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Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________1 Curso de Inspetor de Fabricação ESTANQUEIDADE O ensaio de estanqueidade é uma técnica de inspeção não destrutiva que permite não só localizar o vazamento de um fluido, seja ele líquido ou gasoso, como também medir a quantidade de material vazando, tanto em sistemas que operam com pressão positiva ou que trabalham com vácuo. Os vazamentos ocorrem nas descontinuidades presentes em juntas soldadas, brasadas, coladas, rosqueadas, encaixadas ou seladas por pressão, bem como em flanges, tampas, válvulas, selos de vedação, conexões, etc. A seguir são dados alguns exemplos dos segmentos da indústria, dos produtos por ela fabricados, onde encontramos com freqüência as descontinuidades onde o ensaio de estanqueidade pode, ou deve, ser utilizado: Nuclear: encapsulamento de elemento combustível, armazenamento de lixo atômico, produção, processamento e manuseio de material radioativo, etc; Petrolífero: oleoduto, gasoduto, petroleiro, tanque de armazenamento, etc; Caldeiraria: vaso de pressão, trocador de calor, caldeira, etc; Autopeças: radiador, sistema de freio, roda, válvula termostática, isolamento acústico e térmico, bomba de combustível, bateria, bobina, amortecedor, etc Gases industriais e medicinais: cilindro para transporte ou tanque para armazenamento do CO2, argônio, oxigênio, nitrogênio, hélio, etc; Química: instalação de produção que trabalhe com ácidos, cloro, amônia, ésteres, etc. Energia: posto de gasolina(tanque de armazenamento de combustível sistema de abastecimento de gás, gasolina, álcool ou outro combustível), caminhão-tanque, fornecimento de gás de rua, etc; Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________2 Curso de Inspetor de Fabricação Refrigeração: geladeira, freezer, câmara frigorífica, ar condicionado, etc; Aeroespacial: tanque de combustível de foguete ou de avião, selo de vedação, duto, componentes do motor a jato, etc; Eletro-eletrônico: relé, chip, lâmpada, tubo de imagem, etc; Alimentício: refrigerante, enlatado, embalagem a vácuo; Pesquisa e desenvolvimento: fusão ou tratamento térmico a vácuo, microscópio eletrônico de varredura e de transmissão, ciclotron, equipamento de erosão catódica; Outros: extintor de incêndio, lata de aerossol, rede de abastecimento de água, marca-passo, equipamento de raio X, indústria de embalagens, produtos de limpeza e higiene, etc. A necessidade de uma perfeita estanqueidade em tanques ou tubulações contendo substâncias tóxicas que façam parte de instalações de alto risco (área química, nuclear, aeroespacial, etc.), proporcionou utilização de novos métodos capazes de detectar possíveis vazamentos de gás ou líquidos, a fim de obter uma efetiva garantia de segurança e proteção ambiental. Os métodos aplicados no ensaio de estanqueidade são: medir Pressão ou Vácuo com alta precisão, método da Bolha, método da Variação de Pressão, detecção de vazamento por meio de Fluido Frigorígeno ou de aplicação de gás Hélio com o respectivo aparelho detector e, modernamente, a localização de vazamentos de gases e líquidos por ultra-som. Uma das ameaças mais comuns ao meio ambiente, além de provocar acidentes, seja na área industrial, doméstica ou pública, são os vazamentos de produtos perigosos, que quando armazenados em tanques ou recipientes com falhas estruturais, produzem vazamentos de líquidos ou gases inflamáveis (indústria petrolífera), ácidos ou produtos corrosivos (indústria química), no setor de transportes (rodoviário, ferroviário e por tubulações), e tantos outros. Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________3 Curso de Inspetor de Fabricação Portanto, como medida preventiva, no sentido de evitar tais ocorrências , o Ensaio de Estanqueidade tem sido largamente empregado em testes de componentes pressurizados ou despressurizados onde existe o risco de escape ou penetração de produtos, comprometendo o sistema de contenção, assumindo desta maneira, uma importância muito grande quando se trata da proteção ao meio ambiente, onde a flora e fauna e ainda pessoas ou populações podem ser atingidas seriamente. Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________4 Curso de Inspetor de Fabricação TESTE HIDROSTÁTICO, ESTANQUEIDADE: O teste hidrostático é a avaliação que o cilindro deve passar periodicamente, para saber se o material do mesmo está apto para suportar as altas pressões de trabalho. A Servposto Lac oferece um serviço da melhor qualidade, usando equipamentos e peças dos fornecedores de maior tradição no mercado. Entre em contato conosco. Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________5 Curso de Inspetor de Fabricação TESTE PNEUMÁTICO O Teste pneumático é uma alternativa para o teste hidrostático em dutos. A utilização de nitrogênio neste serviço permite que a linha seja preenchida de forma mais eficaz do que através da injeção de água, e ainda reduzindo significativamente a quantidade de mobilização de equipamentos. Entre as vantagens estão a de que o sistema permanecerá seco, o descarte da água é eliminado, e o problema associado com a pressão da coluna hidrostática é anulado. Dutos pressurizados com nitrogênio, não necessitarão ser purgados. A capacidade para pressurizações acima de 7500 psi e ao combinar temperatura de pressurização às condições ambientais, o tempo de estabilização pode ser reduzido substancialmente. Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________6 Curso de Inspetor de Fabricação ESTANQUEIDADE – CAIXA DE VÁCUO EXEMPLO DE APLICAÇÃO: FUNDO DE TANQUES DE ARMAZENAMENTO Uma das ameaças mais comuns ao meio ambiente além de provocar acidentes são os vazamentos de produtos, que quando armazenados em tanques ou recipientes com falhas estruturais, produzem vazamentos de líquidos. O Ensaio de Estanqueidade tem sido largamente empregado em testes de componentes pressurizados ou despressurizados onde existe o risco de escape ou penetração de produtos, comprometendo o sistema de contenção, assumindo desta maneira, uma importância muito grande quando se trata da proteção ao meio ambiente, onde a flora e fauna e ainda pessoas ou populações podem ser atingidas seriamente. Detecção de vazamentos durante o teste hidrostático Na realidade o teste hidrostático em tanques de armazenamento é um teste estrutural. Possíveis vazamentos no costado serão detectadosvisualmente, porém nas soldas de união do fundo um dos Ensaios não Destrutivos mais utilizados é o teste de Estanqueidade, utilizando se uma Caixa de Vácuo. ENSAIO DE FORMAÇÃO DE BOLHAS COM PRESSÃO NEGATIVA: Esta prática fixa as condições mínimas para o ensaio de estanqueidade por meio de formação de bolhas, sendo aplicada na detecção de defeitos passantes em juntas soldadas. Nota: A função única dos ensaios de estanqueidade é a detecção de eventuais vazamentos. Não visando a análise da resistência mecânica, deformação e recalques estruturais, como os testes hidrostáticos e/ou pneumáticos, muito embora estes visem também a detecção de vazamentos. As condições gerais devem ser conforme a norma ASME V artigo 10. Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________7 Curso de Inspetor de Fabricação Preparação e Limpeza da Superfície conforme norma ASME Seção V, Artigo 6, item T-641. Realizar ensaio visual antes do ensaio de estanqueidade. Os materiais utilizados devem ser total e adequadamente removidos após o ensaio. Os resultados do ensaio devem ser registrados por meio de um sistema de identificação e rastreabilidade que permita correlacionar o local ensaiado com o relatório e vice-versa. O relatório deve conter: a) nome do emitente; b) identificação numérica; c) identificação da peça ou equipamento; d) número e revisão do procedimento; e) registro dos resultados; f) normas e/ou valores de referência para interpretação dos resultados; g) laudo indicando aceitação, rejeição ou recomendação de ensaio complementar; h) data; i) identificação e assinatura do inspetor responsável. Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________8 Curso de Inspetor de Fabricação EXERCÍCIOS: 01. Um recipiente fechado é enchido com ar até que sua pressão atinja 2 bar. A seguir, este recipiente é mergulhado completamente em água ( ensaio da bolha ). A cada dez segundos desprende-se do recipiente uma bolha com diâmetro Φ = 2mm. a) Qual é a taxa de vazamento? ql = 4,2 x 10-4 mbar.l.s-1 b) Qual é a taxa de vazamento padrão? ql,N = 5 x 10-5 mbar .l.s-1 ( Sob condições normais ) 02. Uma câmara de vácuo deve ser submetida a um ensaio de estanqueidade integral empregando-se o método de aumento de pressão. Neste ensaio deve-se verificar um aumento de pressão de 10-5 a 10-4 mbar. Qual deve ser o tempo de medida para se poder afirmar com segurança que a taxa de vazamento é menor que ql < 10-4 mbar.l. s- 1 para uma câmara de vácuo com um volume a) V = 150 m3 , b) V = 1,5 m3 , c) V = 0,015 m3 a) ∆t = 1,4. 105 s = 39 h b) ∆t = 1,4 . 103 s = 23 min c) ∆t = 1,4 . 101 s = 14 s 03. Um tanque de água com um volume V = 800 L deve ser submetido a um ensaio de estanqueidade a uma pressão pens = 6 bar Após quatro horas , é registrada uma queda de pressão ∆pp = 20mbar. A temperatura do tanque aumentou de υ = 16 oC , no início, para υ = 20 oC , no final do ensaio. Qual é a taxa de vazamento do tanque? qL = 5,7 mbar .l.s-1 Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________9 Curso de Inspetor de Fabricação 04. Um reator de laboratório com geometria irregular é submetido a um ensaio de estanqueidade empregando-se o método do envoltório com vácuo. A taxa de vazamento máxima aceitável é qL,aceit = 1.10 -7 mbar.l.s-1. Nesta faixa de medida, uma graduação do mostrador do detector de vazamento corresponde a uma variação de 50 ppm. O envoltório é evacuado e enchido com hélio antes da realização da medida. O seu volume menos o volume do reator é avaliado como sendo 10 L. Após quanto tempo se obtém uma medida confiável? ∆tmin = 58 dias 05. Um recipiente para líquido combustível é construído, por medida de segurança, com fundo duplo. O espaço entre os dois fundos tem um volume de 3000 L. Os dois fundos devem ser submetidos a um ensaio de estanqueidade empregando-se o método de aumento de pressão.A taxa de vazamento máximo aceitável é qL, aceit ,é ≤1. 10-2 mbar.l.s-1. No ensaio são empregados um manômetro de membrana ( precisão ∆p = ± 0,1 mbar ) e um termômetro ( precisão ∆υ = ± 0,3 oC ). Além disso, também há possibilidade de usar um registrador de dois canais. O ensaio foi iniciado às 08:00 h evacuando – se o espaço entre os dois fundos até a pressão p1 = 60 bar. A temperatura ambiente era υ1 = 20,0 oC. Um dia após, também às 08:00 h, a pressão tinha atingido o valor p2 = 80mbar. A temperatura ambiente era υ2 = 21,2 oC. a) Qual é o erro de medida máximo possível na determinação da taxa de vazamento? b) Qual é a taxa de vazamento? Curso de Inspetor de Fabricação Teste de Recebimento de Equipamentos ______________________________________________________________10 Curso de Inspetor de Fabricação 06. Um tanque novo destinado ao armazenamento de líquido ainda não entrou em serviço e deve ser submetido a um ensaio de estanqueidade empregando – se o método do aumento de pressão. Para isso o tanque é evacuado a uma pressão de ensaio pens = 60mbar. A capacidade de sucção da bomba auxiliar é S = 12 m3/h e a pressão final pfin = 1. 10-2 mbar. Após quanto tempo se atinge a pressão desejada para o início do ensaio? 07. Um reator de uma indústria química com volume V = 10 m3 , deve ser submetido a um ensaio de vazamento, sendo que sua pressão inicial po = 1000 mbar deve ser reduzida a uma pressão p = 1 mbar. A capacidade de sucção da bomba é Sef = 65 m3 /h e a pressão final que se pode atingir pfin = 10 -2 mbar. Qual o tempo necessário para se obter a pressão desejada quando se usa esta bomba? UG-99 STANDARD HYDROSTATIC TEST (a) A hydrostatic test shall be conducted on all vessels after: (1) all fabrication has been completed, except for operations which could not be performed prior to the such as weld end preparation [see U- 1(e)(1)(a)], cosmetic grinding on the base material which does not affect the required thickness; and (2) all examinations have been performed, except those required after the test. The completed vessels, except those tested in accordance with the requirements of UG-100 and UG-101, shall have satisfactorily passed the hydrostatic test prescribed in this paragraph. (b) Except as otherwise permitted in (a) above and 27-4, vessels designed for internal pressure shall be subjected to a hydrostatic test pressure which at every point in the vessel is at least equal to 1.3 times the maximum allowable working pressure34 to be marked on the vessel multiplied by the lowest ratio (for the materials of which the vessel is constructed) of the stress value S for the test temperature on the vessel to the stress value S for the design temperature (see UG-21). All loadings that may exist during this test shall be given consideration. (c) A hydrostatic test based on a calculated pressure may be used by agreement between the user and the Manufacturer. The hydrostatic test pressure at thetop of the vessel shall be the minimum of the test pressures calculated by multiplying the basis for calculated test pressure as defined in 3-2 for each pressure element by 1.3 and reducing this value by the hydrostatic head on that element. When this pressure is used, the Inspector shall reserve the right to require the Manufacturer or the designer to furnish the calculations used for determining the hydrostatic test pressure for any part of the vessel. (d) The requirements of (b) above represent the minimum standard hydrostatic test pressure required by this Division. The requirements of (c) above represent a special test based on calculations. Any intermediate value of pressure may be used. This Division does not specify an upper limit for hydrostatic test pressure. However, if the hydrostatic test pressure is allowed to exceed, either intentionally or accidentally, the value determined as prescribed in (c) above to the degree that the vessel is subjected to visible permanent distortion, the Inspector shall reserve the right to reject the vessel. (e) Combination units [see UG-19(a) and UG-21] shall be tested by one of the following methods. (1) Pressure chambers of combination units that have been designed to operate independently shall be hydrostatically tested as separate vessels, that is, each chamber shall be tested without pressure in the adjacent chamber. If the common elements of a combination unit are designed for a larger differential pressure than the higher maximum allowable working pressure to be marked on the adjacent chambers, the hydrostatic test shall subject the common 34 The maximum allowable working pressure may be assumed to be the same as the design pressure when calculations are not made to determine the maximum allowable working pressure. 74 elements to at least their design differential pressure, corrected for temperature as in (b) above, as well as meet the requirements of (b) or (c) above for each independent chamber. (2) When pressure chambers of combination units have their common elements designed for the maximum differential pressure that can possibly occur during startup, operation, and shutdown, and the differential pressure is less than the higher pressure in the adjacent chambers, the common elements shall be subjected to a hydrostatic test pressure of at least 1.3 times the differential pressure to be marked on the unit, corrected for temperature as in UG-99(b). Following the test of the common elements and their inspection as required by (g) below, the adjacent chambers shall be hydrostatically tested simultaneously [see (b) or (c) above]. Care must be taken to limit the differential pressure between the chambers to the pressure used when testing the common elements. The vessel stamping and the vessel Data Report must describe the common elements and their limiting differential pressure. See UG-116(j) and UG-120(b). (f) Single-wall vessels designed for a vacuum or partial vacuum only, and chambers of multichamber vessels designed for a vacuum or partial vacuum only, shall be subjected to an internal hydrostatic test or when a hydrostatic test is not practicable, to a pneumatic test in accordance with the provisions of UG-100. Either type of test shall be made at a pressure not less than 1.3 times the difference between normal atmospheric pressure and the minimum design internal absolute pressure. (g) Following the application of the hydrostatic test pressure, an inspection shall be made of all joints and connections. This inspection shall be made at a pressure not less than the test pressure divided by 1.3. Except for leakage that might occur at temporary test closures for those openings intended for welded connections, leakage is not allowed at the time of the required visual inspection. Leakage from temporary seals shall be directed away so as to avoid masking leaks from other joints. The visual inspection of joints and connections for leaks at the test pressure divided by 1.3 may be waived provided: (1) a suitable gas leak test is applied; (2) substitution of the gas leak test is by agreement reached between Manufacturer and Inspector; (3) all welded seams which will be hidden by assembly be given a visual examination for workmanship prior to assembly; (4) the vessel will not contain a “lethal” substance. (h) Any nonhazardous liquid at any temperature may be used for the hydrostatic test if below its boiling point. Combustible liquids having a flash point less than 110°F (43°C), such as petroleum distillates, may be used only for near atmospheric temperature tests. It is recommended that the metal temperature during hydrostatic test be maintained at least 30°F (17°C) above the minimum design metal temperature, but need not exceed 120°F (48°C), to minimize the risk of brittle fracture. [See UG-20 and General Note (6) to Fig. UCS-66.2.] The test pressure shall not be applied until the vessel and its contents are at about the same temperature. If the test temperature exceeds 120°F (48°C), it is recommended that inspection of the vessel required by (g) above be delayed until the temperature is reduced to 120°F (48°C) or less. CAUTION: A small liquid relief valve set to 113 times the test pressure is recommended for the pressure test system, in case a vessel, while under test, is likely to be warmed up materially with personnel absent. (i) Vents shall be provided at all high points of the vessel in the position in which it is to be tested to purge possible air pockets while the vessel is filling. (j) Before applying pressure, the test equipment shall be examined to see that it is tight and that all low-pressure filling lines and other appurtenances that should not be subjected to the test pressure have been disconnected. (k) Vessels, except for those in lethal service, may be painted or otherwise coated either internally or externally, and may be lined internally, prior to the pressure test. However, the user is cautioned that such painting / coating /lining may mask leaks that would otherwise have been detected during the pressure test. UG-100 PNEUMATIC TEST (SEE UW-50) (a) Subject to the provisions of UG-99(a)(1) and (a)(2), a pneumatic test prescribed in this paragraph may be used in lieu of the standard hydrostatic test prescribed in UG-99 for vessels: (1) that are so designed and/or supported that they cannot safely be filled with water; (2) not readily dried, that are to be used in services where traces of the testing liquid cannot be tolerated and the parts of which have, where possible, been previously tested by hydrostatic pressure to the pressure required in UG-99. (b) Except for enameled vessels, for which the pneumatic test pressure shall be at least equal to, but need not exceed, the maximum allowable working pressure to be marked on the vessel, the pneumatic test pressure shall be at least equal to 1.1 times the maximum allowable working pressure to be stamped on the vessel multiplied by the lowest ratio (for the materials of which the vessel is constructed) of the stress value S for the test temperature of the vessel to the stress value S for the design temperature (see UG-21). In no case shall the pneumatic test pressure exceed 1.1 times the basis for calculated test pressure as defined in 3-2. (c) The metal temperature during pneumatic test shall be maintained at least 30°F (17°C) above the minimum design metal temperature to minimize the risk of brittle fracture. [See UG-20 and General Note (6) to Fig. UCS- 66.2.] (d) The pressure in the vessel shall be gradually increased to not more than one-half of the test pressure. Thereafter, the test pressure shall be increased in steps of approximately one-tenth of the test pressure until the required test pressure has been reached. Then the pressure shallbe reduced to a value equal to the test pressure divided by 1.1 and held for a sufficient time to permit inspection of the vessel. Except for leakage that might occur at temporary test closures for those openings intended for welded connections, leakage is not allowed at the time of the required visual inspection. Leakage from temporary seals shall be directed away so as to avoid masking leaks from other joints. The visual inspection of the vessel at the required test pressure divided by 1.1 may be waived provided: (1) a suitable gas leak test is applied; (2) substitution of the gas leak test is by agreement reached between Manufacturer and Inspector; (3) all welded seams which will be hidden by assembly be given a visual examination for workmanship prior to assembly; (4) the vessel will not contain a “lethal” substance. (e) Vessels, except for those in lethal service, may be painted or otherwise coated either internally or externally, and may be lined internally, prior to the pressure test. However, the user is cautioned that such painting / coating /lining may mask leaks that would otherwise have been detected during the pressure test. N-1593 REV. D OUT / 96 PROPRIEDADE DA PETROBRAS 14 páginas ENSAIO NÃO-DESTRUTIVO - ESTANQUEIDADE Procedimento Esta Norma substitui e cancela a sua revisão anterior. n Indicação de item, tabela ou figura de conteúdo alterado em relação à revisão anterior. Cabe à CONTEC - Subcomissão Autora, a orientação quanto à interpretação do texto desta Norma. O Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma é o responsável pela adoção e aplicação dos itens da mesma. CONTEC Comissão de Normas Técnicas Requisito Mandatório: Prescrição estabelecida como a mais adequada e que deve ser utilizada estritamente em conformidade com esta Norma. Uma eventual resolução de não seguí-la ("não-conformidade" com esta Norma) deve ter fundamentos técnico- gerenciais e deve ser aprovada e registrada pelo Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma. É caracterizada pelos verbos: “dever”, “ser”, “exigir”, “determinar” e outros verbos de caráter impositivo. SC - 27 Prática Recomendada (não-mandatória): Prescrição que pode ser utilizada nas condições previstas por esta Norma, mas que admite (e adverte sobre) a possibilidade de alternativa (não escrita nesta Norma) mais adequada à aplicação específica. A alternativa adotada deve ser aprovada e registrada pelo Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma. É caracterizada pelos verbos: “recomendar”, “poder”, “sugerir” e “aconselhar” (verbos de caráter não-impositivo). É indicada pela expressão: [Prática Recomendada]. Ensaios Não-Destrutivos Cópias dos registros das "não-conformidades" com esta Norma, que possam contribuir para o aprimoramento da mesma, devem ser enviadas para a CONTEC - Subcomissão Autora. As propostas para revisão desta Norma devem ser enviadas à CONTEC - Subcomissão Autora, indicando a sua identificação alfanumérica e revisão, o item a ser revisado, a proposta de redação e a justificativa técnico-econômica. As propostas são apreciadas durante os trabalhos para alteração desta Norma. “A presente Norma é titularidade exclusiva da PETRÓLEO BRASILEIRO S.A. - PETROBRAS, de uso interno na Companhia, e qualquer reprodução para utilização ou divulgação externa, sem a prévia e expressa autorização da titular, importa em ato ilícito nos termos da legislação pertinente, através da qual serão imputadas as responsabilidades cabíveis. A circulação externa será regulada mediante cláusula própria de Sigilo e Confidencialidade, nos termos do direito intelectual e propriedade industrial.” Apresentação As normas técnicas PETROBRAS são elaboradas por Grupos de Trabalho – GTs (formados por especialistas da Companhia e das suas Subsidiárias), são comentadas pelos Representantes Locais (representantes das Unidades Industriais, Empreendimentos de Engenharia, Divisões Técnicas e Subsidiárias), são aprovadas pelas Subcomissões Autoras – SCs (formadas por técnicos de uma mesma especialidade, representando os Órgãos da Companhia e as Subsidiárias) e aprovadas pelo Plenário da CONTEC (formado pelos representantes das Superintendências dos Órgãos da Companhia e das suas Subsidiárias, usuários das normas). Uma norma técnica PETROBRAS está sujeita a revisão em qualquer tempo pela sua Subcomissão Autora e deve ser reanalisada a cada 5 (cinco) anos para ser revalidada, revisada ou cancelada. As normas técnicas PETROBRAS são elaboradas em conformidade com a norma PETROBRAS N -1. Para informações completas sobre as normas técnicas PETROBRAS, ver Catálogo de Normas Técnicas PETROBRAS. ../link.asp?cod=N-0001 N-1593 REV. D OUT / 96 2 PÁGINA EM BRANCO N-1593 REV. D OUT / 96 3 nn 1 OBJETIVO 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis e práticas recomendadas na realização do ensaio de estanqueidade por meio de passagem de gases pressurizados (formação de bolhas), ou pela penetração de líquidos por capilaridade. 1.2 Esta Norma se aplica na detecção de defeitos passantes em juntas soldadas, chapas, fundidos e forjados. Nota: A função única dos ensaios de estanqueidade é a detecção de eventuais vazamentos. Dessa forma, todos os ensaios aqui citados não visam a análise da resistência mecânica, deformação e recalques estruturais, constantes em outros testes, hidrostáticos e/ou pneumáticos, muito embora estes visem também a detecção de vazamentos. 2 DOCUMENTOS COMPLEMENTARES Os documentos relacionados a seguir são citados no texto e contêm prescrições válidas para a presente Norma. PETROBRAS N-1590 - Ensaio Não-Destrutivo - Qualificação de Pessoal; PETROBRAS N-1597 - Ensaio Não-Destrutivo - Visual; ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section V, Edition 1995. 3 CONDIÇÕES GERAIS As condições gerais devem ser conforme a norma ASME V artigo 10 e com as seguintes complementações e exceções expressas em relação àquela norma. 3.1 Preparação e Limpeza da Superfície 3.1.1 Para aços inoxidáveis e ligas de níquel, as ferramentas de preparação da superfície destes materiais devem ser utilizadas apenas para os mesmos e atender aos seguintes requisitos: a) ser de aço inoxidável ou revestidas com este material; b) os discos de corte devem ter alma de nylon ou similar. n 3.1.2 No ensaio de ligas à base de níquel, aços inoxidáveis austeníticos e titânio, os produtos de limpeza e o líquido de ensaio somente podem ser utilizados se contiverem teor de elementos contaminantes (cloro, flúor e enxofre) abaixo dos limites citados na norma ASME Sec.V, Artigo 6, item T-641. ../link.asp?cod=N-1590 ../link.asp?cod=N-1597 N-1593 REV. D OUT / 96 4 3.2 Ensaio Visual Deve serfeito de acordo com a norma PETROBRAS N-1597, antes do ensaio de estanqueidade. 3.3 Limpeza Final Os materiais utilizados devem ser total e adequadamente removidos após o ensaio. nn 3.4 Registro de Resultados 3.4.1 Os resultados do ensaio devem ser registrados por meio de um sistema de identificação e rastreabilidade que permita correlacionar o local ensaiado com o relatório e vice-versa. 3.4.2 Deve ser emitido um relatório contendo adicionalmente os seguintes itens: a) nome do emitente (órgão da PETROBRAS ou firma executante); b) identificação numérica; c) identificação da peça ou equipamento; d) número e revisão do procedimento; e) registro dos resultados; f) normas e/ou valores de referência para interpretação dos resultados; g) laudo indicando aceitação, rejeição ou recomendação de ensaio complementar; h) data; i) identificação e assinatura do inspetor responsável. Nota: A critério da PETROBRAS pode ser elaborado um relatório para cada ensaio ou vários registros emitidos em separado baseados na área ou tipo de trabalho, ou ambos combinados. 3.4.3 A descrição da sistemática de registro de resultados pode ser dispensada de constar no procedimento de inspeção, a critério da PETROBRAS, se o executante (órgão da PETROBRAS ou firma executante) apresentar em seu Sistema de Qualidade, uma sistemática que atenda ao item 3.4.1. 3.5 Qualificação de Inspetor Deve ser qualificado de acordo com a norma PETROBRAS N-1590. ../link.asp?cod=N-1597 ../link.asp?cod=N-1590 N-1593 REV. D OUT / 96 5 4 CONDIÇÕES ESPECÍFICAS nn 4.1 Ensaio de Formação de Bolhas com Pressão Positiva 4.1.1 No procedimento de inspeção da executante devem constar os seguintes itens: a) objetivo e indicação do método de ensaio; b) normas de referência; c) croqui da peça ou equipamento e sistema de pressurização (ex. FIGURA 1); d) material da peça ou equipamento; e) região a ser ensaiada; f) locação, escala e calibração dos manômetros; g) materiais empregados (gás e solução formadora de bolhas); h) faixa de temperatura da superfície a ser ensaiada; i) modo de vedação de aberturas; j) condição requerida para as superfícies a serem ensaiadas e métodos de preparação; l) materiais e produtos de limpeza; m) pressão de ensaio; n) seqüência e tempo de pressurização; o) método de inspeção (direto ou remoto); p) iluminação especial, instrumentos ou aparelhos a serem usados, se necessário; q) requisitos adicionais; r) limpeza final; s) sistemática de registro dos resultados; t) formulário ou conteúdo mínimo do relatório de registro de resultados. Nota: Os itens e), f), g), h) e j), já constam no ASME Seção V. 4.1.2 O procedimento deve ter o nome do emitente (órgão da PETROBRAS ou firma executante) ser numerado e ter indicação da revisão. 4.1.3 O niple a ser conectado no furo de ensaio deve conter um entalhe na extremidade, a fim de evitar o bloqueio do gás, no caso da extremidade do niple entrar em contato com a chapa oposta ao furo de ensaio (FIGURA 1), ou ter comprimento de rosca pelo menos 8 mm inferior à espessura da peça na qual deve ser conectado. n 4.1.4 Os materiais a serem empregados devem estar de acordo com os seguintes requisitos: a) deve ser usado para pressurização ar comprimido ou gás inerte (nitrogênio, hélio, argônio) não sendo permitido o uso de materiais tóxicos ou inflamáveis; N-1593 REV. D OUT / 96 6 b) a solução formadora de bolhas não deve conter quantidade excessiva de bolhas, de forma a minimizar a dificuldade de interpretação e distinção entre estas e as bolhas causadas por eventuais vazamentos; c) na impossibilidade do uso de soluções comerciais apropriadas, pode ser usada a solução de líquido detergente ou sabão líquido, glicerina e água na proporção de 1 x 1 x 4,5 de cada componente em volume ou outra solução que atenda às especificações constantes no ASME Sec.V; d) a solução deve ser preparada com antecedência para que haja a dissipação das bolhas e da espuma antes do uso; e) no ensaio de ligas à base de níquel, aços inoxidáveis austeníticos e titânio, a solução formadora de bolhas e os produtos de limpeza devem atender a 3.1.2. 4.1.5 A pressão do ensaio (manométrica) deve ser: a) de 69 a 98 kPa (0,7 a 1,0 kgf/cm2), para chapas de reforço; b) aquela consignada na norma de projeto, fabricação e montagem do equipamento ou da peça, para equipamentos com revestimentos metálicos internos ou superfícies planas; c) aquela consignada nas normas de projeto, fabricação e montagem do equipamento ou da peça, prevista para o ensaio pneumático, para superfícies cilíndricas e/ou calotas. 4.1.6 O tamponamento do furo de ensaio deve ser efetuado de acordo com a norma de projeto e de construção e montagem do equipamento. 4.1.7 Sempre que qualquer item do procedimento for alterado, deve ser emitida uma revisão do procedimento. 4.2 Ensaio de Formação de Bolhas com Pressão Negativa n 4.2.1 No procedimento de inspeção da executante devem constar os seguintes itens: a) objetivo e indicação do método de ensaio; b) normas de referência; c) croqui da peça ou equipamento e sistema de formação de vácuo, com o detalhamento da caixa de vácuo (ex.: FIGURAS 2, 3 e 4); d) material da peça ou equipamento; e) região a ser ensaiada; f) locação, escala e calibração dos manômetros; g) solução formadora de bolhas; h) faixa de temperatura da superfície a ser ensaiada; i) modo de vedação das aberturas; j) condição requerida para as superfícies a serem ensaiadas e métodos de preparação; l) materiais e produtos de limpeza; N-1593 REV. D OUT / 96 7 m) pressão de ensaio; n) tempo de pressurização; o) método de inspeção (direto ou remoto); p) iluminação especial, instrumentos ou aparelhos a serem usados, se necessário; q) requisitos adicionais; r) limpeza final; s) sistemática de registro de resultados; t) formulário ou conteúdo mínimo do relatório de registro de resultados. Nota: Os itens e), f), g), h) e j), já constam no ASME Seção V. 4.2.2 O procedimento deve ter o nome do emitente (órgão da PETROBRAS ou firma executante), ser numerado e ter indicação da revisão. 4.2.3 A caixa de vácuo deve ter dimensões convenientes podendo ser utilizados os modelos indicados nas FIGURAS 2 e 3. O visor da caixa deve ser substituído, caso apresente entalhes em sua superfície, que possam comprometer a resistência mecânica do mesmo e quando comprometer a visualização do ensaio. n Nota: Para o Ensaio de Formação de Bolhas com Pressão Negativa além do método descrito nas FIGURAS 2 e 3 podem também ser usadas bombas de vácuo conforme citado no ASME Seção V Artigo 10. n 4.2.4 A solução formadora de bolhas a ser empregada deve estar de acordo com os seguintes requisitos: a) não deve conter quantidade excessivade bolhas, de forma a minimizar a dificuldade de interpretação entre estas e as bolhas causadas por eventuais vazamentos; b) na impossibilidade do uso de soluções comerciais apropriadas, pode ser usada a solução de líquido detergente ou sabão líquido, glicerina e água na proporção de 1 x 1 x 4,5 de cada componente em volume ou outra solução que atenda às especificações constantes no ASME Sec.V; c) a solução deve ser preparada com antecedência para que haja a dissipação das bolhas e da espuma antes do uso; d) no ensaio de ligas à base de níquel, aços inoxidáveis austeníticos e titânio, a solução formadora de bolhas e os produtos de limpeza deve atender ao item 3.1.2. 4.2.5 A execução do ensaio deve ser sempre efetuada com uma sobreposição mínima de- 100 mm entre a região já ensaiada e a região subseqüente de ensaio. N-1593 REV. D OUT / 96 8 4.2.6 Sempre que qualquer item do procedimento for alterado, deve ser emitida uma revisão do procedimento. 4.3 Ensaio de Capilaridade n 4.3.1 No procedimento de inspeção da executante devem constar, na seqüência indicada, os seguintes itens: a) objetivo e indicação do método de ensaio; b) normas de referência; c) croqui da peça ou equipamento; d) material da peça ou equipamento; e) região a ser ensaiada; f) aparelho ou modo de aplicação do líquido de ensaio; g) líquido de ensaio; h) revelador; i) faixa de temperatura da superfície a ser ensaiada; j) modo de vedação de aberturas; l) condição requerida para as superfícies a serem ensaiadas e métodos de preparação; m) materiais e produtos de limpeza; n) tempo de penetração; o) método de inspeção (direto ou remoto); p) iluminação especial, instrumentos ou aparelhos a serem usados, se necessário; q) requisitos adicionais; r) limpeza final; s) sistemática de registro de resultados; t) formulário ou conteúdo mínimo do relatório de registro de resultados. Nota: Os itens e), f), g), h), i) e l), já constam no ASME Seção V. 4.3.2 O procedimento deve ter o nome do emitente (órgão da PETROBRAS ou firma executante), ser numerado e ter indicação da revisão. 4.3.3 O líquido de ensaio deve ter alto efeito de capilaridade, ser de secagem e evaporação difícil sob o efeito do ar e/ou temperatura e seu tempo de secagem deve ser sempre superior ao previsto para penetração. n 4.3.4 Para o ensaio de solda em ângulo, na ligação fundo-costado ou entre compartimentos do teto flutuante de tanques de armazenamento, carcaças de bombas e fundidos em geral (todos em aço-carbono), o líquido de ensaio pode ser o óleo diesel ou querosene, podendo ser adicionado um corante para aumentar o contraste. N-1593 REV. D OUT / 96 9 n 4.3.5 No ensaio de estanqueidade por capilaridade deve ser utilizado revelador que tenha comprovada eficiência de absorção, e propicie contraste adequado para visualização, podendo ser usadas tintas à base de alvaiade, talco ou revelador de líquido penetrante. n 4.3.6 No ensaio de ligas à base de níquel, aços inoxidáveis austeníticos e titânio, o líquido de ensaio, os produtos de limpeza e o revelador devem atender ao item 3.1.2. 4.3.7 Na preparação de superfície deve ser evitada a limpeza com jato de areia, granalha ou outros meios que possam deformar e/ou tamponar as descontinuidades na superfície. n 4.3.8 O tempo de penetração deve ser escolhido de forma a garantir, efetivamente, que a passagem do líquido de ensaio seja conseguida, quando da existência de eventuais vazamentos. 4.3.9 O tempo mínimo de penetração no ensaio de capilaridade deve ser de 24 horas. 4.3.10 Sempre que qualquer item do procedimento for alterado, deve ser emitida uma revisão do procedimento. ____________ /ANEXO N-1593 REV. D OUT / 96 10 PÁGINA EM BRANCO N-1593 REV. D OUT / 96 11 ANEXO - FIGURAS FIGURA 1 - EXEMPLO DE SISTEMA DE PRESSURIZAÇÃO N-1593 REV. D OUT / 96 12 FIGURA 2 - EXEMPLO DE CAIXA DE VÁCUO PARA SUPERFÍCIES PLANAS N-1593 REV. D OUT / 96 13 FIGURA 3 - EXEMPLO DE CAIXA DE VÁCUO PARA SUPERFÍCIES EM ÂNGULO N-1593 REV. D OUT / 96 14 FIGURA 4 - EXEMPLO DE EJETOR - ENSAIO DE ESTANQUEIDADE PRESSÃO NEGATIVA Pressure Vessel Failure during Hydro Test Nanjing Yuchuang Co, China 28th November 2007 Please find attached a couple of photos of a pressure vessel that recently failed whilst under hydrotest during post fabrication testing. This vessel was manufactured by Nanjing Yuchuang Co. in China and the plate was of Chinese mill origin. Unfortunately this is another example of serious equipment/material failures with equipment being sourced out of the rapidly developing economies such as China, Eastern Bloc and others. These examples are becoming almost a weekly occurrence now and are exhibiting failure modes not seen in the mature manufacturing economies since the 1930's. Again we need to ensure vigilance in the acceptance of manufacturers and once more I stress the need to know where the base materials are sourced from. Apparently this pressure vessel had reached fifty percentof the required test pressure when the shell ruptured. A metallurgical failure report is not available however from the photographs a number of observations could be made regarding the quality of the material and the welding. If you check out the welding (undercut/poor visual/arc strikes) it is unlikely that this vessel would have be conforming to any Pressure Vessel code, let alone be ready for a hydro. As others have said in relation to this particular failure example I bet there would be more than the one contributing factor ("The Material") associated with this failure. Pressure_Vessel_Failure_during_Hydro_Test.pdf PV Failure - China.pdf Pressure Vessel Hydro Pictures 1.pdf Pressure Vessel Hydro Pictures 2.pdf
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