01 - noções de equipamentos de processo

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Os equipamentos de processo são a parte mais importante e a maior parcela de custo de 
industrias como: refinarias, petroquímicas em geral, químicas, farmacêuticas e 
alimentícias. A exigência de alta performance normalmente por períodos de longa 
duração e a crescente preocupação com os aspectos de segurança, tornam necessário a 
adoção de metodologias de controle de falhas e da vida útil destes componentes, 
implementadas normalmente através de técnicas de ensaios não destrutivos, estudos de 
análise de tensões e mecânica da fratura. 
A Avaliação de Integridade consiste na identificação e quantificação dos mecanismos de 
danos ativos que irão limitar a disponibilidade de equipamentos industriais que tenham 
operado alem da metade da vida útil projetada. Como conseqüência é avaliada a 
probabilidade de oferecer risco de acidente e se calcula a vida remanescente. Esta 
metodologia se aplica também para recomendar e especificar as alterações necessárias 
para estender a vida útil do equipamento ou a repotencialização do mesmo. 
O maior índice, 41% dos acidentes ocorreram em decorrência de falhas mecânicas, 
passíveis de detecção através de uma inspeção adequada. 
Este é sem dúvida um dos fatores que mais impulsionam a crescente difusão dos 
conceitos de avaliação de integridade e o constante desenvolvimento de técnicas de 
inspeção cada vez mais modernas e eficazes 
A definição da estratégia, frequência e metodologia de avaliação de integridade de um 
determinado equipamento ou de um conjunto de equipamentos de uma planta industrial 
deve levar em consideração fatores importantes tais como: 
- Importância operacional do equipamento 
- Risco de explosão ou incêndio 
- Probabilidade de falha a partir de mecanismos ativos conhecidos 
- Histórico de falhas de equipamentos similares em outras unidades operacionais 
- Regulamentações e/ou legislações em vigor 
QUAL EQUIPAMENTO POSSUI O MAIOR RISCO? 
� Intuitivamente, consideramos que o reator possui maior risco e merece maior 
atenção 
� Mas é importante procurar quantificar o risco de cada componente 
� Pode haver uma inversão em relação ao que originalmente imaginamos 
 
CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS 
NOÇÕES DE EQUIPAMENTOS DE PROCESSOS 
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Diversos são os Ensaios Não Destrutivos aplicados na avaliação de integridade de 
equipamentos em unidades industriais, entre os quais podemos citar: 
- Ensaio Visual 
- Ensaio p/ Líquido Penetrante 
- Ensaio p/ Partícula Magnética 
- Ensaio p/ Ultra-Som 
- Radiografia 
- Termografia 
- Iris 
- Emissão Acústica 
- Flow Scan 
 -Réplica Metalográfica 
Ensaio Visual - É a principal ferramenta para inspeção de componentes e 
equipamentos, na verificação da suas condições de operação e manutenção. 
Um exame visual cuidadoso possibilitará a verificação de evidências de: 
√ Corrosão √ Erosão √ Deformações 
√ Protuberâncias √ Empeno √ Desalinhamentos 
√ Incrustações √ Superaquecimento √ Trincas de soldas 
√ Trincas no metal base √ Fraturas √ Defeitos superficiais 
Requisitos: 
• Boa preparação de superfície 
• Boa Iluminação 
• Experiência profissional 
Ensaio Por Líquido Penetrante 
Princípio Básico: 
Ação da capilaridade. O método consiste na aplicação de um líquido colorido de baixa 
tensão superficial que molhe a superfície a ser ensaiada, durante um tempo suficiente 
para que o líquido penetre nas descontinuidades, procedendo-se em seguida a remoção 
do mesmo e aplicação de um revelador, que por absorção tornará visível os defeitos. 
Finalidade: 
Detecção de descontinuidades superficiais, tais como trincas resultantes de mecanismos 
ativos de deterioração e falha em equipamentos. 
Vantagens: 
• Aplicável a materiais ferrosos e não ferrosos 
• Baixo custo 
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Ensaio Por Partículas Magnéticas - Este ensaio é utilizado para detectar 
descontinuidades superficiais e subsuperficiais em materiais ferromagnéticos fundidos, 
forjados, soldados, laminados, extrudados, trefilados, usinados e etc.. A peça é 
magnetizada utilizando uma corrente elétrica que cria ou induz um campo magnético. 
Se uma descontinuidade estiver no sentido perpendicular ao campo magnético, desviará 
este campo, que saltará para fora da peça, criando o que chamamos de campo de fuga. 
Este campo de fuga formará um dipolo magnético, pólo Norte e pólo Sul. Quando as 
partículas magnéticas são aplicadas sobre a peça, os pólos irão atraí-las e uma 
indicação desta descontinuidade é formada na superfície. 
Limitações do ensaio: 
• Aplicável apenas para detectar descontinuidades superficiais e sub-superficiais 
(próximas da superfície), em peças e materiais ferromagnéticos. 
• Requer boa preparação superficial, pois a presença de óxidos e carepas resultam 
em indicações que se confundem com descontinuidades. 
Ensaio p/ Ultra Som - A principal finalidade do ensaio por ultra som é a detecção de 
descontinuidades internas através da introdução de um feixe sônico com faixa de 
freqüência geralmente entre 0,5 MHz e 20 MHz.
Este feixe sônico se for introduzido numa direção favorável em relação a interface da 
descontinuidade, será refletido por esta descontinuidade e será mostrado na tela do 
aparelho como um pico (eco), que será avaliado de acordo com a sua amplitude, 
podendo caracterizar ou não descontinuidades relevantes de acordo com o critério de 
aceitação adotado. 
Vantagens: 
• Permite a determinação tridimensional de descontinuidades lineares provendo 
dados para análise de tensões segundo princípios da mecânica da fratura. 
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O princípio básico do ensaio de ultra-som é também aplicado para medição de 
espessuras de componentes e seções de equipamentos, controlando a evolução do 
processo corrosivo e auxiliando no cálculo da vida residual destes. 
O Ultra-Som é atualmente um dos ensaios mais aplicados na pesquisa de 
descontinuidades internas, face a sua facilidade de execução e custo moderado. 
Ensaio Radiografico 
Técnicas: 
• Radiografia (gerador de RX) 
• Gamagrafia (isótopo radioativo) 
• Radioscopia 
Desvantagens: 
Requer grandes isolamentos de área em função das radiações ionizantes emitidas, 
dificultando desta forma sua aplicação em unidades operacionais. 
Termografia - Utiliza-se de raios infravermelhos, para medir temperaturas ou observar 
padrões diferenciais de distribuição de temperatura. 
Objetivo e Vantagens: 
• Obter informações relativas à condição operacional de um componente, 
equipamento ou processo. 
• Permite realizar medições sem contato físico com a instalação, possibilitando 
inspeções de equipamentos em pleno funcionamento sem interferência na 
produção. 
• Permite a avaliação da espessura de revestimentos refratários e o cálculo de 
trocas térmicas. 
É largamente aplicada na manutenção preditiva dos sistemas elétricos de empresas 
geradoras, distribuidoras e transmissoras de energia elétrica; monitoramento de sistemas 
mecânicos como rolamentos e mancais; vazamentos de vapor em plantas industriais; 
acompanhamento de performance de placas e circuitos eletrônicos; etc.. 
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Ensaio de IRIS - Técnica ultrassônica relativamente nova para inspeção de tubos, e 
emprega o princípio convencional de pulso-eco para medição de espessuras, porém com 
recursos mais modernos para apresentação dos resultados das medições. Todas as 
medições feitas durante varredura circunferencial completa do tubo são mostradas na 
tela do computador ou osciloscópio, produzindo imagens em tempo real, que permitem 
informar as reais condições do tubo, auxiliando na definição de sua vida útil. 
Esta metodologia permite medir espessuras remanescentes inferiores a 0,5mm. 
O ensaio tem sido largamente utilizado na avaliação da integridade física de tubos de 
trocadores de calor. 
Emissão Acústica 
Baseado na detecção de ondas acústicas emitidas por um material em função de uma 
força ou deformação aplicada nele. Caso este material tenha uma trinca,descontinuidade ou defeito, a sua propagação irá provocar ondas acústicas detectadas 
pelo sistema. 
Este método não deve ser utilizado para determinar o tipo ou tamanho das 
descontinuidades em uma estrutura, mas sim, para se registrar a evolução das 
descontinuidades durante a aplicação de tensões para as quais a estrutura estará 
sujeita, desde que as cargas sejam suficientes para gerar deformações localizadas, 
crescimento do defeito, fricção, ou outros fenômenos físicos. 
Aplicamos a emissão acústica quando queremos analisar ou estudar o comportamento 
dinâmico de defeitos, assim como registrar sua localização. 
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Flow Scan - DEMAC 
O DEMAC ( Detector Magnético de Corrosão ) foi projetado para detectar alvéolos de 
corrosão em chapas de fundo de tanques de armazenamento. 
O equipamento é baseado no método eletromagnético de geração de campos de fuga. 
A magnitude dos campos de fuga, além de ser proporcional com a gravidade do defeito, 
é também função principalmente da intensidade de fluxo magnético imposto ao material 
e a geometria da descontinuidade. 
Réplica Metalográfica - Exame indireto da microestrutura que permite avaliar as 
propriedades dos materiais metálicos. 
Aplica-se na avaliação de transformações metalúrgicas provocadas por utilização 
continua à temperaturas elevadas de componentes em Caldeiras, Reatores, Fornos; 
Tubulações de Processo, bem como a identificação de mecanismos de degradação, de 
superfícies com trincas, pittings, etc.., 
 
Trinca típica de ataque intergranular. Microestrutura com fina rede contínua de 
carbonetos nos contornos de grão, indicativa de material sensitizado. 
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EQUIPAMENTOS DE PROCESSOS 
Vasos de Pressão
Vasos de pressão são equipamentos que contêm fluidos sob pressão interna ou externa. 
Todo vaso de pressão deve ter afixado em seu corpo, em local de fácil 
acesso e bem visível, placa de identificação indelével com, no mínimo, as 
seguintes informações: 
a) fabricante; 
b) número de identificação; 
c) ano de fabricação; 
d) pressão máxima de trabalho admissível; 
e) pressão de teste hidrostático; 
f) código de projeto e ano de edição. 
Além da placa de identificação, deverão constar em local visível, a categoria do vaso, e 
seu número ou código de identificação. 
Instalação de Vasos de Pressão 
Todo vaso de pressão deve ser instalado de modo que todos os drenos, respiros, bocas 
de visita e indicadores de nível, pressão e temperatura, quando existentes, sejam 
facilmente acessíveis. 
Quando os vasos de pressão forem instalados em ambientes confinados, a instalação 
deve satisfazer os seguintes requisitos: 
a) dispor de pelo menos duas saídas amplas, permanentemente desobstruídas e 
dispostas em direções distintas; 
b) dispor de acesso fácil e seguro para as atividades de manutenção, operação e 
inspeção, sendo que, para guarda-corpos vazados, os vãos devem ter dimensões que 
impeçam a queda de pessoas; 
c) dispor de ventilação permanente com entradas de ar que não possam ser bloqueadas; 
d) dispor de iluminação conforme normas oficiais vigentes; 
e) possuir sistema de iluminação de emergência. 
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Quando o vaso de pressão for instalado em ambiente aberto a instalação deve satisfazer 
as alíneas "a", "b", "d" e "e" do subitem anterior.
INSPEÇÃO DE SEGURANÇA DE VASOS DE PRESSÃO 
Os vasos de pressão devem ser submetidos a inspeções de segurança inicial, periódica 
e extraordinária. 
A inspeção de segurança inicial deve ser feita em vasos novos, antes de sua entrada em 
funcionamento, no local definitivo de instalação, devendo compreender exame externo, 
interno e teste hidrostático. 
As válvulas de segurança dos vasos de pressão devem ser desmontadas, inspecionadas 
e recalibradas por ocasião do exame interno periódico. 
A inspeção de segurança extraordinária deve ser feita nas seguintes oportunidades: 
a) sempre que o vaso for danificado por acidente ou outra ocorrência que comprometa 
sua segurança; 
b) quando o vaso for submetido a reparo ou alterações importantes, capazes de alterar 
sua condição de segurança; 
c) antes do vaso ser recolocado em funcionamento, quando permanecer inativo por mais 
de 12 (doze) meses; 
d) quando houver alteração de local de instalação do vaso. 
A inspeção de segurança deve ser realizada por "Profissional Habilitado" ou por "Serviço 
Próprio de Inspeção de Equipamentos". 
Após a inspeção do vaso deve ser emitido "Relatório de Inspeção", que passa a fazer 
parte da sua documentação. 
Permutadores de Calor 
Permutador de calor é um equipamento que permite trocar calor entre dois fluídos que se 
encontram a temperaturas diferentes. Um permutador de calor é normalmente inserido 
num processo com a finalidade de arrefecer ou aquecer um determinado fluído. 
Os permutadores de calor existem em várias formas construtivas consoante a aplicação 
a que se destinam: 
• Permutador de calor de carcaça e tubos (shell and tube heat exchanger) 
• Permutador de calor de placas (plate heat exchanger) 
• Permutador de calor de placas brazadas com alhetas (brazed plate fin heat 
exchanger) 
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Consiste num equipamento integrado por diversas placas metálicas independentes e por onde 
circulam fluidos que se contactam mas não se misturam. Ambos os fluxos de ar (ar fresco e ar 
saturado) passam pelas placas, mas em lados diferentes, o que permite o processo de transferência 
de calor do lado aquecido e saturado para o lado frio e novo. 
 
Caldeiras 
Caldeira é um recipiente metálico cuja função é, entre muitas, a produção de vapor 
através do aquecimento da água. As caldeiras em geral são empregadas para alimentar 
máquinas térmicas. 
Tipos 
Caldeiras flamotubulares 
As caldeiras de tubos de fogo ou tubos de fumaça, flamotubulares ou ainda gás-
tubulares são aquelas em que os gases provenientes da combustão "fumos" (gases 
quentes e/ou gases de exaustão) atravessam a caldeira no interior de tubos que se 
encontram circundados por água, cedendo calor a mesma. 
Caldeiras verticais 
Os tubos são colocados verticalmente num corpo cilíndrico, fechado nas extremidades 
por placas chamadas espelhos . A fornalha interna fica no corpo cilíndrico, logo abaixo 
do espelho inferior. Os gases de combustão sobem através de tubos, aquecendo e 
vaporizando a água que se encontra externamente aos mesmos. As fornalhas externas 
são utilizadas principalmente para combustíveis de baixo teor calorífico. Podem ser de 
fornalha interna ou externa 
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Caldeiras horizontais 
Esse tipo de caldeira abrange várias modalidades, desde as caldeiras cornuália e 
lancashire, de grande volume de água, até as modernas unidades compactas. As 
pricipais caldeiras horizontais apresentam tubulações internas, por onde passam os 
gases quentes. Podem ter de 1 a 4 tubos de fornalha. As de 3 e 4 são usadas na 
marinha. 
Caldeiras escocesas 
Esse tipo de caldeira foi concebido para uso marítimo, por ser bastante compacta. São 
concepções que utilizam tubulação e tubos de menor diâmetro. Os gases quentes, 
oriundos da combustão verificada na fornalha interna, podem circular em 2,3 e até 4 
passes. 
Todos os equipamentos indispensáveis ao seu funcionamento são incorporados a uma 
única peça, constituindo-se, assim num todo trans portável e pronto para operar de 
imediato. 
Essas caldeiras operam exclusivamente com óleo ou gás, e a circulação dos gases é 
feita por ventiladores. Conseguem rendimentos de até 83%. 
Caldeiras locomotivas e locomóveis 
Como o proprio nome já diz: nas caldeiras Locomotivas o vapor gerado serve para 
movimentar a própria caldeira (e os vagões);praticamente fora de uso hoje em dia,por 
usar carvão ou lenha como combustivel. 
A caldeira locomóvel é tipo multitubular, apresentando uma dupla parede metálica, por 
onde circula a água do próprio corpo. São de largo emprego pela facilidade de 
transferência de local e por proporcionarem acionamento mecânico em lugares 
desprovidos de energia elétrica. São construídaspara pressão de até 21kg/cm2 e vapor 
superaquecido. 
FORNOS 
Nos processos de destilação de petróleo é necessário fornos. Os fornos tem a função de 
aquecer o petróleo bruto ou reduzido a ser destilado. 
Podem ser: aquecedores ou refervedores. 
Refervedor - A parte inferior de uma coluna de destilação, por onde se injeta o calor 
necessário a cada operação. 
 
 
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