GUIA IBP VASOS PRESSAO IBP_Rev 0 16

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IBP – Instituto Brasileiro de Petróleo e Gás
GRINSP-RJ
GUIA N0 4 – Inspeção de Vasos de Pressão
Emissão Preliminar arquivo: GuiaNº4 - Rev0.16 data do arquivo: 28/05/2004
PREFÁCIO
 Esta Guia n0 4 substitui a antiga Guia n0 8 de Dezembro
de 1965 com base no documento ” Organização e
Apresentação das Guias de Inspeção de Equipamentos
do Instituto Brasileiro de Petróleo” , emitido em Maio de
1996, que reformula a estrutura das Guias, apresentando
uma nova numeração e a priorização para um programa
de elaboração de outras Guias.
FALTA CONTEÚDO ver guia de guias.
1 Documentos de Referência ........................................2
2 Definições.......................................................................2
3 Descrição do Equipamento ........................................4
4 Causas Específicas de Deterioração e Avarias .12
4.1 – Quadros Resumos ...............................................27
4.2 Corrosão sob Tensão ..............................................30
4.3 Corrosão-Fadiga ......................................................33
4.4 Perdas de Espessura Internas .............................33
4.5 Corrosão Externa.....................................................38
4.6 Fragilização ..............................................................39
4.7 Danos Mecânicos ...................................................41
4.8 Envelhecimento por Deformação .........................42
4.9 Falhas de Fabricação .............................................42
4.10 Investigação e Análise de Falhas. ........................42
4.11 Causas Desconhecidas De deterioração ...........44
5 Preparativos Para Inspeção ....................................12
5.1 Análise da Documentação ....................................12
5.2 Condições Operacionais do Processo................12
5.3 Ciclos de Parada e Partida do Equipamento .....12
5.4 Procedimento de inspeção....................................12
5.5 Material e Equipamentos de Inspeção ................12
5.6 Preparação do Equipamento para o Serviço de
Inspeção em Local Confinado ........................................13
5.7 Segurança e Proteção Individual do Inspetor.....13
6 Técnicas de Inspeção ...............................................14
6.1 Inspeção visual externa ..........................................14
6.2 Inspeção Visual Interna ..........................................18
6.3 Teste por Partículas Magnéticas ..........................18
6.4 Teste por Líquidos Penetrantes ............................19
6.5 Teste por Ultra-som .................................................19
6.6 Teste por Emissão Acústica ..................................21
6.7 Teste por Radiografia e Gamagrafia ....................21
6.8 Teste por Correntes Parasitas “Eddy Current” ...22
6.9 Termografia...............................................................22
6.10 Teste por ACFM .......................................................23
6.11 Teste de Pressão .....................................................23
6.12 Tabela Resumo de Técnicas De Inspeção .........24
6.13 Tabela Resumo de Aplicação de Técnicas de
Inspeção .............................................................................27
7 Registros de Inspeção ..............................................27
7.1 Escopo / Abrangência ............................................48
7.2 - Instrumentos Utilizados .......................................48
7.3 Indicações / Resultados .........................................48
7.4 Responsável pela Inspeção ..................................48
7.5 Sistema de Arquivamento ......................................48
8 Reparos e Critérios de Aceitação...........................45
8.1 Códigos e Padrões de Construção ......................45
8.2 Materiais ...................................................................45
8.3 Partes de reposição ................................................45
8.4 Soldagem .................................................................45
8.5 Ensaios Não-Destrutivos .......................................46
8.6 Teste Hidrostático ....................................................46
8.7 Métodos Avançados de Análise e Adequação ao Uso
– Critérios de Aceitação ...................................................46
9 Freqüência e Programação de Inspeção .............46
9.1 Intervalos de Inspeção............................................46
9.2 Ferramentas Auxiliares ...........................................47
10 Responsabilidade Pela Inspeção...........................14
ANEXO 1 – Implicações e Atribuições Legais Sobre a
Inspeção de Equipamentos
ANEXO 2 – Práticas de Inspeção
BIBLIOGRAFIA Adicional Sugerida
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1 INTRODUÇÃO
Esta publicação tem por objetivo a apresentação de
orientações, sugestões e recomendações, que podem ser
seguidas, como práticas de trabalho para a inspeção de
equipamentos. Esta Guia representa o consenso da
comunidade de inspeção das empresas que compõem
os Grupos Regionais e a Comissão de Inspeção de
Equipamentos do IBP, não apresentando caráter de
regulamentação ou lei.
Esta Guia se aplica a inspeção em serviço de vasos de
pressão tais como torres, colunas, reatores, esferas,
acumuladores, não se aplicando a permutadores de calor,
fornos e caldeiras, que possuem guias específicas.
Esta Guia orienta a inspeção em serviço de vasos de
pressão, priorizando o caráter preventivo. Auxilia na
determinação dos diversos métodos de inspeção para a
avaliação de integridade, da identificação do tipo e
extensão dos danos.
2 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA
2.1- Organização e Apresentação das Guias de Inspeção
de Equipamentos do Instituto Brasileiro de Petróleo,
revisão 2, de 24/5/1996.
2.2- API 510- Pressure Vessel Inspection Code:
Maintenance Inspection, Rerating, Repair and Alteration
2.3- ANSI/NB-23- National Board Inspection Code
2.4- NR-6 - Equipamento de Proteção Individual – EPI
2.5- NR-13 - Caldeiras e vasos de pressão
2.6- NR-15 - Atividades e operações insalubres
2.7- NR-20 - Líquidos combustíveis e inflamáveis
2.8- NR-25 - Resíduos industriais
2.9- NR-26 - Sinalização de segurança
2.10- ASME Sec. VIII, Div. 1 & Div. 2- Pressure Vessels
2.11- ASME Sec. V- Nondestructive Examinations
2.12- ABNT NB-109- Projeto e construção de vasos de
pressão soldados não sujeitos a chama
2.13- API Publ. 581- Base Resource Document- Risk
Based Inspection
2.14- API RP 579- Fitness-for-service
2.15- API RP 571 Damage Mechanisms Affecting Fixed
Equipment in the Refining Industry
2.15- API 572- Inspection of Pressure Vessels
3 DEFINIÇÕES
Para os fins do presente documento, aplicam-se as
seguintes definições:
Alteração – mudança de característica do projeto original.
Característica – propriedade diferenciadora, pode ser
inerente ou atribuída, qualitativa ou quantitativa.
Certificação – testemunho formal de uma qualificação
através da emissão de um certificado.
CREA – Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e
Agronomia.
Defeito – não atendimento de um requisito relacionado a
um uso pretendido ou especificado.
Descontinuidade – interrupção das estruturas típicas de
uma peça, no que se refere à homogeneidade das
características físicas, mecânicas ou metalúrgicas. Não
é necessariamente um defeito.
Documento de autorização de trabalho - documento
oficial da Empresa para planejamento e controle de
atividades com risco. Exemplo: Permissão de Serviço (PS),
Permissão de Trabalho (PT).
Eficácia – extensão na qual as atividades planejadas são
realizadas e, como conseqüência os resultados planejados
alcançados.
Eficiência – relação entre o resultado alcançado e os
recursos usados.
Ensaio – determinação de uma ou mais características
de acordo com um procedimento.
Equipamento de Proteção Individual (EPI) –: todo
dispositivo ou produto, de uso individual utilizado pelo
trabalhador,destinado à proteção contra riscos suscetíveis
de ameaçar a segurança e a saúde no trabalho.
Especificação – documento que estabelece requisitos.
Uma especificação pode se relacionar a atividades (por
exemplo, especificação de ensaio) ou a produtos (por
exemplo, especificação de produto).
Formulário – modelo impresso para preenchimento de
relato de atividades e/ou resultados.
Inspeção – avaliação da conformidade pela observação
e julgamento, acompanhada, se necessário, de medições,
ensaios ou comparação com padrões.
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Local confinado – qualquer espaço com a abertura
limitada de entrada e saída de ventilação natural.
Exemplos de locais confinados: interior de caldeiras,
tanques, carros-tanques, reatores, colunas, galerias de
esgoto, tubulações, silos, porões, etc.
Método de ensaio não-destrutivo – disciplina aplicada
a um princípio físico em um ensaio não-destrutivo (por
exemplo: ensaio por ultra-som).
Não-conformidade – não atendimento a um requisito.
Organização – grupo de instalações e pessoas com um
conjunto de responsabilidades, autoridades e relações.
Parte interessada – pessoa ou grupo que tem um
interesse no desempenho ou no sucesso de uma
organização.
Plano de Inspeção – documento que especifica quais
procedimentos e recursos associados devem ser
aplicados, por quem e quando, a uma inspeção de um
determinado equipamento ou de uma unidade industrial.
PMTA – Pressão Máxima de Trabalho Admissível é o maior
valor de pressão compatível com o código de projeto, a
resistência dos materiais utilizados, as dimensões do
equipamento e seus parâmetros operacionais.
Procedimento – forma especificada de executar uma
atividade ou processo, tratando de seqüências, métodos
e prescrições.
Processo – conjunto de atividades inter-relaciona-das ou
interativas que transforma insumos em produtos, são
planejados e realizados sob condições controladas para
agregar valor.
Qualificação – comprovação das características e
habilidades, segundo procedimentos escritos e com
resultados documentados, que permitem a um indivíduo
exercer determinadas tarefas.
Registro – documento que apresenta resultados obtidos
ou fornece evidências de atividades realizadas (por
exemplo: Relatório de Inspeção).
Reparo – ação implementada sobre um equipamento não
conforme a fim de recuperá-lo para o uso, sem modificar
o projeto original.
Requisito – necessidade ou expectativa que é expressa
de forma obrigatória.
Sentinela: pessoa orientada para ações de emergência,
que se posiciona do lado externo do local confinado,
monitorando as atividades dentro do equipamento.
Técnica de ensaio não-destrutivo – modo específico
de utilização de um método de ensaio não-destrutivo (por
exemplo: ensaio de imersão por ultra-som).
Vaso de pressão – equipamento que contém fluido sob
pressão interna ou externa.
Verificação – comprovação, através de evidência objetiva,
de que requisitos especificados foram atendidos.
NOTA 1: A distinção entre os termos defeito e não-
conformidade é importante, já que tem conotação legal,
particularmente aquelas associadas à responsabilidade
civil pelo fato do produto. Conseqüentemente, é
conveniente que o termo defeito seja empregado
criteriosamente.
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Figura 1: Vasos de Pressão: nomenclatura – 1 de 2
4- DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO
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Figura 2 Vasos de Pressão: nomenclatura – 1 de 2
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Figura 3: tipos de vaso de pressão
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Figura 4: Acessórios externos de vasos depressão
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Figura 5: Peças internas de vasos de pressão
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Figura 6: Suportes para vasos verticais
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Figura 7: Tipos de tampos para vasos de pressão
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Figura 8: Aberturas e reforços em aberturas de vasos de pressões
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5 PREPARATIVOS PARA INSPEÇÃO
Em qualquer atividade de inspeção, a preparação é
essencial para atingir os objetivos com eficácia e eficiência.
Cada vaso de pressão deve ser analisado detalhadamente,
visando identificar deterioração específica ou inerente a
seu serviço. No entanto, enumeramos as seguintes
providências genéricas que podem ser adotadas antes
de iniciar a inspeção:
5.1 ANÁLISE DA DOCUMENTAÇÃO
Coletar todos os desenhos, folhas de dados técnicos e
croquis do equipamento e observar as seguintes
características:
- condições de projeto (fluido, pressão, temperatura, etc);
- dimensões e aspectos de fabricação (tipo de calota,
espessuras dos componentes, acessórios internos,
existência ou não de bocas de visita para acesso ao interior
do vaso, etc);
- materiais envolvidos;
Analisar os últimos três relatórios de inspeção, visando
constatar registro de alterações de projeto, ocorrência de
deterioração ou defeitos e analisar criticamente os métodos
de inspeção utilizados;
Verificar se as recomendações de inspeção foram
atendidas ou a existência de pendências.
5.2 CONDIÇÕES OPERACIONAIS DO PROCESSO
Verificar registros operacionais das temperaturas,
pressões e fluidos do processo;
Verificar ocorrências operacionais que possam interferir
na vida útil do equipamento, tais como: surto de sobre-
pressão, temperaturas acima da projetada, fluidos
contaminantes não previstos, vibrações, vazamentos e
cargas não previstas;
Pesquisar a ação do fluido do processo e seus
contaminantes nos materiais envolvidos, considerando as
condições operacionais. Quando o equipamento operar
com diversos fluidos e condições não definidas (por
exemplo, vaso pulmão ou sump), recomenda-se uma
análise para a pior condição;
5.3 CICLOS DE PARADA E PARTIDA DO EQUIPAMENTO
Verificar data do início de operação do equipamento,
ocorrência de hibernações e início de última campanha;
Verificar os ciclos térmicos envolvidos (tensões térmicas);
5.4 PROCEDIMENTO DE INSPEÇÃO
Caso existam, utilizar os planos ou procedimentos de
inspeção estabelecidos para o vaso.
Caso não existam planos ou procedimentos de inspeção
do equipamento, identificar métodos e técnicas de
inspeção a serem utilizadas, bem como as seguintes
informações:
Norma ou critério de aceitação;
Suscetibilidade a determinado tipo de descontinuidade
ou falha;
Local mais suscetível à deterioração.
5.5 MATERIAL E EQUIPAMENTOS DE INSPEÇÃO
Coletar desenhos, croquis e formulários, bem como das
ferramentas, materiais e instrumentos necessários para a
realização da inspeção do vaso de pressão;
Verificar as condições e o funcionamento das ferramentas
e dos instrumentos que serão utilizados na inspeção.Sugerimos que o inspetor leve para o local da inspeção
ou tenha disponível para quando necessário:
? lanterna;
? luminária de segurança;
? martelo;
? pano, lixas, escova manual, espátula;
? marcador industrial;
? giz, lápis cera;
? faca, raspador, estilete;
? ímã;
? trena;
? paquímetro;
? micrômetro;
? prancheta com formulários e outros;
? sacos plásticos para amostragem;
? medidor de espessura por ultra-som;
? lupa;
? conjunto de líquido penetrante;
? máquina fotográfica;
? medidor portátil de dureza;
? nível; e
? espelho.
5.6 PREPARAÇÃO DO EQUIPAMENTO PARA O SERVIÇO DE
INSPEÇÃO EM LOCAL CONFINADO
5.6.1 Limpeza
O equipamento em que será realizado o serviço deve estar
vazio, lavado, drenado, desgaseificado, purgado e esfriado.
5.6.2 Isolamento
Recomenda-se o isolamento dos demais equipamentos
de processo através de raquetes e flanges cegos ou,
sempre que possível, desconectar as tubulações de
entrada e saída dos equipamentos e vedá-las com flange
cego.
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5.6.3 Atmosfera do Local Confinado
A ventilação/exaustão permanente é fundamental para
eliminar ou minimizar a presença de substâncias tóxicas
e/ou inflamáveis e garantir a ausência de formação de
misturas explosivas.
Sempre que possível, a atmosfera do local deve estar
isenta de misturas explosivas ou de substâncias tóxicas
e/ou inflamáveis, tais como o sulfeto de ferro (FeS) que
sofre combustão espontânea quando seco e exposto ao
oxigênio.
Recomenda-se que não seja permitida a entrada em locais
confinados com atmosferas inertes, tais como nitrogênio
(N2), dióxido de carbono (CO2), freon e outros tóxicos ou
não, em que o teor de oxigênio esteja abaixo dos padrões
aceitáveis, sem conjunto autônomo ou equipamento de
ar mandado e sem o acompanhamento da sentinela de
emergência descrito no item 6.7.3.
O interior do local, nestes casos, deve ser monitorado
contínua ou periodicamente com relação à explosividade,
aos níveis percentuais de oxigênio, H2S e/ou outros gases
prejudiciais à saúde. O monitoramento não deve ser
efetuado apenas próximo à entrada do equipamento, pois
não medirá a concentração efetiva de gases no interior
do equipamento.
5.6.4 Dispositivos Auxiliares
A adequação da iluminação e os acessos aos locais de
interesse da inspeção devem ser observados de modo a
verificar necessidade de montagem de andaimes e/ou
instalação de luminárias. Recomenda-se iluminação com
uma tensão abaixo de 50V para evitar acidentes
provenientes de choques elétricos.
5.6.5 Sinalização
A delimitação da área de trabalho e a colocação de avisos
de prevenção devem ser identificadas e determinadas pelo
responsável pela segurança industrial.
5.7 SEGURANÇA E PROTEÇÃO INDIVIDUAL DO INSPETOR
5.7.1 Documento de autorização de trabalho
Recomenda-se que a entrada em local confinado para
limpeza, inspeção ou manutenção seja efetuada após
emissão de documento de autorização de trabalho por
funcionário autorizado, mesmo que tenham sido
observadas todas as etapas previstas para
descontaminação.
O inspetor deve informar-se com o emitente do documento
de autorização de trabalho quanto aos riscos envolvidos,
às características e precauções referentes aos produtos
eventualmente presentes, aos riscos de alterações das
condições da atmosfera do local confinado quando da
remoção de crostas, borras, bem como quanto aos
equipamentos de proteção individuais (EPI) requeridos.
5.7.2 eQUIPAMENTOS E MEDIDAS DE SEGURANÇA
ADICIONAIS
Apesar de observado todo o procedimento neces-
sário para a descontaminação do local confinado,
substâncias tóxicas, inflamáveis ou explosivas po-
dem ser liberadas lentamente de resíduos sólidos
aderidos às paredes.
Assim, se o equipamento opera normalmente com fluidos
de processos que não permitam garantir a ausência de
substâncias tóxicas no seu interior, para a entrada no local
confinado, recomenda-se que o inspetor utilize:
? proteção respiratória isolante;
? roupa especial de proteção;
? permanência de sentinela equipada para socorro;
? cinto de segurança tipo “pára-quedista” para
resgate, com corda de salvamento de
comprimento suficiente para permitir sua saída do
local confinado.
Após a interrupção de trabalhos, por qualquer motivo,
antes do seu reinício, todos os procedimentos de
monitoração devem ser repetidos.
5.7.3 Sentinela de Emergência
Aconselha-se não efetuar inspeção interna de um vaso
de pressão sem a presença de uma sentinela.
Independente do risco existente, para toda entrada em
local confinado, é importante a presença de uma sentinela.
A sentinela deve ser treinada sobre os procedimentos a
tomar em situações de emergência. Ao sinal de qualquer
anormalidade, a sentinela deve orientar oinspetor que estiver no local confinado, para que saia
imediatamente.
A sentinela deve posicionar-se de tal forma que, a
qualquer momento possa prestar assistência ao inspetor
que estiver no interior do local confinado.
Em casos de emergência com o inspetor no local
confinado, a sentinela deve acionar um alarme e aguardar
a chegada de socorro. Em nenhuma circunstância, a
sentinela deve entrar no local confinado sem o auxílio de
outros colaboradores e desprovido dos equipamentos de
proteção.
A sentinela não pode ausentar-se do local, caso o inspetor
ainda se encontre no interior do local confinado.
5.7.4 Equipamentos Rotativos e/ou Energizados
Quando o serviço for executado em equipamento com
partes móveis no seu interior (agitador, mexedor, etc), é
necessária a desenergização, a colocação de dispositivo
que impeça o acionamento acidental do equipamento e,
sempre que possível, a desconexão dos cabos do motor.
Antes de qualquer trabalho com máquinas elétricas
portáteis ou iluminação elétrica portátil em local confinado,
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o inspetor deve verificar visualmente as condições das
máquinas, luminárias, cabos e extensões.
Recomenda-se não utilizar, dentro do equipamento, cabos
elétricos com emendas, ou condutores expostos.
6 RESPONSABILIDADE PELA INSPEÇÃO
A NR-13 – Norma Regulamentadora para Caldeiras e
Vasos de Pressão, define no subitem 13.10.6 que a
inspeção de segurança de vasos de pressão deve ser
conduzida por um Profissional Habilitado, podendo contar
com a participação de Técnicos de Inspeção ou
Inspetores.
É de responsabilidade do Profissional Habilitado, orientar
a preparação das inspeções de segurança, participar das
inspeções e revisar e assinar os Relatórios de Inspeção e
o Registro de Segurança.
Aos Técnicos de Inspeção e Inspetores de Equipamentos
cabe a responsabilidade de preparar as inspeções de
segurança de acordo com as orientações do PH, executar
as inspeções e elaborar e assinar os Relatórios de
Inspeção.
Mesmo para os vasos de pressão não enquadrados na
NR-13, devem ser observadas as determinações dos
CREAs quanto às responsabilidades sobre as inspeções.
7 TÉCNICAS DE INSPEÇÃO
7.1 INSPEÇÃO VISUAL EXTERNA
Consiste de uma verificação visual detalhada da superfície
externa do vaso de pressão e sistemas que o compõem,
complementada sempre que necessário pela utilização
de ferramentas auxiliares e aplicação de ensaios não-
destrutivos.
A periodicidade das inspeções externas deve ser
estabelecida em função das condições do processo e
ambientais do local da instalação, e deve estar definida
no programa de inspeção do vaso de pressão, com o
devido cuidado para que não sejam ultrapassados os
limites definidos na legislação vigente.
 Para os vasos de pressão novos sujeitos a exigências
legais de inspeção, deve ser feita inspeção inicial no local
definitivo de instalação, atendendo ao disposto na
legislação vigente.
A inspeção externa pode ser realizada com o vaso de
pressão em condições normais de operação, ou por
ocasião das paradas do equipamento.
Para que a inspeção possaser conduzida de forma
objetiva, cabe ao inspetor seguir o planejado na fase de
preparação e cumprir completamente cada etapa da
inspeção antes de passar para a seguinte.
7.1.1 Etapas da Inspeção Visual Externa
7.1.1.1 Condições de Operação
Como primeira ação da inspeção externa, deve ser
verificado se o equipamento está operando em condições
de pressão e temperatura compatíveis com o projeto.
Trabalho acima dos limites de projeto compromete a
segurança das pessoas, instalações e do meio ambiente.
7.1.1.2 Identificação e Instalação
No texto da Norma Regulamentadora NR-13 estão
descritas condições de identificação e instalação para os
vasos de pressão nela enquadrados, e que devem
verificadas durante as inspeções externas. Para os demais
vasos, não existem regras definidas.
7.1.1.3 Isolamento Térmico
Inspecionar visualmente todo o isolamento térmico,
buscando identificar locais de possíveis infiltrações de
umidade, de águas de chuvas ou de sistemas de dilúvio.
Juntas sobrepostas das chapas que compõem o
capeamento metálico abertas ou mal feitas e trincas no
recobrimento asfáltico das partes sem capeamento são
áreas preferenciais para infiltrações.
frouxas ou soltas e regiões com bolsões (grandes
empolamentos). Por questões de segurança essas
regiões devem ser abordadas com cuidado em vasos
operando, nos quais o histórico mostre ocorrência de
corrosão interna intensa, principalmente naqueles que
operam em temperaturas altas. Em vasos fora de
operação, todo o trecho deve ser removido para análise
da causa.
As regiões sob as plataformas do topo, quando existentes,
e junto às conexões e olhais de suportes são as mais
sujeitas a conterem falhas no isolamento térmico. Para
os vasos verticais, observar com cuidado a região da
junção do isolamento térmico com a proteção contra fogo
da saia.
Deve-se remover trechos do isolamento térmico para
avaliar as condições das chapas do costado,
principalmente nos vasos de pressão que operam em
baixas temperaturas (isolados a frio). Para esses vasos,
é necessária uma amostragem mais abrangente ou
mesmo a remoção total do isolamento, pois a experiência
mostra que pode haver condensação ou de umidade entre
a parede do vaso e o isolante térmico, com instalação de
processo corrosivo em áreas localizadas, estando o
restante da superfície completamente sã. Essas áreas
estão localizadas principalmente nas partes inferiores dos
vasos.
Muitos vasos de pressão possuem pintura anticorrosiva
sob o isolamento térmico e, nesse caso, essa pintura deve
ser inspecionada quanto à existência de falhas localizadas
(rompimento da película). Para os vasos de pressão
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isolados a frio, essas falhas propiciam o aparecimento de
áreas anódicas em relação ao restante da superfície.
O capeamento metálico do isolamento deve ser verificado
quanto ao estado físico e, se necessário, ser recomendada
a substituição total ou parcial.
7.1.1.4 Pintura de Proteção
Os defeitos mais comuns encontrados em pinturas de
proteção de equipamentos industriais são os seguintes:
7.1.1.4.1 Empolamentos
Principais causas de empolamentos em pinturas:
? presença de umidade, óleos, graxas ou de sujeiras
durante a aplicação. Aparece em curto prazo após
a aplicação;
? operação do equipamento, mesmo por períodos
curtos, em temperaturas acima do limite de
resistência da tinta. Aparecimento imediatamente
após a ocorrência.
incompatibilidade entre camadas das tintas que compõem
o esquema de pintura.
? intervalos inadequados entre as demãos, causan-
do problemas de ancoragem entre as camadas;
? condições de processo que permitam formação de
hidrogênio atômico. Pode haver empolamento da
pintura, que nesse caso poderá aparecer de forma
generalizada ou localizada.
Para identificar a causa provável do empolamento, deve-
se romper alguns deles e observar o interior da bolha,
verificando se existe alguma forma de contaminação ou
presença de água ou algum outro líquido. No caso de
empolamentos por hidrogênio, o interior das bolhas estará
sempre limpo e seco.
O inspetor verifica ainda, se o empolamento, está restrito
à tinta de acabamento ou atinge também a tinta de fundo.
No primeiro caso deve recomendar recomposição da
pintura de acabamento e, no segundo, recomendar o
reparo ou repintura usando o esquema completo de
pintura.
7.1.1.4.2 Empoamento
Significa deterioração superficial da pintura, de modo
uniforme e progressivo, por ação de raios ultra violeta.
Deve ser avaliada a intensidade do desgaste para decidir
o que recomendar; refazer a pintura de acabamento ou
todo o esquema, ou ainda, especificar um esquema mais
adequado.
7.1.1.4.3 Abrasão / Erosão
Desgaste em áreas localizadas, devido à ação de
partículas sólidas carreadas por ventos freqüentes em
uma mesma direção. A avaliação deve se conduzida da
mesma forma que o item anterior;
7.1.1..4.4 Fendilhamento, Gretamento,
Enrugamentos e Presença de Pontos de Corrosão
Dispersos pela Superfície Pintada.
O aparecimento desses defeitos sugere:
? em pinturas recentes: aplicação incorreta;
? em pinturas relativamente novas: esquema de
pintura inadequado;
? em pinturas velhas: término da vida útil do sistema.
Para todos esses defeitos, a reparação requer a aplicação
do esquema de pintura completo.
Áreas queimadas ou com mudança de coloração em vasos
refratados internamente indicam possível avaria do
refratário interno. Nesse caso, a inspeção visual deve ser
complementada por tomada de medidas de temperatura
da chapa na região afetada, para verificação de possíveis
riscos para a integridade do equipamento.
É prática usual se recomendar a repintura total, caso a
área afetada resulte maior que 30% da superfície total.
As normas ASTM D 610, D 659, D 661 e D 714
apresentam padrões fotográficos que podem ser usados
como auxiliares na avaliação de pinturas.
As regiões dos vasos de pressão mais susceptíveis ao
aparecimento de processos corrosivos devidos a falhas
na pintura são:
? cordões de solda manuais: nessas regiões, devido
às irregularidades da superfície, não há
uniformidade da espessura da película protetora.
? topo do vaso: causada por baixa aeração, quando
existem plataformas muito próximas ao casco.
Essa forma de ataque é comum nos vasos
esféricos, torres e cilindros de armazenamento de
gases. Essas regiões são difíceis de serem
retocadas.
? geratriz inferior dos vaso horizontais: causada por
condensação de umidade.
 bocais e conexões: partes dos vasos onde a pintura
 está sujeita a danos mecânicos por ocasião das
 manutenções.
? Selas: quando o vaso é simplesmente apoiado nas
selas (metálicas ou de concreto) ou fixado por cor-
dões de solda intermitentes.
? Pedestais: causada por acúmulo de detritos
depositados, por objetos largados por ocasião de
manutenções ou por acúmulo de águas de
chuvas.
A avaliação da pintura de proteção deve contemplar, além
da verificação de defeitos, a conformidade das cores
empregadas com a legislação de segurança em vigor.
A inspeção visual das chapas do costado dos vasos de
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7.1.1.5 Inspeção das Chapas do Costado e Pescoço dos Bocais
A inspeção visual das chapas do costado dos vasos de pressão deve ser meticulosa o bastante para que os problemas
detectados possam ser avaliados com o cuidado necessário para que não sejam super ou subestimados. Deve-se
pesquisar conforme tabela abaixo:
Inspeção do costado e bocais
Dano Parte afetada Causa Recomendação para ação corretiva
Regiões de falhas dos revestimentos
protetores.
Regiões de acúmulo de umidade.
Regiões afetadas por vazamentos de
produtos.
Regiões com baixa aeração em
relação ao conjunto.
Regiões de contato com materiais
dissimilares.
Análise do trecho corroído para tomada de
decisãoquanto a:
a) conviver com a situação – nesse caso,
recomendar ações para estacionar o processo
corros ivo.
b) reparar – recomendar o preenchimento por
soldagem usando procedimento qualificado.
c) substituição do trecho corroído – delimitar a
área a substituir e recomendar a substituição.
Atentar para a necessidade da emissão de
projeto de alteração e reparo.
Corrosão
localizada
Qualquer parte do
vaso
Parte exposta das roscas das
conexões roscadas.
Porcas e parte exposta dos
chumbadores.
Substituição das peças afetadas. Definir a
ocasião adequada, aguardar parada ou
substituição imediata.
Estojos frouxos. Reaperto dos estojos.
Estojos frouxos ou apresentando
escoamento.
Corrosão em faces de vedação de
flanges.
Reaperto ou promover maior aeração dos
estojos ou resfriar os estojos.
Instalar braçadeiras com selante.
Correção ou substituição dos flanges.
Vazamento
em junta de
vedação
Conexões
Falha da junta de vedação.
Analisar os riscos envolvidos e tomar decisão
sempre baseada na preservação das pessoas,
meio ambiente e instalações.
Vazamento
por furo em
chapa.
Corpo, tampos ou
pescoço de
conexão
Corrosão externa interna localizada. Retirar de operação para análise e definição daação corretora.
Trincas em
chapas
Chapas do corpo,
tampos ou pescoço
de conexão
Corrosão sob tensão
Dupla laminação que aflorou à
superfície externa.
Trincas nucleadas por inclusões
internas.
Cada caso deve ser analisado cuidadosamente,
preferencialmente por um especialista.
Trincas em
cordões de
solda e zonas
adjacentes.
Soldas do corpo e
dos tampos
Tensões residuais de soldagem.
Tratamento térmico não adequado.
Pressão causada por hidrogênio ou
metano retido em descontinuidades
internas.
Cada caso deve ser analisado cuidadosamente,
preferencialmente por um especialista.
Empolamento
por hidrogênio
Chapas do corpo,
tampos e pescoço
de conexão.
Geração de hidrogênio atômico no
processo.
Fazer análise da região afetada, dimensionando
os empolamentos maiores e pesquisando a
existência de trincas ao redor. Consultar
literatura específica ou especialista.
Deformações
do costado
Partes
pressurizadas
Sobrepressões.
Aquecimentos localizados
Tensões geradas por tubulações
acopladas ao vaso.
Fazer análise da integridade do equipamento
Tabela 1: Inspeção do costado e bocais
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7.1.1.6 Suportes e Bases dos Vasos de Pressão
 A inspeção visual desse componente deve estar sempre
contemplada no planejamento da inspeção externa.
Alguns pontos devem ser verificados com mais cuidado,
como a saia dos vasos verticais na junção com o corpo,
região sujeita a processos corrosivos localizados sob a
proteção contra fogo. Deve ser verificada também a área
exposta dos chumbadores e, com auxílio de um martelo
de inspeção, avaliada a integridade das porcas de fixação
do equipamento. A verificação desses pontos é muito
importante nos vasos de pressão verticais, principalmente
nas torres.
O concreto da proteção contra fogo e das bases deve ser
verificado quanto à existência de trincas ou esboroamento
devido a corrosão das ferragens internas. As trincas dos
suportes podem ser conseqüência de recalques e, nesse
caso, se propagam a 45° da
7.1.1.7 Aterramento Elétrico
Nos vasos de aço carbono, é comum a instalação de
processo corrosivo intenso no clip de fixação do cabo de
cobre ao vaso. O martelo de inspeção deve ser usado
para verificar a integridade da ligação.
7.1.1.8 Escadas e Plataformas.
O problema mais comuns encontrado nas escadas e
plataformas é a corrosão devida a deterioração da pintura
de proteção. Devem ser verificados com
atenção os degraus e guarda-corpos das escadas, pois
da sua integridade depende a segurança do pessoal que
acessa o equipamento. Para as plataformas, deve ser
verificada a existência de regiões com sinais de acúmulo
de águas de chuvas. Nessas regiões, é recomendável
fazer um furo na chapa para a drenagem das águas,
evitando o empoçamento.
7.1.1.9 Dispositivos de Segurança
Devem ser verificados;
o estado físico aparente e sinais de vazamentos;
para dispositivos do tipo válvula de segurança ou alívio,
se a pressão de abertura é menor ou igual à pressão
máxima de trabalho;
se existem válvulas de bloqueio à montante ou à jusante
e se, em caso positivo, estão instalados dispositivos contra
o bloqueio inadvertido.
O programa de inspeção deve ser consultado para verificar
se existe coincidência da inspeção externa do vaso com
a manutenção e calibração do dispositivo.
7.1.1.10 Medição de Espessuras e Cálculo da Vida
Residual
É comum as medições de espessuras coincidirem com
as inspeções externas. O procedimento de inspeção deve
ser consultado quanto às épocas previstas e as exigências
de capacitação do pessoal executante e de calibração dos
instrumentos de medição.
7.2 INSPEÇÃO VISUAL INTERNA
Para a monitoração da integridade física, recomenda-se
que o vaso de pressão seja inspecionado internamente,
segundo uma freqüência adequada às suas condições
de projeto, condições operacionais e de acordo com as
legislações aplicáveis. A inspeção interna, de uma forma
geral, é realizada simultaneamente ou precedida pela
inspeção externa.
As primeiras providências para a realização da inspeção
estão descritas no item 5 acima Preparativos para
Inspeção, onde ressaltamos as medidas de segurança e
proteção individual do inspetor.
A inspeção visual interna é de grande importância para a
identificação de mecanismos de danos internos, cujas
características sejam de ataques não uniformes e que
seja difícil a sua localização por meio de Ensaios Não
Destrutivos externos.
Em uma inspeção visual interna de um vaso de pressão,
o inspetor dirige sua atenção para:
? no momento da abertura do vaso, verificar a
existência de depósitos, resíduos, incrustações,
observando o tipo, quantidade e localização.
Recolher amostras para análise, se necessário;
? inspecionar o costado, as calotas, cordões de
solda e conexões quanto a deformações, trincas,
corrosão e erosão, danos devido a limpeza ou
manutenção; em algumas situações, pode haver a
necessidade de remoção de componentes internos
do vaso.
? verificar a ocorrência de danos por hidrogênio;
? avaliar o estado interno das conexões quanto à
corrosão e obstrução;
? verificar a integridade do revestimento interno
(“clad”, “lining”, pintura, refratários e outros )
quanto à corrosão, estufamentos, trincas nas
soldas, erosão;
? examinar o posicionamento, a fixação e a
integridade de componentes internos, quando
houver, tais como: distribuidores, tubulações,
serpentinas, defletores, demister, ciclones, grades,
antivórtice, parafusos e porcas; e
identificar os locais a serem preparados para inspeção
por Ensaios Não Destrutivos. A medição de espessura é
o ensaio de realização mais freqüente e tomado como
base para os cálculos das taxas de corrosão.
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7.3 TESTE POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS
O ensaio por partículas magnéticas é usado para detectar
descontinuidades superficiais e sub superficiais em
materiais ferromagnéticos. São detectados defeitos tais
como: trincas, junta fria, inclusões, gota fria, dupla
laminação, falta de penetração, dobramentos,
segregações, etc.
Figura 9: Trinca detectada por partículas
magnéticas via seca.
O método de ensaio está baseado na geração de um
campo magnético que percorre toda a superfície do
material ferromagnético. As linhas magnéticas do fluxo
induzido no material desviam-se de sua trajetória ao
encontrar uma descontinuidade superficial ou sub
superficial, criando assim uma região com polaridade
magnética, altamente atrativa à partículas magnéticas.
No momento em que se provoca esta magnetização na
peça, aplicam-se as partículas magnéticas por sobre a
peça que serão atraídas à localidadeda superfície que
conter uma descontinuidade formando assim uma clara
indicação de defeito
Figura 10: Esquema da origem do campo de
fuga
Alguns exemplos típicos de aplicações são fundidos de
aço ferrítico, forjados, laminados, extrudados, soldas,
peças que sofreram usinagem ou tratamento térmico
(porcas e parafusos), trincas por retífica e muitas outras
aplicações em materiais ferrosos.
Para que as descontinuidades sejam detectadas é
importante que elas estejam de tal forma que sejam
“interceptadas” ou “cruzadas” pelas linhas do fluxo
magnético induzido; conseqüentemente, a peça deverá
ser magnetizada em pelo menos duas direções defasadas
de 90º. Para isto utilizamos os conhecidos yokes ,
máquinas portáteis com contatos manuais ou
equipamentos de magnetização estacionários para
ensaios seriados ou padronizados.
Figura 11: Trinca em cordão de solda
detectada por partículas magnéticas por via
seca.
O uso de leitores óticos representa um importante
desenvolvimento na interpretação automática dos
resultados.
7.5 TESTE POR LÍQUIDOS PENETRANTES
O ensaio por Líquidos Penetrantes é considerado um
dos melhores métodos de teste para a detecção de
descontinuidades superficiais de materiais isentos de
porosidade tais como: metais ferrosos e não ferrosos,
alumínio, ligas metálicas, cerâmicas, vidros, certos tipos
de plásticos ou materiais organo-sintéticos. Líquidos
penetrantes também são utilizados para a detecção de
vazamentos em tubos, tanques, soldas e componentes.
O líquido penetrante é aplicado com pincel, pistola, ou
com lata de aerossol ou mesmo imersão sobre a
superfície a ser ensaiada, que então age por um tempo
de penetração. Efetua-se a remoção deste penetrante
da superfície por meio de lavagem com água ou
remoção com solventes. A aplicação de um revelador
(talco) irá mostrar a localização das descontinuidades
superficiais com precisão e grande simplicidade embora
suas dimensões sejam ligeiramente ampliadas.
Este método está baseado no fenômeno da capilaridade
que é o poder de penetração de um líquido em áreas
extremamente pequenas devido a sua baixa tensão
superficial. O poder de penetração é uma característica
bastante importante uma vez que a sensibilidade do
ensaio é enormemente dependente do mesmo.
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Figura 12: Trinca superficial em peça fundida
revelada por líquido penetrante
Descontinuidades em materiais fundidos tais como gota
fria, trincas de tensão provocadas por processos de
têmpera ou revenimento, descontinuidades de fabricação
ou de processo tais como trincas, costuras, dupla
laminação, sobreposição de material ou ainda trincas
provocadas pela usinagem, ou fadiga do material ou
mesmo corrosão sob tensão, podem ser facilmente
detectadas pelo método de Líquido Penetrante.
7.5 TESTE POR ULTRA-SOM
Detecta descontinuidades internas em materiais,
baseando-se no fenômeno de reflexão de ondas acústicas
quando encontram obstáculos à sua propagação, dentro
do material.
Um pulso ultra-sônico é gerado e transmitido através de
um transdutor especial, encostado ou acoplado ao
material. Os pulsos ultra-sônicos refletidos por uma
descontinuidade, ou pela superfície oposta da peça, são
captados pelo transdutor, convertidos em sinais
eletrônicos e mostrados na tela LCD ou em um tubo de
raios catódicos (TRC) do aparelho.
Os ultra-sons são ondas acústicas com freqüências acima
do limite audível. Normalmente, as freqüências ultra-
sônicas situam-se na faixa de 0,5 a 25 MHz.
Figura 13: Princípio básico da
inspeção por ultra-som.
Geralmente, as dimensões reais de um defeito interno
podem ser estimadas com uma razoável precisão,
fornecendo meios para que a peça ou componente em
questão possa ser aceito, ou rejeitado, baseando-se em
critérios de aceitação da certa norma aplicável. Utiliza-se
ultra-som também para medir espessura e determinar
corrosão com extrema facilidade e precisão.
Modernamente o ultra-som é utilizado na manutenção
industrial, na detecção preventiva de vazamentos de
líquidos ou gases, falhas operacionais em sistemas
elétricos (efeito corona), vibrações em mancais e
rolamentos, etc.
Para atender a necessidade de inspeção de componentes
de forma automática, rápida e menos susceptível aos
erros de interpretação do inspetor, foram desenvolvidas
técnicas de ensaios não-destrutivos acoplados a sistemas
mecatrônicos de varredura e facilidades de tratamento
de imagens.
7.5.1 Teste por IRIS
O Internal Rotatory Inspection System – IRIS, uma das
técnicas não convencionais, tem sido utilizado em tubos
de trocadores de calor e caldeiras, com resultados
satisfatórios. Esse tipo de ensaio depende
fundamentalmente da limpeza da superfície a ser
inspecionada – uma vez que óxidos e carepas interferem
com os resultados, sendo este um de seus limitantes.
Um transdutor é conectado ao dispositivo centralizador
colocado dentro do tubo a ser testado. Os pulsos ultra-
sônicos são emitidos pelo transdutor na direção do eixo
do tubo, e refletidos por um espelho a 45º , de forma a
serem direcionados radialmente à parede do tubo. As
reflexões das paredes interna e externa do tubo seguem
o mesmo caminho de retorno para o transdutor – o
intervalo de tempo entre o primeiro eco (parede interna) e
o segundo eco (parede externa) dá a medida da espessura
da parede do tubo, se evidenciando a espessura mínima
e os defeitos encontrados interna ou externamente.
Figura 14: Esquema de funcionamento do
ensaio IRIS
Uma restrição ao ensaio IRIS é a não detecção de trincas
– além disso pode não detectar defeitos com
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diâmetros menores ou iguais a 1,5 mm. A aplicação do
ensaio é limitada para tubos com diâmetros entre 9 e 100
mm.
7.5.2 Teste por TOFD
A técnica de TOFD (Time-of-Flight Diffraction) é baseada
no tempo de percurso da onda difratada na extremidade
de uma descontinuidade para determinação da sua
profundidade dentro do material. Ao difratar, a onda sofre
conversão de modo gerando múltiplos ecos que devem
ser descartados. A fim de evitar a sobreposição destes
ecos com os de interesse, se utilizam somente ondas
longitudinais que, por possuírem maior velocidade,
alcançarão primeiramente o receptor, enquanto as que
sofreram conversão de modo, mais lentas, apresentarão
ecos bem distantes dos de interesse
A técnica utiliza dois transdutores, um emissor e um
receptor para cobertura do volume de material a ser
inspecionado. A aquisição de vários sinais de A-Scan
armazenados sucessivamente ao longo de um cordão de
solda permite a formação de uma imagem D-Scan, onde
as amplitudes positivas e negativas do sinal ultra-sônico
são decodificadas em termos de tons de cinza.
A técnica TOFD representa um grande avanço por permitir
o registro gráfico da inspeção do cordão de solda por ultra-
som.
Figura 15: Dados de varredura do TOFD. (a)
136x128 C-Scan de solda de topo de chapa
de aço com 25mm de espessura. (b) A-scan
ao longo da linha AB.
7.5.3 Teste por Phased Array
O ultra-som phased array consiste basicamente na
substituição de vários transdutores de ângulos
diversificados, os quais são necessários para cobrir toda
a região de interesse a ser inspecionada, por apenas um
ou dois transdutores com diversos cristais independentes,
geralmente entre 64 e 128 cristais por transdutor, podendo
ser ampliado de acordo com a aplicação. Tais transdutores
são pulsados de modo multiplexado e em paralelo
obedecendo a algumas regras de foco programadas pelo
inspetor.
No caso de inspeção em soldas, a varredura perpendicular
às mesmas é controlada eletronicamente, não havendo
movimento mecânico dos transdutores.
funcionamento do sistema de varredura por
phased array para dois diferentes ângulos de
incidência.
Com a técnica, o feixe sônico pode ser focado na região
de interessee de forma uniforme, garantindo precisão no
dimensionamento de descontinuidades.
7.6 TESTE POR EMISSÃO ACÚSTICA
O princípio do método é 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.
Os resultados do ensaio por emissão acústica não são
convencionais. Na realidade 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,
destacamento de escória, fricção, ou outros fenômenos
físicos.
Aplica-se a emissão acústica quando se quer analisar ou
estudar o comportamento dinâmico de defeitos em peças
ou em estruturas metálicas complexas, assim como
registrar sua localização. O ensaio por emissão acústica
permite a localização da falha, captados por sensores
instalados na estrutura ou no equipamento a ser
monitorado.
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7.7 TESTE POR RADIOGRAFIA E GAMAGRAFIA
O método está baseado na mudança de atenuação da
radiação eletromagnética (Raios-X ou Gama), causada
pela presença de descontinuidades internas, quando a
radiação passa pelo material e deixar sua imagem gravada
em um filme, sensor radiográfico ou em um intensificador
de imagem.
Figura 17: Exemplo de irradiador portátil para
inspeção por gamagrafia.
A radiografia foi o primeiro método de ensaio não destrutivo
introduzido na indústria para descobrir e quantificar
defeitos internos em materiais.
Figura 18: Exemplo de radiografia de solda
usando a técnica de parede simples - vista
simples.
Raios-X industriais abrangem hoje várias técnicas:
? Radiografia: é a técnica convencional via filme
radiográfico, com gerador de Raios-X por ampola
de metal cerâmica. Um filme mostra a imagem de
uma posição de teste e suas respectivas
descontinuidades internas.
? Gamagrafia: mesma técnica tendo como fonte de
radiação um componente radioativo, chamado de
“isótopo radioativo” que pode ser o Irídio, Cobalto
ou modernamente o Selênio.
Radioscopia: a peça é manipulada a distância dentro de
uma cabine a prova de radiação, proporcionando uma
imagem instantânea de toda peça em movimento,
portanto tridimensional,
? através de um intensificador de imagem acoplado
a um monitor de TV. Imagens da radioscopia agru-
padas digitalmente de modo tridimensional em um
software possibilitam um efeito de cortes mostran-
do as descontinuidades em três dimensões o que
nada mais é do que uma tomografia industrial.
A radiografia também passou a ser realizada em processos
dinâmicos (tempo real), como no movimento de projétil
ainda dentro do canhão, fluxo metálico durante o
vazamento na fundição, queima dos combustíveis dentro
dos mísseis, operações de soldagem, etc.
7.8 TESTE POR CORRENTES PARASITAS “EDDY
CURRENT”
O campo magnético gerado por uma sonda ou bobina
alimentada por corrente alternada produz correntes
induzidas (correntes parasitas) na peça sendo ensaiada.
O fluxo destas correntes depende das características do
metal.
Praticamente as “bobinas” de teste têm a forma de canetas
ou sensores que passadas por sobre o material detectam
trincas ou descontinuidades superficiais, ou ainda podem
ter a forma de circular, oval ou quadrada por onde passa
o material. Neste caso detectam-se descontinuidades ou
ainda as características físico-químicas da amostra.
A presença de descontinuidades superficiais e sub-
superficiais (trincas, dobras ou inclusões), assim como
mudanças nas características físico-químicas ou da
estrutura do material (composição química, granulação,
dureza, profundidade de camada endurecida, tempera,
etc.) alteram o fluxo das correntes parasitas, possibilitando
a sua detecção.
O ensaio por correntes parasitas se aplica em metais tanto
ferromagnéticos como não ferromagnéticos, em produtos
siderúrgicos (tubos, barras e arames), em autopeças
(parafusos, eixos, comandos, barras de direção, terminais,
discos e panelas de freio, entre outros). O método se aplica
também para detectar trincas de fadiga e corrosão em
componentes e estruturas aeronáuticas e em tubos
instalados em trocadores de calor, caldeiras e similares.
Figura 19: Ensaio por corrente parasita.
É um método limpo e rápido de ensaios não-destrutivos,
mas requer tecnologia e prática na realização e
interpretação dos resultados. Tem baixo custo operacional
e possibilita automatização à altas velocidades de
inspeção.
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7.9 TERMOGRAFIA
A inspeção termográfica (Termografia) é uma técnica não-
destrutiva que utiliza os raios infravermelhos, para medir
temperaturas ou observar padrões diferenciais de
distribuição de temperatura, com o objetivo de propiciar
informações relativas à condição operacional de um
componente, equipamento ou processo. Em qualquer dos
sistemas de manutenção considerados, a termografia se
apresenta como uma técnica de inspeção extremamente
útil, uma vez que permite: realizar medições sem contato
físico com a instalação (segurança); verificar equipamentos
em pleno funcionamento (sem interferência na produção);
e inspecionar grandes superfícies em pouco tempo (alto
rendimento).
Os aplicativos desenvolvidos para a posterior análise das
informações termográficas obtidas, como a classificação
de componentes elétricos defeituosos, avaliação da
espessura de revestimentos e o cálculo de trocas térmicas,
permitem que esses dados sejam empregados em
análises preditivas.
Aplicações de termografia: 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; Análise de
isolamentos térmicos e refratários; Monitoramentos de
processos produtivos do vidro e de papel;
Acompanhamento de performance de placas e circuitos
eletrônicos; Pesquisas científicas de trocas térmicas, entre
outras possibilidades.
Na indústria automobilística é utilizada no desenvolvimento
e estudo do comportamento de pneumáticos,
desembaçador do pára-brisa traseiro, no turbo,
nos freios, no sistema de refrigeração, etc. Na siderurgia
tem aplicação no levantamento do perfil térmico dos
fundidos durante a solidificação, na inspeção de
revestimentos refratários dos fornos. A indústria química
emprega a termografia para a otimização do processo e
no controle dos reatores e torres de refrigeração, a
engenharia civil inclui a avaliação do isolamento térmico
de edifícios e determina detalhes construtivos das
construções como, vazamentos, etc.
7.10 TESTE POR ACFM
A técnica ACFM (Alternating Current Field Measurement),
ou seja, medição do campo de corrente alternada tem
como base uma corrente alternada que circula em uma
fina camada próxima à superfície dos materiais condutores
e não necessita de contato direto entre a sonda e a peça
a ser inspecionada.
Quando uma corrente elétrica uniforme é aplicada numa
área sob inspeção com uma descontinuidade tipo trinca,
circulará ao redor dos extremos e faces desta. Esta
variação da corrente elétrica está associado um campo
magnético que será medido por pequenos detectores
existentes na sonda que permitem reconhecer as
perturbações no campo induzido.
Em se tratando de uma técnica de inspeção relativamente
recente, recomenda-se que sejam realizadas várias
inspeções em juntas soldadas de vasos de pressão com
posterior confirmação das descontinuidades indicadas
pela técnica de partículas magnéticas.
Essa técnica é bastanteutilizada para identificar trincas
de fadiga e trincas subsuperficiais.
7.11 TESTE DE PRESSÃO
Ao término dos serviços de inspeção e de manutenção,
onde são recomendados e executados reparos que podem
ter afetado a estrutura do vaso, torna-se necessário realizar
testes de pressão que poderão ser feitos com água, ar,
vapor, ou outro meio que proporcione igual efeito de
pressão, sem aumento dos riscos inerentes ao teste.
A NR-13 exige uma periodicidade do teste de pressão
em função das características do vaso e de suas condições
operacionais.
7.11.1 Estanqueidade
O teste de estanqueidade tem como objetivo assegurar a
inexistência de vazamentos, sem considerar aspectos de
integridade estrutural do equipamento.
Vazamentos de acessórios internos de vasos de pressão
causam perdas de eficiência, podendo ainda acarretar em
acúmulo de produtos em locais não previstos do vaso,
provocando deterioração do mesmo. Em vasos de
pressão, temos os exemplos, a saber:
a) Estanqueidade das conexões e bocas de visita –
são fechadas todas as conexões para preenchimento
do vaso com o fluido de teste e observado se há
vazamento pelas juntas, pelo simples exame visual, ou
usando-se detectores apropriados em função do fluido
utilizado;
b) Bandejas de torres de destilação – Neste teste, a
bandeja é inundada com água até a altura da chapa de
nível do vertedor, sendo seu esvaziamento espontâneo
cronometrado. A inspeção visual da parte inferior da
bandeja indicará o número de gotas que vazam na
unidade de tempo através das regiões de vedação do
assoalho da bandeja;
c) Chapas de reforço – O teste, nesse caso, consiste
em colocar ar comprimido ou gás inerte através de um
niple com entalhe na extremidade, conectado ao furo de
ensaio. O entalhe no niple é para evitar o bloqueio de
gás no caso de a extremidade do niple entrar em
contato com o casco do vaso. A chapa deve ser
pressurizada com uma pressão entre 0,7 a 1,0 Kgf/cm2.
Após 15 minutos de pressurização, deve ser colocada
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sobre as soldas em teste uma solução formadora de
bolhas.
7.11.2 Hidrostático
Em geral, o teste hidrostático tem como finalidade a
verificação da integridade estrutural do equipamento e se
baseia sempre na atual pressão máxima de trabalho
admissível do vaso de pressão.
Para a execução do teste hidrostático, deve ser
considerado o código de projeto, a instalação, as
condições de suportação e de fundação do vaso de
pressão.
O teste hidrostático em vasos de pressão consiste na
pressurização com um líquido apropriado a uma pressão
cujo valor no ponto mais alto do vaso é a “pressão de
teste hidrostático”.
Recomenda-se que o teste hidrostático não seja executado
numa temperatura do fluido abaixo de 15°C, para prevenir
fratura frágil, exceto para cascos de vasos integralmente
construídos com materiais adequados para baixas
temperaturas.
Outra advertência segue para vasos construídos em aços
inoxidáveis austeníticos, ou revestidos por eles, onde a
concentração de cloretos na água não deve ultrapassar
50 ppm para se evitar posterior corrosão sob tensão.
Como exemplo, citamos o código ASME na seção VIII,
divisão I, o qual determina que a pressão do teste
hidrostático deve ser igual ou maior, em qualquer ponto
do vaso, a:
Ptp = 1,5.PMA.(S f/Sq), onde:
PMA – pressão máxima admissível de trabalho do
equipamento na situação corroída na temperatura de
projeto;
Sf – tensão admissível do material à temperatura do
teste; e
Sq – tensão admissível do material na temperatura de
projeto.
Este é o mínimo valor que o código estabelece. Caso o
projetista ou o dono do equipamento deseje estabelecer
um valor mais conservador, este deve se basear em um
procedimento alternativo de acordo com o próprio código
ASME.
Na realização do teste hidrostático, costumam-se usar,
no mínimo, dois manômetros aferidos para a leitura dos
valores de pressão. Tais instrumentos devem ter um fundo
de escala adequado ao valor da pressão de teste.
7.11.3 Pneumático
Este teste é realizado quando o vaso e seus suportes e/
ou fundações não sustentam o seu peso com a água ou
quando não for possível uma perfeita secagem para a
eliminação da água, restando traços que não são
permitidos por motivos operacionais, ou quando houver
acessórios internos que não possam ter contato com
líquidos.
Novamente, citamos o código ASME que estabelece que
a pressão de teste não deve exceder o valor calculado
pela expressão a seguir:
P = 1,25.PMA.(S f/Sq)
A pressão do teste é aumentada gradualmente até cerca
da metade da pressão de teste. Após ter sido alcançado
este valor, a pressão no vaso é incrementada em 1/10 da
pressão de teste, até a pressão requerida. Em seguida, a
pressão é reduzida a 80% da pressão de teste e mantida
o tempo suficiente para a inspeção do vaso.
Vale lembrar que o código ASME exige que todas as
soldas em volta de aberturas e todas as soldas de ângulo
com espessura maior do que 6 mm sejam inspecionadas
por partículas magnéticas ou líquido penetrante para a
detecção de possíveis trincas.
Como medida de segurança, o teste pneumático só deve
ser adotado quando não houver outra alternativa. Além
disso, durante toda a execução do teste, incluindo a
completa despressurização do vaso, somente deverão ter
acesso ao vaso e suas imediações as pessoas
estritamente necessárias à execução do teste e inspeção
do vaso de pressão.
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1.1 TABELA RESUMO DE TÉCNICAS DE INSPEÇÃO
Técnicas de investigação e detecção de mecanismos de danos
Classificação
geral Técnica
Tipo de informação
coletada Vantagens Limitações
EXAME VISUAL:
exame da região a ser
inspecionada com
visão direta ou com
auxílio de pequena
ampliação
Marcas de abrasão,
trincas de maior
porte,
amassamentos, etc.
Pode ser executada no
campo, sem necessidade
de equipamentos
especiais. Pode ser
fotografado.
Baixa resolução /
detectabilidade.
MICROSCOPIA (ótica
ou eletrônica): ensaio
de campo ou através
de réplica
metalográfica
Microestrutura do
componente,
porosidades,
microtrincas (se
incidentes na região
estudada).
Indicações do
comportamento
metalúrgico do material,
indicações de danos
ainda em pequena
escala
Custo, dificuldade de se
realizar no campo, limitação
da área estudada.
MAGNETISMO:
aplicação por contato
ou proximidade de
elemento magnético.
Identifica se o
material é ou não
ferro magnético.
Identificação rápida e
confiável para uma
classificação geral do
material (ligas ferríticas,
de níquel ou cobalto)
Variações de ligas e
proporções (p.ex. soldas que
contenham estruturas
austeníticas).
RESISTÊNCIA
ELÉTRICA: aplicação
de corrente contínua ou
alternada ao material e
medição de potencial
resultante ou
modificação do
potencial
Trincas abertas à
superfície. Taxa de
corrosão ou desgaste
(técnica de
monitoração contínua
ou intermitente).
Integridade do
revestimento.
Técnica simples e
interpretação
relativamente fácil.
Detecção de trinca só pode
ser precisa se a trinca for
normal à superfície e sua
largura 3 vezes maior do que
sua profundidade.
Calibração precisa. Pode
exigir correção de
temperatura.
INSPEÇÃO POR
LÍQUIDOS
PENETRANTES :
aplicação e posterior
revelação de líquidos
penetrantes.
Indicações gerais de
incidência de trincas
abertas à superfície.
Técnica simples e rápida.
Resolução até 0,5mm de
extensão. Pode ser
realizado registro
fotográfico. Existem
padrões internacionais.
Somente detecta trincas
abertas à superfície. O
PENETRANTE PODE
CONTAMINAR OS
PRODUTOS DE
CORROSÃO,
EVENTUALMENTE
TORNANDO SUA
IDENTIFICAÇÃO QUÍMICA
POSTERIOR IMPOSSÍVEL.
Resolução depende
fortemente da condição de
limpeza da superfície e da
habilidade do operador.
1. Exames
físicos
INSPEÇÃO POR
PARTÍCULAS
MAGNÉTICAS:
Indicações gerais de
incidência de trincas
abertas à superfície
ou não,desde que
próximas à superfície.
Técnica simples e rápida.
Melhor resolução e
sensibilidade do que o
líquido penetrante.
Existem padrões
internacionais.
Somente detecta trincas
próximas à superfície. O
material a inspecionar deve
ser magnético. O VEÍCULO
PODE CONTAMINAR OS
PRODUTOS DE
CORROSÃO,
EVENTUALMENTE
TORNANDO SUA
IDENTIFICAÇÃO QUÍMICA
POSTERIOR IMPOSSÍVEL.
7.12
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RADIOGRAFIA
Indicação volumétrica
da incidência /
extensão /
localização /
orientação de trincas
e defeitos
Espessura do material
limitado apenas pelo
poder da fonte. Fácil de
interpretar. Bom para
geometrias complexas.
Grandes áreas podem
ser inspecionadas juntas.
Existem padrões
internacionais
Usualmente a radiação
penetra na transversal,
dificultando a detecção de
trincas radiais. Demanda
cuidados especiais quanto à
radiação. Requer
equipamentos especiais e
manuseio próprio.
Temperatura limite aprox. de
50ºC
EMISSÃO ACÚSTICA:
detecção por
transdutores de sinais
acústicos refletidos
pelos defeitos.
Incidência e
localização de trincas
em evolução
(particularmente em
vasos de pressão
pressurizados)
Pode ser aplicado em
grandes equipamentos,
continuamente ou
intermitente. Requer
poucos equip amentos.
Interpretação de moderada a
difícil, demandando
experiência. Técnica de
emprego passivo.
MEDIÇÃO DE
TEMPERATURA: lápis
térmico, giz, outros
Medição da
temperatura da
superfície, dentro da
faixa especificada.
Técnica rápida, simples e
confiável. Não requer
equipamento especial.
Fácil interpretação
Somente indica a temperatura
da superfície. Baixa resolução
(tipicamente de 50ºC).
MEDIÇÃO DE
TEMPERATURA:
pirômetros de radiação,
infravermelho,
termografia
Medição da
temperatura da
superfície, em ampla
faixa (-20ºC a 2000ºC
ou mais)
Técnica rápida, e
relativamente simples.
Detecção de radiação
infravermelha pode
indicar temperaturas sob
isolamento, etc. Boa
resolução (até 0,1ºC).
Para termografia é
possível registro em
vídeo. Fácil
interpretação.
Técnicas com infravermelho
sujeitas a erro se houver
presença de vapor d’água e
CO2, que absorve a radiação.
Requer equipamento especial
MEDIÇÃO DE
PRESSÃO
Pressão do fluido,
contínua ou variação.
Relativamente simples
medição e interpretação.
Equipamento simples e
com boa resolução
Pode exigir tomada de acesso
especial.
2. Exames
Químicos
TESTE POR PONTOS:
aplicação de reagentes
para indicar a presença
de componentes
Presença ou
ausência de
elementos químicos
na composição do
material
Relativamente simples e
confiável. Fácil
interpretação. Material
s imples
Requer experiência do
operador. Não indica a
composição completa do
material. Limitado a uma certa
gama de materiais.
3. Exames
mecânicos
TESTE DE DUREZA:
aplicação de um micro
ensaio de dureza em
área determinada do
material
Dureza do material
no local testado
Técnica simples e rápida.
Interpretação fácil e
imediata.
Pode alterar a superfície e a
estrutura do material,
demandando cuidado e
atenção na escolha do local a
ser ensaiado. Mede apenas a
dureza da micro região
ensaiada.
Técnicas de investigação e detecção de mecanismos de danos
Classificação
geral
Técnica Tipo de informação
coletada
Vantagens Limitações
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Tabela 1: Técnicas de investigação e detecção de mecanismos de danos
1.1 TABELA RESUMO DE APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE INSPEÇÃO
Nenhuma técnica de inspeção é considerada altamente efetiva para todos os tipos de danos. Para a maioria dos
tipos, podem ser utilizadas mais de uma técnica, cada uma complementando a outra.
Efetividade de Técnicas de Inspeção
Mecanismos de danos
Técnica de inspeção Perda de
espessura
Trincas
superficiai
s
conectadas
Trincas
subsuperfi
ciais
Formação de
microfissuras
ou
microvazios
Transformaç
ões
metalúrgicas
Alterações
dimensionai
s
Empolam
entos
nspeção visual 1-3 2-3 4 4 4 1-3 1-3
Ultra-som feixe normal 1-3 3-4 3-4 2-3 4 4 1-2
ltra-som feixe
ngular 4 1-2 1-2 2-3 4 4 4
artículas magnéticas 4 1-2 3-4 4 4 4 4
íquido penetrante 4 1-3 4 4 4 4 4
missão acústica 4 1-3 1-3 3-4 4 4 3-4
ddy current 1-2 1-2 1-2 3-4 4 4 4
lux leakage 1-2 4 4 4 4 4 4
adiografia 1-3 3-4 3-4 4 4 1-2 4
edições
mensionais 1-3 4 4 4 4 1-2 4
etalografia 4 2-3 2-3 2-3 1-2 4 4
1= altamente efetivo; 2= moderadamente efetivo; 3= possivelmente efetivo; 4= não utilizado normalmente
Tabela 2: Efetividade de Técnicas de Inspeção
2 CAUSAS ESPECÍFICAS DE DETERIORAÇÃO E AVARIAS
2.1 QUADROS RESUMOS
2.1.1 Tipos Gerais e Características de Danos
Tipo de dano Descrição
Perda de espessura ou de material. Remoção de material de uma ou mais superfícies; pode ser geral
ou localizada.
Trincas superficiais conectadas. Trinca conectada a uma ou mais trincas superficiais.
Trincas subsuperficiais. Trinca sob a superfície do metal.
Formação de microfissuras / microvazios. Fissuras ou vazios sob a superfície do metal.
Alterações metalúrgicas. Alterações na microestrutura do metal.
Alterações dimensionais. Alterações nas dimensões físicas ou na orientação do m etal.
Empolamentos. Formação de bolhas induzidas pelo hidrogênio em inclusões no
8.1.2 Mecanismos de Danos por Corrosão (perda de espessura)
7.13
8
8.1
8.2
 t
in
u
u
p
lí
E
E
F
R
M
di
M
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? Corrosão a quente.
? Corrosão atmosférica.
? Corrosão biológica.
? Corrosão em ponto de injeção.
? Corrosão galvânica.
? Corrosão de orgânicos com enxofre.
? Corrosão pelo ácido fluorídrico.
? Corrosão pelo ácido fosfórico.
? Corrosão pelo ácido naftênico.
? Corrosão pelo ácido sulfúrico.
? Corrosão pelo fenol / “NMP”.
? Corrosão pelo solo.
? Corrosão por “flue gas”.
? Corrosão por ácido clorídrico.
? Corrosão por água de caldeira / condensado.
? Corrosão por água de resfriamento.
? Corrosão por águas ácidas (NH4HS).
? Corrosão por amônia.
? Corrosão por cáustico.
? Corrosão por cloreto / hipoclorito de sódio.
? Corrosão por cloretos inorgânicos.
? Corrosão por cloretos orgânicos.
? Corrosão por CO2.
? Corrosão por ponto de orvalho de “flue gas”.
? Corrosão sob contato / sob depósito.
? Corrosão sob isolamento / proteção contra fogo.
? Oxidação por alta temperatura.
? Perda de elementos de liga.
? Sulfetação pelo H2 / H2S.
8.1.3 Mecanismos de Danos por Corrosão sob Tensão Fraturante (“SCC”) (trincas superficiais)
? ? Corrosão sob tensão fraturante por aminas.
? Corrosão sob tensão fraturante por amônia.
? Corrosão sob tensão fraturante por caustico.
? Corrosão sob tensão fraturante por carbonato.
? Corrosão sob tensão fraturante por cloreto.
? Corrosão sob tensão fraturante por ácido poliotiônico.
? Fragilização por metal líquido.
? Corrosão sob tensão fraturante por ácido fluorídrico.
? Corrosão fadiga.
8.1.4 Mecanismos de Danos Induzidos pelo Hidrogênio
M e c a n i s m o s d e d a n o s T i p o s d e d a n o s
E m p o l a m e n t o . E m p o l a m e n t o , t r i n c a s s u b s u p e r f i c i a i s , t r i n c a s s u p e r f i c i a i s c o n e c t a d a s ,
a l t e r a ç õ e s d i m e n s i o n a i s .
T r i n c a s i n d u z i d a s p e l o h id r o g ê n i o . T r i n c a s s u b s u p e r f i c i a i s , t r i n c a s s u p e r f i c i a i s c o n e c t a d a s .
T r i n c a s i n d u z i d a s p e l o h i d r o g ê n i o
o r ien t a d a s p e l a s t e ns õ e s ( S O H I C ) .
F o r m a ç ã o d e m i c r o f i s s u r a s / m i c r o v a z i o s , t r i n c a s s u b s u p e r f i c i a i s , t r i n c a s
s u p e r fic i a i s c o n e c t a d a s .
T r i n c a s s o b t e n s ã o p o r s ul f e t o s . T r i n c a s s u p e r f i c i a i s c o n e c t a d a s .
T r in c a s s o b t e n s ã o p o r c ia n e t o s ( H C N ) . T r i n c a s s u p e r f i c i a i s c o n e c t a d a s .
H i d r e t a ç ã o . T r i n c a s s u b s u p e r f i c i a i s , t r i n c a s s u p e r f i c i a i s c o n e c t a d a s , a l t e r a ç õ e s
m e ta l ú r g i c a s .
A t a q u e p e l o h i d r o g ê n i o . F o r m a ç ã o d e m i c r o f i s s u r a s / m i c r o v a z i o s , a l t e r a ç õ e s m e t a l ú r g i c a s ,
t r in c a s .
E m p o l a m e n t o p e l o h i d r o g ê n i o . T r i n c a s s u p e r f i c i a i s c o n e c t a d a s , a l t e r a ç õ e s n a s p r o p r i e d a d e s d o
m a t e r ia l .
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8.1.5 Mecanismos de Danos Mecânicos
Mecanismos de danos Tipos de danos
Erosão por sólidos. Perda de espessura.
Erosão por gotas. Perda de espessura.
Cavitação. Perda de espessura.
Desgaste por atrito. Perda de espessura.
Fadiga. Trincas superficiais conectadas, trincas subsuperficiais.
Fadiga térmica. Trincas superficiais conectadas.
Corrosão fadiga. Trincas superficiais conectadas.
Ruptura por fluência e tensão.
Formação de microfissuras/ microvazios, trincas subsuperficiais, trincas
superficiais conectadas, alterações metalúrgicas, alterações
dimensionais.
Trincas por fluência. Formação de microfissuras/ microvazios, trincas subsuperficiais, trincas
superficiais conectadas.
Thermal ratcheting Trincas superficiais conectadas, alterações dimensionais.
Sobrecarga (colapso plástico). Alterações dimensionais, perda de espessura.
Fratura frágil. Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
8.1.6 Mecanismos de Danos Metalúrgicos e pelo Ambiente Interno
Mecanismos de danos Tipos de danos
Fusão incipiente.
Formação de microfissuras / microvazios, trincas subsuperficiais, trincas
superficiais conectadas, alterações metalúrgicas, alterações nas
propriedades do material.
Esferoidização e grafitiz ação.
Formação de microfissuras / microvazios, trincas subsuperficiais, trincas
superficiais conectadas, alterações metalúrgicas, alterações nas
propriedades do material.
Endurecimento. Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Fragilização por fase sigma e “chi”. Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Fragilização a 885ºF. Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Fragilização ao revenido. Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Trincas de reaquecimento. Trincas superficiais conectadas, alterações metalúrgicas, alterações nas
propri edades do material.
Fragilização por precipitação de
carbonetos.
Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Carbonetação. Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Descarbonetação Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Oxidação do metal (“ferru gem”) Perda de espessura.
Nitretação. Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Envelhecimento por deformação. Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Amolecimento devido a
superenvelhec imento.
Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
Fragil ização devido ao envelhecimento
em alta temperatura
Alterações metalúrgicas, alterações nas propriedades do material.
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8.2 CORROSÃO SOB TENSÃO
8.2.1 Por Aminas
A corrosão sob tensão por aminas ocorre quando um
metal submetido a ação combinada de uma tensão de
tração e de corrosão na presença de uma solução aquosa
aminoalcalina a elevada temperatura. O trincamento é
predominantemente intergranular e tipicamente ocorre em
aço-carbono como uma rede muito fina de trincas
preenchidas com produto de corrosão. A corrosão sob
tensão por aminas também ocorre em aços ferríticos de
baixa liga.
Esse fenômeno é mais comum em unidades de
monoetanolamina (MEA) e de disopropanolamina (DIPA)
e em menor escala em unidades de dietanolamina (DEA).
A concentração de amina é um fator importante na
susceptibilidade ao trincamento em soluções de MEA,
onde tal susceptibilidade tem se mostrado mais alta na
faixa de concentrações de 15 a 35%.
Com relação à composição da solução de amina, a
corrosão sob tensão ocorre tipicamente em soluções
amino-alcalinas usadas as quais são alcalinas e contêm
níveis bem baixos de gases ácidos.
Conforme já dito antes, a CST (corrosão sob tensão) por
aminas é bem mais sensível em altas temperaturas,
porém há de se notar que o parâmetro fundamental é a
temperatura do metal em si e não apenas a temperatura
normal de processo.
Finalmente, quanto ao nível de tensões trativas, os aços
ao carbono como soldados e conformados, bem como
os aços de baixa liga são sensitivos ao fenômeno devido
ao alto nível de tensões residuais.
A aplicação de tratamento térmico de alívio de tensões
após fabricação é um método comprovado para evitar tal
problema. Um tratamento de cerca de 621ºC por uma
hora por polegada de espessura é considerado suficiente
para prevenir o fenômeno.
8.2.2 Por Carbonatos
A corrosão sob tensão por carbonatos ocorre em presença
de uma água ácida alcalina contendo de moderadas a
altas concentrações de carbonato associada a ação de
tensões. As trincas são em grande parte intergranulares
e tipicamente ocorrem em aço ao carbono como soldado
como uma fina rede de trincas preenchidas com óxidos.
Tais trincas se propagam paralelamente às soldas no metal
base adjacente, mas também podem ocorrem no metal
de solda, bem como na zona afetada termicamente (ZAT).
O formato do trincamento observado na superfície do metal
é descrito algumas vezes como sendo uma teia de aranha
de pequenas trincas, as quais, freqüentemente, se iniciam
ou se interconectam com outras trincas de solda que
servem como concentradores de tensões locais.
A corrosão sob tensão por carbonatos tem sido encontrada
em sistemas de refluxo e no condensador superior do
fracionador principal da unidade de craqueamento
catalítico, no sistema de compressão de gás úmido à
jusante e no sistema de águas ácidas que provêm dessas
áreas.
Alguns estudos concluem que esse fenômeno ocorre em
uma faixa muito estreita de potencial eletroquímico, o qual
é bastante dependente da composição da água ácida. A
susceptibilidade ao trincamento aumenta diretamente com
o pH e com a concentração de carbonato.
Uma das ações preventivas para esse fenômeno é a
aplicação de tratamento térmico de alívio de tensões
semelhante ao exposto para a prevenção da corrosão sob
tensão por aminas.
8.2.3 Por Cáusticos
O hidróxido de sódio, em soluções concentradas e em
altas temperaturas, pode provocar corrosão sob tensão
em regiões soldadas ou conformadas de aço ao carbono.
A experiência industrial indica que a falha por corrosão
sob tensão por cáusticos requer um longo período de
exposição de um ou mais anos. Entretanto, o aumento
da concentração cáustica, bem como da temperatura do
metal aceleram a taxa de propagação das trincas.
O mecanismo responsável por esse fenômeno está
associado à formação de hidrogênio, conforme se observa
na reação de ataque ao aço pela solução concentrada de
NaOH, abaixo:
Figura 20: Corrosão sob tensão em aço
inoxidável 310 por cáusticos. (Aumento de
100X)
A deterioração não ocorre para temperaturas abaixo de
46ºC. Na faixa entre 46 e 82ºC, a sensibilidade ao
trincamento é função da concentração cáustica e, acima
desse intervalo, é alta para qualquer concentração de
cáusticos acima de 5% de peso em massa.
Casos históricos desse fenômeno ocorreram em colunas
de destilação quando da adição de soda cáustica para
controle de pH.
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