a 
utilização de espessuras de chapas menores. 
 
3.9 – REFRATÁRIOS: 
São materiais cerâmicos, usados sob a forma de tijolos ou concreto monolítico, cuja 
finalidade é proteger as partes pressurizadas das caldeiras da incidência de chama, 
bem como, para evitar perdas de energia para o exterior da caldeira. 
Existem duas grandes classes de refratários, quais sejam, tijolos e concretos isolantes e 
tijolos e concretos refratários. 
Os tijolos e concretos isolantes são, em geral, leves e possuem baixa densidade e 
resistência mecânica, sendo usados, basicamente, para impedir a troca térmica 
(isolantes térmicos). 
Os tijolos e concretos refratários são duros e possuem alta densidade e baixa 
permeabilidade, sendo usados, primordialmente, para vedação de gases e proteçao 
contra a incidência de chama. 
Em tubos horizontais, como nos tubos do piso de uma caldeira, são colocados 
refratários para evitar que haja vaporização da água, o que viria a impedir a circulação 
da mesma na parte superior do tubo, provocando o seu superaquecimento. Este 
fenômeno é conhecido como “steam blanketing” e será visto posteriormente. 
Refratários também são utilizados nos queimadores da caldeira como direcionadores 
de chama, dando forma e impedindo que a mesma incida nas paredes do queimador. 
Os refratários usados em caldeiras são do tipo sílico-aluminosos, que consistem de 
uma mistura de sílica e alimina. Quanto maior a quantidade de alumina, maior a 
resistência à temperatura, ao passo que, quanto maior o teor de sílica, maior é a 
resistência à condensação ácida. Este é o motivo pelo qual usam-se refratários de alta 
alumina junto aos queimadores (porcentagem de alumina superior a 80%) enquanto 
que, nas chaminés, são mais indicados refratários com altos teores de sílica. Os 
refratários de alta alumina são mais caros que os de alta sílica. 
 
3.10 – EQUIPAMENTO E DISPOSITIVOS AUXILIARES: 
São equipamentos, como a própria definição denota, utilizados, na grande maioria das 
vezes, para melhorar a performance das caldeiras. Os dispositivos mais comuns serão 
citados a seguir. 
3.10.1 – DUTOS DE AR E GASES: 
Tal qual as chaminés, a sua finalidade é conduzir o ar necessário a queima do 
combustível nos queimadores da caldeira e os gases de combustão para o exterior. 
Eles são geralmente construídos em aço carbono estrutural. Quando a temperatura 
dos gases for inferior a 480°C, o duto pode ser constituído sem revestimento refratário 
interno. Com isso, o duto fica mais leve. Entretanto, devido à dilatação, passa a ser 
obrigatória a instalação de juntas de expansão. 
3.10.2 – JUNTAS DE EXPANSÃO: 
São elementos flexíveis cuja finalidade é acomodar as dilatações de dutos e invólucros 
de gases. São geralmente construídos em chapas finas de aço carbono ou aço 
inoxidável. Caso não houvesse a presença da junta de expansão, o duto de gases 
provocaria danos ao se dilatar entre a caldeira e a chaminé. A junta de expansão deve 
possuir um isolante térmico na sua superfície externa para evitar o resfriamento do 
seu fole. Caso isso aconteça, os gases de combustão no interior do duto podem se 
condensar sobre a superfície do fole e provocar a sua corrosão. 
Quando construídos em aço inoxidável, os foles não apresentam desempenho muitosuperior aos foles de aço carbono, principalmente se ocorrer condensação dos gases. 
 
3.10.3 – PRÉ AQUECEDORES DE AR. 
São equipamentos permutadores de calor; com a finalidade de aquecer o ar destinado 
a combustão, aproveitando, normalmente, o calor dos gases de combustão. 
Os materiais mais empregados na construção dos pré-aquecedores são os aços 
patináveis, que, para este tipo de serviço, apresentam desempenho superior a diversos 
tipos de aço inoxidável. Estes materiais são aços carbono com pequenas adições de 
nióbio, cobre e outros elementos que provocam o aparecimento de uma pátina 
(camada de óxido) sobre a superfície metálica. Esta camada promove proteção em 
meios oxidantes. 
Existem basicamente, dois tipos de pré-aquecedores de ar: os tubulares e os 
regenerativos. 
Os pré-aquecedores de ar tubulares são constituídos de um feixe tubular, fixado em 
espelhos, inserido em um invólucro de chapa metálico. Os gases de combustão 
circulam pelo interior dos tubos e o ar pelo lado externo aos mesmos. Este arranjo 
facilita a limpeza dos pré-aquecedores, uma vez que ele pode fazer a lavagem das 
cinzas depositadas no interior dos tubos pelos espelhos dos pré-aquecedores. 
Este tipo de pré-aquecedor vem sendo substituído por unidades mais compactas: os 
pré-aquecedores regenerativos. 
Estes pré-aquecedores são constituídos por um motor que opera em baixa rotação (2 a 
3 rpm), girando um rotor inteiramente metálico que contém cestos que atuam como 
“transportadores” de calor. 
O principio de funcionamento consiste no fato de os gases quentes aquecerem uma 
massa metálica (cestos). Conforme o rotor gira, a massa metálica aquecida é colocada 
em contato com o ar frio, transferindo o calor acumulado para este ar que entra na 
caldeira. A operação é continua, ou seja, é, se aquecendo, a outra metade, aquecida 
anteriormente, está em contato com o ar frio, aquecendo este e resfriando-se. O que 
torna o processo ininterrupto é a existência de diversos cestos, que giram em torno de 
um eixo, ora passando pelo duto de gás quente, ora passando pelo duto de ar frio. Em 
resumo, podemos dizer que, em cada giro completo do rotor, o conjunto recebe calor 
dos gases quentes e cede calor ao ar frio. 
Para se fazer a vedação entre os cestos rotativos e as paredes dos dutos existem 
chapas finas flexíveis, fixas ao conjunto rotativo. Estas chapas são reguláveis, de forma 
a se deixar uma folga suficiente para a rotação do conjunto sem sobrecarregar o 
acionamento mecânico. A corrosão dessas chapas provoca a perda da eficiência do 
pré-aquecedor, devido às fugas de gases de um duto para o outro. 
 
3.10.4 – SOPRADORES DE FULIGEM: 
Eles têm por finalidade manter as superfícies de troca térmica limpas de cinzas e 
fuligem. São chamados também de ramonadores e têm, em geral, a forma tubular 
possuindo diversos tubos ao longo de seu comprimento para a saída de vapor em 
forma de jato. 
Os ramonadores são classificados em dois tipos: ramonadores fixos e ramonadores 
retráteis. 
Os ramonadores fixos podem ainda ser classificados em estacionários e rotativos. Estes 
tipos de ramonadores estão localizados na zona de convecção das caldeiras onde, 
normalmente a temperatura dos gases é relativamente baixa. 
Por estarem permanentemente em contato com os gases quentes da caldeira, os 
ramonadores fixos estão sujeitos à fadiga térmica, à oxidação e as temperaturas 
elevadas. Isto provoca resfriamentos bruscos e intermitentes. Por esse motivo, eles 
são geralmente especificados em ligas de aço inoxidável de alto cromo e níquel, como 
os aços AISI 309, AISI 310 ou ligas Cr-Ni-Fe especiais. 
Os ramonadores retráteis estão localizados nas zonas de altas temperaturas de 
caldeiras, como na região dos superaquecedores. Eles são mantidos fora da caldeira e, 
portanto, permanecem frios quando não estão operando. 
O seu funcionamento se baseia em movimentos lentos de rotação em torno de seu 
eixo, além de um deslocamento longitudinal para o interior da caldeira. 
O seu funcionamento se baseia em movimentos lentos de rotação em torno do seu 
eixo, além de um deslocamento longitudinal para o interior da caldeira. 
Estes tipos de ramonadores, quando em operação, não atingem temperaturas 
elevadas, uma vez que por eles passa um grande fluxo de vapor que os refrigera. Por 
este motivo, podem ser construídos em aço carbono. 
 
3.10.5 – QUEIMADORES: 
São equipamentos destinados a introduzir continuamente o combustível e o ar para 
dentro da fornalha. Eles têm que suportar temperaturas que variam desde 300°C, que 
é a temperatura do ar pré-aquecido, até cerca de 2.000°C, que é a temperatura da 
chama. 
As funções dos queimadores estão relacionadas a seguir. 
• Liberar combustível e ar para a câmara de combustão; 
• Promover a mistura do combustível com o ar; 
• Permitir condições para a queima continua do combustível (combustão 
estável); 
• Pulverizar e vaporizar o combustivel, no caso de combustíveis liquidos. 
Os queimadores podem ser de dois tipos: 
• Simples – que queimam um único combustível, ou seja, gás ou óleo 
combustível; 
• Combinado ou Misto – que podem queimar óleo e/ou gás combustível. 
As partes principais do queimador são: o bloco refratário e o maçarico. 
 
3.10.5.1 – BLOCO REFRATARIO: 
É um conjunto de tijolos refratários ou um bloco monolítico, de forma normalmente 
circular, no interior do qual a chama do maçarico se proteja para a câmera de 
combustão. O desenho interno do bloco refratário influi na forma da chama. Ele possui 
as seguintes finalidades: 
• Proporcionar uma mistura mais homogênea entre o combustível e o ar 
devido ao seu formato (bocal); 
• Contribuir para aumentar a eficiência da combustão, pois recebe calor da 
chama e o transmite à mistura a ser queimada, ajudando na ignição do 
combustível e na estabilidade da combustão. Por isso, torna-se difícil iniciar 
a queima, quando o bloco refratário se encontra frio, durante a partida; 
• Servir para formar o corpo da chama, impedindo ou reduzindo a incidência 
nos tubos. 
 
3.10.5.2 – MAÇARICOS: 
Os principais tipos de maçaricos são: os maçaricos a gás e os maçaricos a óleo. Os 
maçaricos a gás são, em geral, maçaricos simples, uma vez que o combustível é 
introduzido diretamente na fornalha, passando através de uma simples lança, sem 
necessidade de ser atomizado, como acontece com combustíveis liquidos. 
Ao contrario dos combustíveis gasosos que, em seu estado natural, já estão em 
condições de reagir com oxigênio, os óleos combustíveis precisam ser processados 
segundo os seguintes estágios: 
• Atomização: o combustível é reduzido a pequenas gotículas aumentando a 
área total do óleo e facilitando a sua vaporização; 
• Vaporização: as gotículas do óleo atomizado retiram calor do ambiente 
passando ao estado vapor; 
• Mistura: o combustível, já vaporizado, mistura-se com o oxigênio do ar 
formando uma mistura inflamável; 
• Combustão: a mistura ar-vapor de combustível reage quimicamente, liberando 
calor. 
Estes tipos de maçarico podem ser de queima simples ou de queima combinada. De 
uma forma geral, os queimadores de óleo possuem, alem do maçarico propriamente 
dito, um bloco de refratários conhecido como bloco primário ou “boca de queimador”, 
no interior do qual o maçarico se projeta. O maçarico é a parte do queimador onde se 
verifica a queima do óleo e consistem essencialmente de duas peças, quais sejam, o 
bico e o maçarico. 
Os maçaricos de queima combinada são os mais empregados em refinarias. No mesmo 
queimador podem ser usados tanto os óleos como o gás. Já quando é utilizada a 
queima simultânea de óleo a gás no maçarico, ou seja, em queima combinado gás-
óleo, a operação não é muito fácil, devido às dificuldades de se manter a queima 
estável. 
 
3.10.5.3 – MATERIAIS: 
A especificação dos matérias empregados em queimadores varia de acordo com as 
temperaturas existentes que, como vimos anteriormente, pode variarde 300° a 
2.000°C. Nas partes em contato com o ar pré-aquecido, onde não há incidência de 
radiação da chama, emprega-se o aço carbono. Em temperaturas superiores a 500°C, 
utilizamos aços inoxidáveis, normalmente o AISI 310. Para temperaturas ainda 
maiores, onde há incidência da radiação da chama, é utilizado refratário. 
Os bicos atomizadores de óleo são especificados em aço inoxidável ou aço ferramenta. 
Uma especificação usual é o aço ferramenta. Uma especificação usual é o aço 
ferramenta ASTM A – 681 D2, que é um aço de alto carbono, inoxidável (com 12% Cr), 
com molibdênio, vanádio e cobalto. Ele possui boa resistência à abrasão e boa 
estabilidade dimensional durante a têmpera. A estabilidade dimensional é desejada 
pois durante o uso é possível que o bico seja submetido à têmpera. Já os bicos dos 
queimadores a gás, quando sujeitos ao ataque por cinzas fundidas, devem ser 
especificados em aço inoxidável 50 Cr – 50 Ni. 
 
3.10.6 – ECONOMIZADOR: 
É um feixe tubular, cuja finalidade é aquecer a água de alimentação da caldeira 
utilizando os gases de combustão que deixam a mesma. Desta forma, recupera-se o 
calor dos gases de combustão e evita-se o choque térmico resultante da entrada de 
água fria no tubulão. 
4 - MECANISMOS DE DESGATE E AVARIAS: 
Devido à importância das caldeiras para a operação das industrias que necessitam de 
vapor, deve-se procurar evitar a possibilidade de processos corrosivos no sistema de 
geração de vapor. 
A corrosão no sistema de vapor, turbina e condensador, podem aparecer de forma 
uniforme, e, na maior parte das vezes, na forma localizada por pites ou alvéolos. A 
corrosão localizada é extremamente perigosa, porquanto mesmo os tubos novos, ou 
relativamente novos, poderão furar com a conseqüente parada do equipamento para 
tocá-los. Esta parada, além do prejuízo do equipamento, acarreta um prejuízo de valor 
incalculável, que é a parada da planta, quando não houver caldeira reserva. 
As incrustações nas tubulações das caldeiras poderão acarretar falta de refrigeração 
das paredes dos tubos, ocorrendo elevação localizada de temperatura e, como 
conseqüência, estufamento e rompimento do tubo. Prejuízos de grande monta são 
decorrentes do constante aumento do consumo de óleo para gerar uma mesma 
quantidade de vapor em uma caldeira que apresenta incrustações. 
 
4.1 – MECANISMOS BÁSICOS DA CORROSÃO EM CALDEIRAS: 
A corrosão em caldeiras é um processo eletroquímico que pode se desenvolver nos 
diferentes meios: acido, neutro e básico. Evidentemente que, em função do meio e da 
presença de oxigênio, se pode fazer uma distinção relativamente à agressividade do 
processo corrosivo: meio acido aerado é o de maior gravidade, sendo o básico não-
aerado o de menor gravidade. 
As reações que representam casos mais freqüentes de corrosão de caldeira são: 
 
- Meio Ácido: 
Fe → Fe²˖ + 2e 
2H + 2e → H₂ 
- Meio neutro ou básico aerado: 
Fe → Fe²˖ + 2e 
HOH + ½ O₂ + 2e → 2OH¯ 
 
 
- Ocorrendo em seguida as reações: 
Fe² + 2OH¯ → Fe (OH)₂ 
3 Fe (OH)₂ → Fe₃O₄ + 2H₂O + H₂ 
- Meio não-aerado: na ausência do oxigênio, em temperaturas acima de 220°C, o ferro 
é termodinamicamente instável, ocorrendo à reação: 
3 Fe + 4 H₂O → Fe₃O₄ + 4 H₂ 
O aço carbono é o material normalmente usado em caldeiras. Seu comportamento é 
plenamente satisfatório mesmo sabendo-se que ele é termodinamicamente instável à 
água, elevadas temperaturas. A razão do seu bom comportamento é a formação de 
um filme de magnetita, Fe₃O₄, altamente protetor dos aços nas condições de operação 
das caldeiras. Quando, por alguma circunstância, os tubos deixam de ser totalmente 
protegidos, a corrosão resultante toma a forma de ataque localizado do tipo por pites 
ou alveolar. Como produto de corrosão, sobre os pites ou alvéolos, se acumula um 
depósito preto de forma laminar que é extremamente espesso comparado com o filme 
protetor da magnetita. 
 
4.2 – CORROSÃO DAS PARTES MOLHADAS: 
As substancias mais agressivas presentes na água de alimentação das caldeiras são o 
oxigênio e o CO₂. O oxigênio provoca corrosão sob forma alveolar ou por pites, 
geralmente associada às frestas, depósitos ou incrustações e em zonas próximas ao 
nível água/vapor. A corrosão pelo oxigênio é agravada pela presença de cobre. 
A presença de cobre na água é freqüente quando se utiliza condensado de retorno na 
água de alimentação. O condensado normalmente dilui o cobre de interno de válvulas, 
bombas e tubos de condensadores de turbinas. 
A superfície interna da caldeira estará revestida por uma fina camada de Fe₃O₄. A falha 
permite o surgimento de corrosão por pites. 
O CO₂ deve ser removido junto com o oxigênio, nos desaeradores. O CO₂ 
remanescente é neutralizado com o controle de pH da água. Esta medida não é eficaz 
para a proteção das linhas de condensado, pelo que são utilizadas aminas absorventes 
de CO₂, adicionadas à água. Hidrazina e sulfito de sódio são também adicionados à 
água para remoção do oxigênio remanescente. 
Um desareador eficiente deve reduzir a concentração de oxigênio para 0.005 cm³/ I. A 
remoção total pode ser obtida com o sulfito de sódio, segundo a reação: 
2 NaSO₃ + O₂ → 2 NaSO₄ 
O sulfito deve ser injetado continuamente, na sucção da bomba de alimentação de 
água ou no sistema de desaeração. 
Em caldeiras com pressão superior a 60 bar (900 psi), a hidrazina é preferida, pois o 
sulfito tende a se decompor em altas pressões, formando SO₂ e H₂S, que causam 
corrosão no sistema de condensado. 
A hidrazina reage com o oxigênio obedecendo a seguinte reação: 
N₂H₄ + O₂ → 2 H₂O + N₂ 
 
4.2.1 – CORROSÃO POR CONCENTRAÇÃO: 
Concentrações elevadas de hidróxido de sódio (soda cáustica acima de 5%) podem 
migrar para fendas ou locais, onde a magnetita foi previamente destruída, reagindo 
diretamente com o ferro, conforme a reação seguinte: 
Fe + 2NaOH → Na₂FeO₂ + H₂ 
Este tipo de corrosão ocorre quando a parede do tubo da caldeira recebe um fluxo de 
calor muito elevado ou quando o tubo tem circulação deficiente. Nesta condição 
ocorre uma concentração de hidróxido de sódio, no filme, junto à parede aquecida, 
que provoca altas taxas de corrosão, às vezes associada à espessa formação de 
magnetita. Este problema é maior em tubos horizontais que recebem calor na parte 
superior. 
 
4.2.2 – “STEAM BLANKETING”: 
É a formação de uma grande bolha de vapor que restringe ou impede a circulação de 
água no tubo. Com a falha da circulação ocorre superaquecimento da parede 
provocando alteração metalúrgica e corrosão interna. 
 
4.2.3 – FRAGILIZAÇÃO CÁUSTICA: 
É uma forma de corrosão sob tensão que provoca trincas intercristalinas (entre os 
grãos de estrutura do aço). 
Ocorre em locais tencionados (estojos, rebites, soldas com dureza elevada, 
mandrilagens e elementos calandrados ou conformados), submetidos a concentrações 
elevadas de soda cáustica. 
As concentrações de soda usuais em água de caldeira não são suficientes para 
provocar a fragilização. Entretanto, em locais de vaporização elevada ou onde haja 
expansão da água (vazamentos, por exemplo), pode ocorrer aumento localizado da 
concentração de soda. 
 
4.2.4 – FRAGILIZAÇÃO PELO HIDROGÊNIO: 
Ocorre em caldeiras operando a pressões elevadas (da ordem de 125 bar – 1.8000 psi). 
a formação do hidrogênio está associada a depósitos porosos e aderentes à superfície 
metálica e a variações no pH da água da caldeira. Com pH baixo pode haver ataque do 
ferro com liberação de hidrogênio atômico. Usualmente, o hidrogênio formaria 
molécula e sairia da caldeira junto com o vapor. Entretanto, a condição do pH, a 
pressão elevada e alguns contaminantes no depósito podem impedir a formação de 
molécula e o átomo de hidrogênio pode permear na estrutura cristalina do aço. A 
difusão do hidrogênio nos aços e os mecanismos de fratura e fragilização são ainda mal 
compreendidos. É usual explicar a fratura de elementos de caldeira por hidrogênio,pela formação de metano, devido à reação do hidrogênio com o carbono da ferrita 
(fase cristalina do aço). É aceito que o metano formado provoca pressurização 
localizada a ponto de provocar o rompimento. Sabe-se, entretanto, que outros 
mecanismos de fragilização podem existir. 
Umas das teorias supõe que o hidrogênio enfraquece a coesão entre os átomos. Outra 
supõe que os átomos de hidrogênio alojam-se em locais de desalinhamento de 
empilhamento dos átomos de ferro (discordâncias) e impedem a movimentação dos 
planos de átomos. Como a movimentação dos planos é a responsável pelo 
comportamento dútil, o aço adquiriria comportamento frágil. 
 
4.2.5 – CORROSÃO POR AGENTE QUELANTE: 
Agentes quelantes são substancias adicionadas à água de caldeira que reagem com 
impurezas (cálcio, magnésio, ferro e cobre) e formam sais solúveis e estáveis 
termicamente. Desta forma, a formação de depósitos pode ser praticamente 
eliminada. Estes produtos, quando usados em concentração elevada, podem provocar 
corrosão. O uso de tratamento com agente quelante exige muito cuidado no controle. 
Existem casos de falhas graves em caldeiras onde ocorreu concentração alta, porque 
os operadores adicionavam um excesso de agente quelante para compensar elevações 
ocasionais na dureza da água. A corrosão geralmente se apresenta de forma uniforme, 
ocorrendo em locais de maior velocidade, podendo apresentar, também, forma 
alveolar. 
4.2.6 – “HIDE-OUT”: 
Pode-se considerar que haja sempre um liquido superaquecido, em contato com a 
superfície metálica dos tubos das caldeiras, áreas de geração de vapor. A alta 
temperatura nessa superfície pode originar a formação de vapor diretamente na 
mesma, ocasionando o aumento da concentração de um determinado sólido 
dissolvido na água da caldeira. Quando a concentração de um determinado sólido, 
nesta região, exceder sua solubilidade, é evidente que o mesmo cristalizará sobre a 
superfície dos tubos. Esse fenômeno é conhecido com o nome de hide-out. Tem-se, 
então, que a concentração desses sólidos na água aquecida circulando na caldeira é 
menor é menor do que a da região de hide-out. 
O problema ocorre, principalmente, quando a caldeira está trabalhando em cargas 
máximas em zonas de alta taxa de transferência de calor. 
A conseqüência do hide-out é falta de refrigeração das paredes do tubo, onde ele se 
estabelece, contribuindo para que seja atingido seu ponto de amolecimento. Nestas 
condições o tubo sofre estufamento e pode se romper. Há formação do chamado 
“joelho” ou “laranja” nos tubos. 
 
4.3 – CORROSÃO DAS PARTES EXPOSTAS AOS GASES: 
4.3.1 – OXIDAÇÃO: 
Exposto ao ar, o aço-carbono pode trabalhar em temperaturas de até 480°C, sem 
apresentar oxidação acentuada. Esta temperatura é próxima das temperaturas usuais 
do vapor de alta pressão gerado nas caldeiras. A combustão nos queimadores faz com 
que o teor de oxigênio nos gases que circulam na caldeira seja baixo. Esta atmosfera 
pouco oxidante não provoca corrosão externa significativa dos tubos da caldeira. 
A oxidação pode ser acentuada nos superaquecedores ou em tubos com deficiência de 
circulação ou com incidência de chama. Neste caso, forma-se um óxido negro, 
fortemente aderido à superfície metálica. 
 
4.3.2 – CORROSÃO POR CINZAS FUNDIDAS: 
Durante a operação da caldeira, os resíduos de combustão (partes não queimadas do 
combustível) depositam-se nas superfícies externas da caldeira. As partículas mais 
pesadas caem no piso, as mais leves se depositam nos tubos e paredes ou saem junto 
com os gases. 
A maior parte desses resíduos é fuligem – uma mistura de partículas de carbono e 
hidrocarbonetos pesados. A outra parte é composta por uma grande variedade de sais. 
A camada de produtos depositada sobre os tubos permanece aquecida pelos gases de 
combustão e resfriada pela parede do tubo, tendendo a ter uma temperatura superior 
à do tubo. Se a temperatura do depósito ultrapassar a temperatura de fusão dos 
componentes da cinza, estes componentes se liquefarão. Devido à temperatura 
elevada e ao estado líquido, os diversos elementos químicos presentes nas cinzas 
fundidas têm alta reatividade, o que torna a cinza corrosiva. Quanto maior a 
temperatura, mais composta se liquefazem e maior é a corrosão. A corrosão é maior 
entre 550 e 800°C. Os elementos mais prejudiciais são o sódio e o vanádio, que 
formam vanadatos e sais com temperaturas de fusão inferiores a 600°C. 
As regiões mais atacadas são as submetidas a temperaturas mais altas, entre as quais: 
refratário do piso, serpentina do superaquecedor, suportes de tubos e elementos dos 
queimadores (mais freqüente nos bicos atomizadores). 
A taxa de corrosão é muito elevada sendo maior nas partes mais baixas, onde 
escorrem as cinzas, e nas partes onde incide a chama. 
A temperatura de fusão das cinzas pode ser elevada a ponto de não causar problemas, 
se o excesso de ar de combustão não ultrapassar 3%. 
O piso refratário sofre a ação das cinzas fundidas e do óleo derramado pelos 
maçaricos. Este óleo é lançado sobre o piso em condições anormais de queima. Os 
resíduos de óleo e cinzas difundem pela estrutura do refratário, formando novas fases 
cerâmicas. Algumas fases têm volume maior que a fase original. 
O crescimento do volume na superfície atacada do refratário provoca trincamento e 
levantamento do piso, principalmente durante o resfriamento da caldeira. 
Os bicos de queimadores de gás, os difusores dos queimadores e os suportes de tubos 
expostos a altas temperaturas e a corrosão por cinzas fundidas podem ser 
especificados em liga de aço inoxidável 50 Cr – 50 Ni, que apresenta resistência 
superior às ligas 309, 310 e 312 usualmente empregadas. 
 
4.3.3 – CORROSÃO POR CONDENSAÇÃO DE ACIDO SULFÚRICO: 
Uma das formas de corrosão mais conhecidas e mais graves é aquela devida à 
condensação de ácido sulfúrico. 
O enxofre é encontrado no combustível, principamente, sob a forma de sulfatos, 
sulfetos e mercaptans. Combustúveis contendo compostos de enxofre liberam SO2 
durante a queima. O SO2 pode transformar em SO3 que, por sua vez, se transforma em 
H2SO4 quando absorve água. O SO2 se transforma em SO3 de acordo com a reação 
abaixo: 
SO2 + 1/2 O2 → SO3 
Fe2O3 
V2O5 
 
O SO2 reage com o oxigênio não usado na combustão e forma o SO3. Esta reação não é 
possível em temperaturas elevadas, na ordem de 550°C (temperatura para máxima 
conversão de SO2 para SO4) e auxílio de catalisadores. Os catalisadores mais indicados 
são o pentóxido de vanádio(V2O5) e o óxido de ferro(Fe2O3). Estas condições são 
aquelas que existem nas fornalhas das caldeiras. Na região do "bank" da caldeira a 
temperatura dos gases é bem próxima à temperatura de 550°C e as cinzas que 
recobrem os tubos são ricas em pentóxido de vanádio e óxido de ferro. 
Para a transformção de SO3 em ácido sulfúrico é necessário que o SO3 reaja com a 
água. Os gases de combustão são ricos em vapor d'água que reagem com o SO3, de 
acordo com a reação abaixo: 
SO3 + H2O → H2SO4 
 
O ácido formado estará sob a forma gasosa nos gases de combustão. Ao longo da 
caldeira os gases vão se resfriando ao trocar calor com os tubos. Quando a 
temperatura cai abaixo da tempratura de condensação do ácido, este se liquefaz e se 
deposita nas paredes e tubos da caldeira. A temperatura de condensação, também 
chamada de temperatura de ponto de orvalho, é geralmente próximo de 180°C . Esta 
temperatura é variável em função de teor de enxofre do combustível e das condições 
de operação da caldeira. 
Existem tabelas e gráficos que estima o ponto de orvalho, a partir do teor de enxofre e 
das condições de queima de caldeira. também podem ser usados instrumentos 
especiais que, introduzidos nos dutos de gases medem a temperatura de condensação. 
As paredes mais sujeitas à condensação ácida são os dutos de gases, os pré-
aquecedores e a chaminé. 
A corrosão ácida é fortemente galvânica e ataca preferencialmenteas soldas. A 
superfície corroída fica polida e brilhante. O produto de corrosão é sulfato de ferro, 
que tem geralmente cor branca e é muito aderente à superfície corroída. É frequente 
que a cor branca do depósito de sulfato seja encoberta pela fuligem. 
As taxas de corrosão são elevadas devido à alta temperatura e concentração do ácido. 
Tubos de aço-carbono são perfurados em poucas semanas de operação. Não é 
recomendável a substituição por aços inoxidáveis. O ambiente corrosivo anula a 
passividade da camada protetora de óxido dos aços inoxidáveis. Nesta condição, o aço 
inoxidável pode apresentar taxas de corrosão superiores as do aço-carbono. 
Os concretos refratários são muitos atacados, pois o ácido destrói o cimento de 
aluminato de cálcio, usado na formulação do concreto. Os tijolos são mais resistentes, 
pois a liga não é abtida com cimento. 
Os revestimentos refratários podem ser severamente atacados mesmo quando não há 
evidência de ataque nas partes metálicas. A temperatura cai ao longo da espessura do 
revestimento e gases que se infiltram em trincas juntas de dilatação atingem locais de 
temperaturas baixa, junto à chaparia e ancoragem do revestimento. 
E locais submetidos a ataque ácido não se deve empregar revestimento refratário de 
manta cerâmica, devido à alta permeabilidade do revestimento aos gases ácidos. 
 
4.3.4 - CORROSÃO EM PEÍODOS DE INATIVIDADE: 
Caldeiras são equipamentos projetados para operação contínua. A operação 
intermitente, principalmente quando o combustível contém teores elevados de sódio, 
enxofre e vanádio, pode provocar danos severos. Nestes casos, a frquência de 
inspeção deve ser ampliada. Em alguns casos, em peíodos de baixa demanda de vapor, 
é preferível manter duas caldeiras operando a meia carga a hibernar uma delas, ainda 
que comperda de eficiência do sistema. 
Os maiores problemas são a corrosão interna dos tubos e tubulões e a corrosão 
externa das partes pressurizadas; em contato com cinzas e refratários. 
Se a caldeira for mantida com água, a corrosão interna pode provocar pites e corrosão 
severa. A presença de lama, depósitos e oxigênio agravam a corrosão. Para preservar 
as partes internas são geralmente utilizados dois métodos. O primeiro mantém a 
caldeira totalmente cheia d'água, com 200ppm de hidrazina, para absorver o oxgênio 
dissolvido na água. Os espaços superiores (superaquecedor e topo de tubulão 
superior), que ficam acima do nível máximo de água, são pressurizados com 
nitrogênio. O segundo método mantém caldeira drenada e seca. A umidade é 
controlada por dissecante ou por aquecimento com lâmpadas ou resistência elétricas. 
As superfícies externas dos tubos e tubulões são muito corroídas pelas cinzas e 
refratários sulfatdos. Os sulfatos absorvem umidade do ar e, hidrolisando-se, liberam 
ácidos sulfúricos. A corrosão é severa. Caldeiras hibernando por período prolongados 
podem perder todos os tubos em contato com refratário. A proteção para o exterior 
dos tubos só é possível com a remoção do refratário e neutralização dos sulfatos. 
A construção usual das caldeiras não permite o acesso aos tubos para a inspeção 
visual. Uma vez constatado um processo de corrosão por pites, por exemplo, junto a 
refratário, perde-se a confibialidade da caldeira, até que seja efetuado um grande 
serviço de manutenção, desmonte de painéis e remoção de tubos para inspeção. 
Tendo sido encontrado um tubo furado por corrosão junto ao refratário, o inspetor 
será obrigado a considerar a possibilidade de que os demais tubos próximos e também 
em contato com o refratário estejam igualmente atacados. 
É um erro bastante comum pensar que o teste hidrostático é garantia suficiente de 
que não acorrerão furos em operação. A experiência demosntra o contrário. Caldeiras 
atacadas por corrosão ácida, em hibernação, podem apresentar furos com poucos dias 
de operação após o teste. 
A hibernação pode ser efutada com sucesso se existir um condicionamento, incluindo 
remoção de refratário, lavagem e neutralização, proteção contra intempérie e 
corrosão atmosférica. Obviamente, o condicionamento só é possível quando não 
houver previsão de uso da caldeira a curto/médio prazo. 
 
4.3.5 - EROSÃO E ABRASÃO: 
 Os tubos podem sofrer perda de espessura localizada devido á erosão. Partículas de 
cinzas, resíduos de combustão, catalisadores e outros particulados, arrastadis junto 
com os gases de combustão, podem provocar desgaste nos tubos, nos locais onde a 
velocidade for mais elevada. 
Caldeiras projetadas para queima de combustíveis contendo particulados (caldeiras a 
carvão e caldeiras de CO) têm fornalhas grandes, para aumentar a área de passagem 
dos gases e diminuir a velocidade. Um local propício a desgaste por erosão é formado 
quando dois tubos são colocados muitos próximos. Nas frestas existentes, a velocidade 
dos gases aumenta e ocorre um desgaste acentuado. 
Outra forma de erosão é devida a vazamentos de vapor. As sedes de juntas de flanges 
e de válvulas e as sedes de mandrilagens são erodidas quando um pequeno vazamento 
de vapor condensa partículas na área do vazamento. Com a erosão, a fresta, o 
vazamento e a própria erosão aumentam. 
Uma causa frequente de rompimentos catastróficos em tubos é a erosão de um deles, 
provocada pela incidência de vapor vazado de um tubo vizinho. Nestes casos, é 
possível que o vazamento inicial não seja percebido pelos operadores. O jato de vapor 
provoca a perda de espessura de tubo vizinho, até que este não resiste á pressão 
interna. Usualmente estes tubos abrem-se longitudinalmente, provocando grandes 
danos à caldeira. Estes rompimentos podem também ser provocados por 
posicionamento incorrteto dos ramonadores. 
Tubos podem ser danificados pela abrasão (atrito) provocada pelo contato com tubos 
vizinhos. A velocidade dos gases de combustão pode provocar oscilação dos tubos e 
serpentinas do "bank" e superaquecedor. Se existerem suportes quebrados ou mal 
projetados, um tubo pode atritar com outro e este atrito continuado gasta as paredes 
dos tubos até o rompimento. 
 
4.3.6 - FLUÊNCIA: 
Fluência pode ser definida como uma deformação que ocorre com materiais 
tencionados a alta temperatura, por longo período de tempo. Em caldeiras, os 
lementos mais sujeitos à fluência são os tubos do superquecedor. A fluência pode se 
manifestar sob a forma de aumento do diâmentro dos tubos e por flambagem. Com o 
aumento do diâmentro, advém a redução de espessura de aprede e o rompimento 
pela pressão interna. 
Podem ocorrer também trincas devido a fenômenos de deformação da estrutra 
cristalina do aço. 
Materiais operando em temperaturas acima de 480°C são projetados por critérios de 
flu~encia. Neste caso não é considerada a tensão elástica admissível. Usa-se a tensão 
admissível para fluência, que depende da vida útil determinada para o aquecimento. 
A maioria dos projetos prevê uma vida à fluência de 10.000 horas de operação. 
Com a fluência, aumenta o diâmetro do tubo. Um critério que foi muito utilizado, 
previa a substituição do tubo se seu diâmetro aumentasse 5%, por fluência. 
Atualmente tem-se tentado avaliar a vida residual do material, pela análise da sua 
microestrutura. Existem sinais característicos de fluência, tais como os vazios 
intergranulares, que indicam o estágio de fluência do material. 
 
4.3.7 - FADIGA: 
A fadiga é uma falha bastante conhecida por engenheiro e do técnico de inspeção. 
Ocorre devido à aplicação cíclica de tensões de tração na superfície matálica (materiais 
submetidos à compreessão não trincam por fadiga). A fadiga em baixa temperatura 
ocorre geralmente em locais onde há concentração de tensões ou de mudança de 
forma. A existência de pequenas trincas ou defeitos superficiais acelera o rompimento. 
A propagação da trinca de fadiga depende do nível de tensão aplicado e do número de 
ciclos. A fratura é caracterizada por apresentar uma área com estrias (marcas de praia)brilhante e uma área irregular. A área estriada deve-se à propagação lenta da trinca 
inicial. 
Quando a trinca atinge um tamanho crítico, o metal rompe rapidamente, provocando 
a marca irregular. 
Em caldeiras, a fratura em baixa tempratura será encontrada em elementos rotativos 
de bombas sopradores. Alguns elementos de tubulação e partes estruturais 
submetidos a oscilação também poderão apresentar trincas de fadiga. Os locais mais 
propícios à fraturas são os cordões de solda. 
 
4.3.8 - FADIGA TÉRMICA: 
A fadiga térmica é um trincamento associado a variações de temperatura. As tensões 
atuantes na fadiga térmica são muito elevadas (tensões térmicas são de ordem do 
limite de escoamento do aço). 
Os coletores de vapor superaquecidos, os coletores do economizador e os orfícios dos 
tubulões são os locais onde podem ocorrer grandes variações de temperatura, 
principalmente durante o incío de operação da caldeira. Alguns locais sofrem variações 
de temperatura mesmo em campanha, como é o caso de bocas de injeção de produto 
e água de alimentação. Os choques térmicos continuados podem provocar 
trincamento por fadiga térmica. Caldeiras com mais de 20 anos de operação devem ter 
estes componentes inspecionados com cuidado. 
 
4.3.9 - FADIGA SOB FLUÊNCIA: 
Na fadiga sob fluência, o material é submetidos a variação de tensão em alta 
temperatura. A resistência do aço à fadiga e á fluência, diminui bastante com a 
elevação da temperatura. Isto significa dizer que o número de ciclos de tensionamento 
necessário para fratura é menor em temperatura elevada. Em determinadas condições 
de temperatura e nível de tensão, o número de ciclos pode ser da ordem das dezenas 
e coincidir com o número de variações de pressão ocorridas na caldeira. 
O trincamento assume a forma de trincas perpendiculares a superfície, trincas estas 
transgranulares e em número elevado. 
 
4.3.10 - SUPERAQUECIMENTO: 
Superaquecimento pode ter diversas causas, como por exemplo, incidência de chama, 
falta ou deficência de circulação de água, "steam blanketing" e depósitos internos. 
O superaquecimento pode provocar oxidação acentuada e diminuição da vida útil à 
fluência. Alguns fenômenos metalúrgicos tais como a precipitação de fases e 
carbonetos, a esferoidização, a grafitização e o crescimento de grão são promovidos 
pelo superaquecimento. Estes fenômenos modificam as propriedades mecânicas do 
aço, alterando limites de resistência e alongamento e provocando rompimentos na 
pressão de operação. 
Uma avaria particularmente conhecida do pessoal de manutenção de caldeiras é a 
chamada "laranja". É provocada pelo superaquecimento loalizado de um tubo. Forma-
se quando um depósito interno (óxido, graxa, óleo arrastado pela água ou sais 
inscrustados) não permite a refrigeração de um trecho do tubo. 
A tensão de escoamento cai localizadamente e a pressão interna provoca o 
crescimento de uma protuberância na parede superaquecida. 
As laranjas, geralmente, ocorrem na zona de radiação da caldeira, no lado dos tubos 
voltado para a chama. Quase sempre são devidas à deficiência no tratamento da água. 
Quando o superaquecimento ocorre de um só lado do tubo, a parede superaquecida 
tem maior dilatação que a parede oposta. Esta diferença provocada o curvamento do 
tubo. É bastante observado em tubos expostos á incidência de chama. Neste caso, os 
tubos sofrem um abaulamento na diração da chama. 
 
4.3.11- AVARIAS EM QUEIMADORES: 
Materiais como o AISI 410, quando empregado em bicos de queimadores, podem 
trincar durante as operações de remoção da lança do queimador. Quando se encontra 
sem os fluxos de óleo e vapor, o bicodo queimador fica sem refrigeração, atingindo 
temperaturas superiores a 900°C . Ao ser removida, o bico entra em contato com o ar 
frio externo, resfriando-se bruscamente. Com isso, as tensões térmicas geradas pelo 
resfriamento provocam o trincamento dos bicos. 
 
5 - LAVAGEM E NEUTRALIZAÇÃO DE CALDEIRAS: 
 A lavagem de caldeiras pode ser necessária quando a deposição de cinzas e fuligem 
em volta dos tubos prejucar a troca térmica. Pode também ser necessária quando os 
depósitos são muito ácidos e higroscópicos e provocam a corrosão dos tubos, se ca 
caldeira ficar longo tempo inativo. 
 Caldeiras operando com combustível com baixo toer de enxofre, com baixo excesso 
de ar, com temperaturas de saída dos gases definitivamente acima do ponto de 
orvalho e com boa eficiência de ramonagem poderão dispensar a lavagem, se o 
período de manutenção ou hibernação for curto. 
 A corrosividade das cinzas ácidas e do refratário atacado por SO2 depende também da 
umidade relatica do ar dentro da fornalha. Se a temperatura do ar é mantida elevada 
de forma a não permitir a absorção de água pela cinza ácida, não haverá corrosão e 
não será a lavagem. 
 Alguns procedimentos operacionais podem ser executados antes da parada da 
caldeira, com a finalidade de facilitar a limpeza. Por exemplo, deve-se queimar 
combustível com baixo teor de enxofre e sódio por um período de 12 horas. Melhores 
resultados podem ser obtidos com a adição de um inibidor de corrosão ou 
desincrustante adicionados ao óleo combustível, ou pulverizando na fornalha. 
 O procedimento mais utilizado na lavagem e neutralização de caldeiras, compreende 
as seguintes etapas: 
• lavar superaquecedor e tubos de bank durante o resfriamento da caldeira. A caldeira 
deve ter atingindo a temperatura de 150ºC ou a recomendada pela frabricante. Lançar 
água a 60ºC pelos ramonadores. A pressão de água no soprador deve ser da ordem de 
12Kgf/cm². Os sopradores devem ser postos a girar para melhor dispersão da água. 
Deve-se iniciar pela lavagem até que a água saia clara nos drenos.Os drenos devem ser 
dimensionados para remover a água e eventuais detritos de refratário. Recomenda-se o 
uso de drenos de diâmetro superior a 100mm (4"). 
 
• Lavar o pré-aquecedor de ar regenerativo, durante o resfriamento da caldeira, de 
acordo com as recomendações do fabricante; 
 
• Abrir e iluminar todos os acessos à caldeira, incluindo passagens através de chicanas; 
 
• Instalar andaimes de forma a permitir o acesso e os serviços de limpeza e inspeção; 
 
• Remover manualmente os detritos acumulados nas partes baixas da caldeira, que 
possam vir a obstruir os drenos; 
 
• Remover manualmente os depósitos acumulados no superaquecedor; 
 
• Lavar a caldeira com jatos de magueira à pressão de 10 Kgf/cm². Em locais onde o 
depósito for muito aderente deve ser usado o hidrojato. Deve ser prevista a necessidade 
de equipamento para hidrojatear entre tubos da bank e superaquecedores, munidos de 
jatos laterais. O jato d'água da mangueira manual não deve danificar o refratário. 
Quando isto ocorre, é porque o refratário já está com cimento ou elemento de liga 
deteriorado. Não existe meio de lavar caldeira sem molhar o refratário. Entretanto não 
existe prejuízo, desde que o procedimento de partida da caldeira obedeça à curva de 
secagem do refratário. 
 
• Efetuar a neutralização da caldeira, com solução de barrilha a 10% em água a 60ºC. A 
solução deverá ser lançada pelos sopradores de fuligem e pelo equipamento de lavagem 
manual. A barrilha apresenta menor risco de manuseio que a soda cáustica, apesar de ser 
menos reativa. As condições de trabalho dentro da caldeira não recomendam o uso da 
soda. 
 
• Remover os andaimes, fechar os acessos e efetuar secagem da caldeira, com 
acendimento dos queimadores, até atingir a temperatura de operação. A secagem deve 
obedecer à curva de secagem recomendada pelo fabricante (aquecimento brusco pode 
provocar a destruição dos refratários). Se for necessário efetuar serviços de manutenção 
na caldeira, deve-se cuidar que a mesma seja mantida seca durante a manutenção. 
 
 
Plástica localizadas, conhecidas por laranjas, que podem leva-los até mesmo à química destes 
equipamentos, limpeza esta que pode ser alcalina ou ácida.7.1 – LIMPEZA QUÍMICA ALCALINA: 
 
 Este tipo de limpeza é utilizado, com o objetivo de remover: óleo, graxas ou vernizes, 
aplicados durante a montagem das caldeiras ou após a sua manutenção. Visa também, neste 
último caso, a remover depósitos pouco aderentes de óxido de ferro. Esta operação é 
conhecida como boiling ou. 
 Em caldeiras que já estão em operação, são usadas, principalmente, para facilitar a operação 
de limpeza ácida posterior, condicionado dos depósitos existentes, tornado-os porosos. 
 As substâncias mais usadas na limpeza são as mencionadas a seguir: 
 
• Soda cáustica; 
• Barrilha ou carbonato de cálcio; 
• Fosfatos; 
• Dispersantes; 
• Tensos ativos; 
• Etc. 
 
7.2 – LIMPEZA QUÍMICA ÁCIDA: 
 
 Este tipo de limpeza tem como objetivo a remoção dos depósitos que não podem ser 
retirados pela limpeza alcalina. Essa remoção pode ser feita por solubilização ou deslocamento 
do depósito. Dependendo da natureza química do depósito, são utilizados diferentes ácidos 
inorgânicos ou orgânicos. 
 Como os ácidos podem, após remover os depósitos, corroer os vários tipos de aço utilizados 
em caldeira, costuma-se adicionar inibidor às soluções dos ácidos. Assim, no caso do emprego 
do ácido clorídrico, usa-se como inibidor de corrosão a dietiltiouréia. 
 Evidentemente, o tempo despendido para a realização da limpeza química ácida, varia em 
função da quantidade de incrustação. 
 Após a limpeza química ácida, é recomendável uma neutralização. Esta operação tem o 
objetivo de conseguir a passivação das superfícies metálicas limpas. 
 Uma lavagem química ácida compreende, em geral cinco etapas, as quais são: 
 
1) Fase removedora de depósitos inorgânicos. 
2) Fase ácida; 
3) Complicação de cloreto férrico; 
4) Neutralização; 
5) Passivação. 
 
 Dentre os fatores que fazem com que a operação de lavagem química seja eficiente, estão os 
mencionados a seguir: 
a) TEMPO: como mencionado anteriormente, depende do tipo e da quantidade dos 
depósitos a serem removidos. 
b) TEMPERATURA: é um dos mais importantes para o sucesso da operação. Na limpeza 
ácida, cada 12ºC de aumento na temperatura, corresponde a um aumento na 
velocidade de reação de, praticamente, o dobro. Entretanto, como acima de 65ºC, o 
inibidor de corrosão dos ácidos começa a decompor, esta deve ser a temperatura 
limite nesta etapa. 
c) CONCETRAÇÃO 
d) CIRCULAÇÃO: existem dois tipos de circulação usados na limpeza química das 
caldeiras: difusão e correntes térmicas. 
 
 Na limpeza ácida, a caldeira deve ser acesa para o aquecimento da água a uma temperatura 
de 60ºC e, em seguida, ser apagada. Após uma hora, deve-se dosar o ácido necessário. 
 Na circulação forçada, um tanque intermediário e uma bomba centrífuga são usados, sendo a 
solução injetada pelo fundo da caldeira, fluindo pela pare superior, retornando, então, ao 
tanque intermediário. 
 Durante a realização da lavagem química ácida, o técnico de inspeção deve fazer o 
acompanhamento da taxa de corrosão do processo mediante a instalação de cupons de 
corrosão em locais onde há a circulação. 
 Ao final da lavagem, o técnico de inspeção deve solicitar a remoção de um trecho de tubo 
para proceder a uma inspeção visual interna a fim de se certificar que a limpeza foi eficiente. 
 
 
8 – INSPEÇÃO: 
 
 Antes de iniciar a inspeção é muito importante que o técnico de inspeção conheça bem as 
características principais do equipamento a ser inspecionado. Além disso, ele também deve 
familiarizar-se com os desenhos e croquis existentes e conhecer o histórico do equipamento 
através dos relatórios disponíveis. 
 
 
8.1 – INSPEÇÃO EM OPERAÇÃO: 
 
 É aquela realizada com o equipamento em condições normais de operação. Este faz com que 
se tenha mais tempo disponível para outras tarefas de inspeção, durante, por exemplo, uma 
parada para manutenção. 
 Este tipo de inspeção deve ser feito diariamente e, registrados em lugar apropriado. Itens 
como a carga da caldeira, tipo de combustível utilizado bem como seus teores de 
contaminantes (se for possível), além de quaisquer outros dados relevantes devem ser 
registrados. 
 De uma forma geral, o roteiro a ser seguido pelo técnico de inspeção durante a inspeção de 
uma caldeira em operação deve levar em conta as etapas listadas a seguir. 
 
8.1.1 – PREPARATIVOS: 
 
• Separar desenhos, croquis e formulários necessários ao acompanhamento da inspeção; 
• Separar as ferramentas e equipamentos a serem utilizados; 
• Ler o relatório emitido pela operação, atentando para as principais variáveis de processo que 
impliquem diretamente no monitoramento de deterioração; 
• Consultar o pessoal de operação acerca de relatos e ocorrência anormais que possam 
subsidiar a inspeção. 
 
8.1.2 – REQUISITOS DE SEGURANÇA: 
• Informar ao operador responsável a sua presença na área e, quando da necessidade de 
inspeção, solicitar a permissão de trabalho; 
• Utilizar sempre os equipamentos de proteção individual adequado; 
• Certificar-se de que a área não possui restrição de acesso, em função de condições inseguras. 
 
8.1.3 – ROTEIRO DE SEGURANÇA: 
 
• Emitir as recomendações contendo os reparos necessários. Caso algum item de 
recomendação não possa ser realizado em campanha, o serviço deverá ser avaliado quanto à 
sua criticidade, e, em caso de comprometimento de integridade, deve-se, em conjunto com a 
operação, estabelecer a urgência de sua execução, de forma à não se causar maiores danos ao 
equipamento. Os serviços que forem considerados de baixa criticidade, onde não haja 
condição de execução em campanha, deverão ser englobados como itens de lista de serviços 
da parada vindoura; 
• No caso de haver parada extraordinária para realização de pequenos serviços, deverá ser 
avaliada, junto com a operação, a possibilidade de liberação para a realização de inspeção 
interna; 
• Registrar todos os fatos e observações relevantes, através de fotos, croquis e anotações para 
consulta, estudos posteriores e confecção de relatórios. 
• Caso seja necessário emitir um relatório descritivo além do formulário existente para cada 
equipamento, este deve seguir a mesma disposição do formulário de condições físicas; 
• Os ensaios não destrutivos devem ser realizados com base nas normas vigentes. Quando 
forem realizados por firmas contratadas, estas deverão elaborar procedimentos que deverão 
ser qualificados por órgão competente; 
• Verificar a integridade das estruturas, escadas, plataformas de acesso e base (fundações e 
alicerces). 
• Inspecionar visualmente toda a chaparia quanto à corrosão, furos e deformações, inclusive 
dos dutos de ar e gases mapeando as regiões corridas, deformadas ou queimadas para servir 
como subsídio de avaliação da integridade do revestimento refratário e evolução da sua 
deterioração. 
• Verificar a existência de indícios de vazamento de gases nos dutos e de gases, água e vapor 
através das paredes d’água e chaminé. Os vazamentos através das paredes d’água, podem ser 
identificados pela presença de jatos de vapor, visíveis através dos visores ou da chaminé. Além 
disso, podem ser identificados também pela diferença entre as vazões de água de alimentação 
e vapor gerado; 
• Verificar a integridade da chapa de proteção de alumínio do isolamento térmico quanto á 
existência de furos e deformações que caracterizem vazamento de gases e sua fixação; 
• Verificar a integridade da pintura; 
• Inspecionar visualmente os suportes; 
• Inspecionar os difusores de ar através dos visores dos queimadores quanto à integridade e 
acúmulo de depósitos; 
• Inspecionar a fornalha através dos visores quanto à presença de incrustações, incidência de 
chamas nos tubos e acúmulo de depósitos no piso. 
 
 Outras indicações de avarias graves são os aumentos da temperatura dos gases de 
combustão (medidos na chaminé), queda na temperatura do vapor gerado e necessidade de 
aumento de carga térmica para a manutençãodos níveis de geração do vapor. Todos estes 
sinais podem significar vazamento de vapor, de gases ou queda das paredes direcionais. 
 Sempre que estes vazamentos forem de grande porte, torna-se imperativo a parada da 
caldeira, uma vez que, dessa forma, evita-se o agravamento dos problemas e o aumento tanto 
do risco operacional como do custo da manutenção. 
 
8.1.4 – TESTES: 
 
 Com a caldeira em operação, o único teste a ser realizado é o das válvulas de segurança das 
caldeiras. Estes testes devem ser realizados a cada doze meses, conforme recomenda a NR-13, 
nos seus itens 13.5.3 e 13.5.4, para que a caldeira possa ter sua campanha prorrogada. 
 Existem dois procedimentos de teste de válvula de segurança, quais sejam: 
• CONVENCIONAL: que é realizado com elevação de pressão até a sua abertura ( o chamado 
“pop”). Neste teste, o comportamento da válvula pode ser observado durante sua abertura e 
fechamento. 
• ALTERNATIVO: que utiliza um cilindro hidráulico acoplado com a haste e que possui a 
finalidade de indicar a pressão de abertura, dispensando o “pop”, sem, no entanto, 
proporcionar a possibilidade de se observar o seu comportamento durante a abertura e 
fechamento. 
 
 A seqüência das válvulas a serem testadas; devem seguir a ordem decrescente de suas 
pressões de abertura de projeto. 
 Os seguintes itens devem ser observados durante a execução do teste convencional de PSV’s: 
• Caso acorra, a pressão em que a válvula apresentar passagem de vapor antes de sua 
abertura e durante a elevação de pressão; 
• Pressão de abertura da válvula; 
• Comportamento durante a abertura da válvula; 
• Pressão de fechamento da válvula; 
• Comportamento durante o fechamento da válvula; 
• Pressão em que, após o fechamento, a válvula apresente estanqueidade. 
 
 O teste de PSV’s é considerado aceito se a pressão de abertura encontra-se dentro do 
intervalo especificado pelo código ASME para sua pressão de projeto e a diferença relativa 
entre a pressão de abertura e de fechamento for menor ou igual a 7% para as PSV’s deverão 
apresentar estanqueidade após a realização dos testes. 
 
8.2 – INSPEÇÃO EM PARADA DE MANUTENÇÃO: 
 
 A inspeção em paradas pode ser divida em duas etapas, quais são: preparação e estudo, e 
execução da inspeção propriamente dita. Ela tem a finalidade principal de observar as 
condições físicas do equipamento. 
 Logo, para se proceder a uma inspeção em parada de manutenção, deve ser seguido o 
procedimento a seguir. 
 
8.2.1 – PREPARATIVOS PARA INSPEÇÃO: 
 
• Analisar os relatórios e o registro de ocorrências de inspeção geradas ao longo de campanhas 
anteriores; 
• Verificar os relatórios de termografia de chaminé existentes, referentes á última campanha; 
• Verificar a existência de RI’s pendentes; 
• Conhecer a lista de serviços da parada; 
• Separar desenhos, croqui e formulários necessários ao acompanhamento da inspeção; 
• Separar e verificar as condições e funcionamento das ferramentas e equipamentos a serem 
utilizados. 
 
8.2.2 – REQUISITOS DE SEGURANÇA: 
 
• Solicitar a permissão de trabalho; 
• Utilizar sempre os equipamentos de proteção individual; adequados para cada situação de 
risco; 
• Fiscalizar as condições de ferramentas e equipamentos a serem utilizados por serviços 
contratados de inspeção; 
• Certificar-se de que a iluminação e os acessos são suficientemente adequados ao serviço a 
realizar. 
 
8.2.3 – ROTEIRO DE INSPEÇÃO: 
 
8.2.3.1 – CONSIDERAÇÕES GERAIS: 
 
• Observar se a limpeza e neutralização atendem à proteção dos tubos e elementos de troca 
térmica quanto à corrosão e se permite condições mínimas para uma boa inspeção; 
• Emitir as recomendações contendo os reparos necessários e não previstos na lista de 
serviços de parada, no relatório de RI’s pendentes ao término de cada inspeção; 
• Registrar todos os fatos e observações relevantes, através de fotos, croqui e anotações para 
consulta, estudos posteriores e confecção de relatórios; 
• Em função das ocorrências observadas durante a inspeção, podem ser realizadas END’s além 
do pré-determinado para avaliar, com maior precisão, a integridade do equipamento; 
• Caso seja necessário um relatório descrito além do formulário existente para cada 
equipamento, este deve seguir a mesma disposição do formulário de condições físicas; 
• Quando for necessária a realização da limpeza química, este deve ter o acompanhamento da 
inspeção durante a sua execução com a finalidade de monitoramento da taxa de corrosão dos 
tubos durante cada fase; 
• Os END’s devem ser realizados com base nas normas vigentes. Quando forem realizados por 
firmas contratadas, estas deverão elaborar procedimentos que serão qualificados por órgão 
competente. 
8.2.3.2 – INSPEÇÃO EXTERNA: 
 
• Verificar a integridade das estruturas, escadas, plataformas de acesso e base (fundações e 
alicerces); 
• Inspecionar toda a chaparia e revestimento de alumínio quanto à corrosão, furos e 
deformações inclusive dos dutos de ar e gás; 
• Verificar a integridade da pintura; 
• Verificar a integridade do isolamento térmico; 
• Mapear as regiões de chaparia corroídas, furadas, deformadas ou queimadas para facilitar a 
inspeção do revestimento refratário quanto á localização das avarias; 
• Verificar a integridade do “buck-stay”; 
• Inspecionar os parafusos do “buck-stay”; 
• Verificar a integridade das janelas e inspeção e de seus acionamentos 
• Verificar o estado geral do isolamento térmico das tubulações; 
• Inspecionar as linhas de óleo e gás combustível, vapor de atomização e ramonagem e de 
proteção do superaquecedor; 
• Inspecionar suportes quanto à corrosão, avarias ou funcionamento, sejam elas estacionárias 
ou de mola; 
• Martelar as conexões de pequeno diâmetro (até 2”) tais como: conexões de termopares, 
drenos, vents, etc; 
• Realizar a medição de espessura pelo método de ultra-som das tubulações citadas 
anteriormente; 
• Realizar teste hidrostático de estanqueidade nas tubulações de óleo combustível e vapor de 
atomização; 
• Realizar teste pneumático de estanqueidade nas linhas de gás combustível. 
 
8.2.3.3 – INSPEÇÃO INTERNA INICIAL: 
 
• Inspecionar a fornalha bank e superaquecedor quanto á presença de incrustações nos tubos 
de água e geração de vapor; 
• Inspecionar visualmente o piso de concreto refratário quanto á presença de trincamentos, 
vitrificação e acúmulo de cinzas; 
• Inspecionar os tubulões quanto á presença de incrustações e o tubulão superior quanto 
avarias de internos para a obtenção de dados para inspeção final; 
• Inspecionar visualmente os dutos quanto á presença de incrustações e avarias de internos 
para a obtenção de dados para inspeção final. 
 
8.2.3.4 – INSPEÇÃO INTERNA FINAL: 
 
a) FORNALHA: 
 
• Realizar pré-teste hidrostático para verificar vazamentos nas mandrilagens dos tubulões e 
aqueles ocasionados por possíveis furos em tubos de parede d’água e do piso; 
• Inspecionar os tubos quanto á corrosão e presença de laranjas; 
• Inspecionar as aletas dos tubos das paredes, do piso e teto quanto à presença de furos e 
perda de espessura; 
• Realizar medição de espessura pelo método de ultra-som nos tubos das paredes, do piso, 
teto e coletores. 
 
b) “BANK” 
 
• Inspecionar os tubos quanto á corrosão e presença de laranjas; 
• Realizar medição de espessura pelo método de ultra-som, onde houver acesso. 
 
c) SUPERAQUECEDOR: 
 
• Inspecionar os tubos quanto à corrosão e presença de laranjas; 
• Inspecionar os coletores; 
• Realizar medição de espessura pelo método de ultra-som; 
• Verificar a integridade do tubo espaçador; 
• Inspecionar os suportes das serpentinas e coletores. 
 
d) TUBULÕES: 
 
• Verificar a integridade de seus internos (apenas no tubulão superior); 
• Inspecionar a superfície interna e externa; 
• Inspecionar os tubos de interligação com os coletores superiores das paredes laterais; 
• Realizar medição de espessura pelo