Guia n4 vasos de pressao ibp rev 0.16

IBP – Instituto Brasileiro de Petróleo e GásGRINSP-RJ

GUIA N0 4 – Inspeção de Vasos de PressãoEmissão Preliminar arquivo: GuiaNº4 - Rev0.16 data do arquivo: 28/05/2004

PREFÁCIO

Esta Guia n0 4 substitui a antiga Guia n0 8 de Dezembrode 1965 com base no documento ” Organização eApresentação das Guias de Inspeção de Equipamentosdo Instituto Brasileiro de Petróleo” , emitido em Maio de1996, que reformula a estrutura das Guias, apresentandouma nova numeração e a priorização para um programade 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 aInspeção de Equipamentos

ANEXO 2 – Práticas de Inspeção

BIBLIOGRAFIA Adicional Sugerida



1 INTRODUÇÃOEsta publicação tem por objetivo a apresentação deorientações, sugestões e recomendações, que podem serseguidas, como práticas de trabalho para a inspeção deequipamentos. Esta Guia representa o consenso dacomunidade de inspeção das empresas que compõemos Grupos Regionais e a Comissão de Inspeção deEquipamentos do IBP, não apresentando caráter deregulamentação ou lei.

Esta Guia se aplica a inspeção em serviço de vasos depressão 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 depressão, priorizando o caráter preventivo. Auxilia nadeterminação dos diversos métodos de inspeção para aavaliação de integridade, da identificação do tipo eextensão dos danos.

2 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA2.1- Organização e Apresentação das Guias de Inspeçãode 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 depressão soldados não sujeitos a chama

2.13- API Publ. 581- Base Resource Document- RiskBased Inspection

2.14- API RP 579- Fitness-for-service

2.15- API RP 571 Damage Mechanisms Affecting FixedEquipment in the Refining Industry

2.15- API 572- Inspection of Pressure Vessels

3 DEFINIÇÕESPara os fins do presente documento, aplicam-se asseguintes definições:

Alteração – mudança de característica do projeto original.

Característica – propriedade diferenciadora, pode serinerente ou atribuída, qualitativa ou quantitativa.

Certificação – testemunho formal de uma qualificaçãoatravés da emissão de um certificado.

CREA – Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura eAgronomia.

Defeito – não atendimento de um requisito relacionado aum uso pretendido ou especificado.

Descontinuidade – interrupção das estruturas típicas deuma peça, no que se refere à homogeneidade dascaracterísticas físicas, mecânicas ou metalúrgicas. Nãoé necessariamente um defeito.

Documento de autorização de trabalho - documentooficial da Empresa para planejamento e controle deatividades com risco. Exemplo: Permissão de Serviço (PS),Permissão de Trabalho (PT).

Eficácia – extensão na qual as atividades planejadas sãorealizadas e, como conseqüência os resultados planejadosalcançados.

Eficiência – relação entre o resultado alcançado e osrecursos usados.

Ensaio – determinação de uma ou mais característicasde acordo com um procedimento.

Equipamento de Proteção Individual (EPI) –: tododispositivo ou produto, de uso individual utilizado pelotrabalhador, destinado à proteção contra riscos suscetíveisde ameaçar a segurança e a saúde no trabalho.

Especificação – documento que estabelece requisitos.Uma especificação pode se relacionar a atividades (porexemplo, especificação de ensaio) ou a produtos (porexemplo, especificação de produto).

Formulário – modelo impresso para preenchimento derelato de atividades e/ou resultados.

Inspeção – avaliação da conformidade pela observaçãoe julgamento, acompanhada, se necessário, de medições,ensaios ou comparação com padrões.



Local confinado – qualquer espaço com a aberturalimitada de entrada e saída de ventilação natural.Exemplos de locais confinados: interior de caldeiras,tanques, carros-tanques, reatores, colunas, galerias deesgoto, tubulações, silos, porões, etc.

Método de ensaio não-destrutivo – disciplina aplicadaa um princípio físico em um ensaio não-destrutivo (porexemplo: ensaio por ultra-som).

Não-conformidade – não atendimento a um requisito.

Organização – grupo de instalações e pessoas com umconjunto de responsabilidades, autoridades e relações.

Parte interessada – pessoa ou grupo que tem uminteresse no desempenho ou no sucesso de umaorganização.

Plano de Inspeção – documento que especifica quaisprocedimentos e recursos associados devem seraplicados, por quem e quando, a uma inspeção de umdeterminado equipamento ou de uma unidade industrial.

PMTA – Pressão Máxima de Trabalho Admissível é o maiorvalor de pressão compatível com o código de projeto, aresistência dos materiais utilizados, as dimensões doequipamento e seus parâmetros operacionais.

Procedimento – forma especificada de executar umaatividade ou processo, tratando de seqüências, métodose prescrições.

Processo – conjunto de atividades inter-relaciona-das ouinterativas que transforma insumos em produtos, sãoplanejados e realizados sob condições controladas paraagregar valor.

Qualificação – comprovação das características ehabilidades, segundo procedimentos escritos e comresultados documentados, que permitem a um indivíduoexercer determinadas tarefas.

Registro – documento que apresenta resultados obtidosou fornece evidências de atividades realizadas (porexemplo: Relatório de Inspeção).

Reparo – ação implementada sobre um equipamento nãoconforme a fim de recuperá-lo para o uso, sem modificaro projeto original.

Requisito – necessidade ou expectativa que é expressade 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 específicode utilização de um método de ensaio não-destrutivo (porexemplo: ensaio de imersão por ultra-som).

Vaso de pressão – equipamento que contém fluido sobpressão 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 responsabilidadecivil pelo fato do produto. Conseqüentemente, éconveniente que o termo defeito seja empregadocriteriosamente.



Figura 1: Vasos de Pressão: nomenclatura – 1 de 2

4- DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO



Figura 2 Vasos de Pressão: nomenclatura – 1 de 2



Figura 3: tipos de vaso de pressão



Figura 4: Acessórios externos de vasos depressão



Figura 5: Peças internas de vasos de pressão



Figura 6: Suportes para vasos verticais



Figura 7: Tipos de tampos para vasos de pressão



Figura 8: Aberturas e reforços em aberturas de vasos de pressões



5 PREPARATIVOS PARA INSPEÇÃOEm qualquer atividade de inspeção, a preparação éessencial para atingir os objetivos com eficácia e eficiência.

Cada vaso de pressão deve ser analisado detalhadamente,visando identificar deterioração específica ou inerente aseu serviço. No entanto, enumeramos as seguintesprovidências genéricas que podem ser adotadas antesde iniciar a inspeção:

5.1 ANÁLISE DA DOCUMENTAÇÃO

Coletar todos os desenhos, folhas de dados técnicos ecroquis do equipamento e observar as seguintescaracterísticas:

- 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 interiordo vaso, etc);

- materiais envolvidos;

Analisar os últimos três relatórios de inspeção, visandoconstatar registro de alterações de projeto, ocorrência dedeterioração ou defeitos e analisar criticamente os métodosde inspeção utilizados;

Verificar se as recomendações de inspeção foramatendidas 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 interferirna vida útil do equipamento, tais como: surto de sobre-pressão, temperaturas acima da projetada, fluidoscontaminantes não previstos, vibrações, vazamentos ecargas não previstas;

Pesquisar a ação do fluido do processo e seuscontaminantes nos materiais envolvidos, considerando ascondições operacionais. Quando o equipamento operarcom diversos fluidos e condições não definidas (porexemplo, vaso pulmão ou sump), recomenda-se umaanálise 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 deinspeção estabelecidos para o vaso.

Caso não existam planos ou procedimentos de inspeçãodo equipamento, identificar métodos e técnicas deinspeção a serem utilizadas, bem como as seguintes

informações:

Norma ou critério de aceitação;

Suscetibilidade a determinado tipo de descontinuidadeou falha;

Local mais suscetível à deterioração.

5.5 MATERIAL E EQUIPAMENTOS DE INSPEÇÃO

Coletar desenhos, croquis e formulários, bem como dasferramentas, materiais e instrumentos necessários para arealização da inspeção do vaso de pressão;

Verificar as condições e o funcionamento das ferramentase dos instrumentos que serão utilizados na inspeção.

Sugerimos que o inspetor leve para o local da inspeçãoou 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 estarvazio, lavado, drenado, desgaseificado, purgado e esfriado.

5.6.2 Isolamento

Recomenda-se o isolamento dos demais equipamentosde processo através de raquetes e flanges cegos ou,sempre que possível, desconectar as tubulações deentrada e saída dos equipamentos e vedá-las com flangecego.



5.6.3 Atmosfera do Local Confinado

A ventilação/exaustão permanente é fundamental paraeliminar ou minimizar a presença de substâncias tóxicase/ou inflamáveis e garantir a ausência de formação demisturas explosivas.

Sempre que possível, a atmosfera do local deve estarisenta de misturas explosivas ou de substâncias tóxicase/ou inflamáveis, tais como o sulfeto de ferro (FeS) quesofre combustão espontânea quando seco e exposto aooxigênio.

Recomenda-se que não seja permitida a entrada em locaisconfinados com atmosferas inertes, tais como nitrogênio(N2), dióxido de carbono (CO2), freon e outros tóxicos ounão, em que o teor de oxigênio esteja abaixo dos padrõesaceitáveis, sem conjunto autônomo ou equipamento dear mandado e sem o acompanhamento da sentinela deemergência descrito no item 6.7.3.

O interior do local, nestes casos, deve ser monitoradocontínua ou periodicamente com relação à explosividade,aos níveis percentuais de oxigênio, H2S e/ou outros gasesprejudiciais à saúde. O monitoramento não deve serefetuado apenas próximo à entrada do equipamento, poisnão medirá a concentração efetiva de gases no interiordo equipamento.

5.6.4 Dispositivos Auxiliares

A adequação da iluminação e os acessos aos locais deinteresse da inspeção devem ser observados de modo averificar necessidade de montagem de andaimes e/ouinstalação de luminárias. Recomenda-se iluminação comuma tensão abaixo de 50V para evitar acidentesprovenientes de choques elétricos.

5.6.5 Sinalização

A delimitação da área de trabalho e a colocação de avisosde prevenção devem ser identificadas e determinadas peloresponsável 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 paralimpeza, inspeção ou manutenção seja efetuada apósemissão de documento de autorização de trabalho porfuncionário autorizado, mesmo que tenham sidoobservadas todas as etapas previstas paradescontaminação.

O inspetor deve informar-se com o emitente do documentode autorização de trabalho quanto aos riscos envolvidos,às características e precauções referentes aos produtoseventualmente presentes, aos riscos de alterações dascondições da atmosfera do local confinado quando daremoção de crostas, borras, bem como quanto aosequipamentos de proteção individuais (EPI) requeridos.

5.7.2 eQUIPAMENTOS E MEDIDAS DE SEGURANÇAADICIONAISApesar 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 sólidosaderidos às paredes.

Assim, se o equipamento opera normalmente com fluidosde processos que não permitam garantir a ausência desubstâncias tóxicas no seu interior, para a entrada no localconfinado, 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 decomprimento suficiente para permitir sua saída dolocal confinado.

Após a interrupção de trabalhos, por qualquer motivo,antes do seu reinício, todos os procedimentos demonitoração devem ser repetidos.

5.7.3 Sentinela de Emergência

Aconselha-se não efetuar inspeção interna de um vasode pressão sem a presença de uma sentinela.

Independente do risco existente, para toda entrada emlocal confinado, é importante a presença de uma sentinela.

A sentinela deve ser treinada sobre os procedimentos atomar em situações de emergência. Ao sinal de qualqueranormalidade, a sentinela deve orientar oinspetor que estiver no local confinado, para que saiaimediatamente.

A sentinela deve posicionar-se de tal forma que, aqualquer momento possa prestar assistência ao inspetorque estiver no interior do local confinado.

Em casos de emergência com o inspetor no localconfinado, a sentinela deve acionar um alarme e aguardara chegada de socorro. Em nenhuma circunstância, asentinela deve entrar no local confinado sem o auxílio deoutros colaboradores e desprovido dos equipamentos deproteção.

A sentinela não pode ausentar-se do local, caso o inspetorainda se encontre no interior do local confinado.

5.7.4 Equipamentos Rotativos e/ou Energizados

Quando o serviço for executado em equipamento compartes móveis no seu interior (agitador, mexedor, etc), énecessária a desenergização, a colocação de dispositivoque impeça o acionamento acidental do equipamento e,sempre que possível, a desconexão dos cabos do motor.

Antes de qualquer trabalho com máquinas elétricasportáteis ou iluminação elétrica portátil em local confinado,



o inspetor deve verificar visualmente as condições dasmáquinas, luminárias, cabos e extensões.

Recomenda-se não utilizar, dentro do equipamento, caboselétricos com emendas, ou condutores expostos.

6 RESPONSABILIDADE PELA INSPEÇÃOA NR-13 – Norma Regulamentadora para Caldeiras eVasos de Pressão, define no subitem 13.10.6 que ainspeção de segurança de vasos de pressão deve serconduzida por um Profissional Habilitado, podendo contarcom a participação de Técnicos de Inspeção ouInspetores.

É de responsabilidade do Profissional Habilitado, orientara preparação das inspeções de segurança, participar dasinspeções e revisar e assinar os Relatórios de Inspeção eo Registro de Segurança.

Aos Técnicos de Inspeção e Inspetores de Equipamentoscabe a responsabilidade de preparar as inspeções desegurança de acordo com as orientações do PH, executaras inspeções e elaborar e assinar os Relatórios deInspeção.

Mesmo para os vasos de pressão não enquadrados naNR-13, devem ser observadas as determinações dosCREAs quanto às responsabilidades sobre as inspeções.

7 TÉCNICAS DE INSPEÇÃO7.1 INSPEÇÃO VISUAL EXTERNA

Consiste de uma verificação visual detalhada da superfícieexterna do vaso de pressão e sistemas que o compõem,complementada sempre que necessário pela utilizaçãode ferramentas auxiliares e aplicação de ensaios não-destrutivos.

A periodicidade das inspeções externas deve serestabelecida em função das condições do processo eambientais do local da instalação, e deve estar definidano programa de inspeção do vaso de pressão, com odevido cuidado para que não sejam ultrapassados oslimites definidos na legislação vigente.

Para os vasos de pressão novos sujeitos a exigênciaslegais de inspeção, deve ser feita inspeção inicial no localdefinitivo de instalação, atendendo ao disposto nalegislação vigente.

A inspeção externa pode ser realizada com o vaso depressão em condições normais de operação, ou porocasião das paradas do equipamento.

Para que a inspeção possa ser conduzida de formaobjetiva, cabe ao inspetor seguir o planejado na fase depreparação e cumprir completamente cada etapa dainspeção antes de passar para a seguinte.

7.1.1 Etapas da Inspeção Visual Externa7.1.1.1 Condições de Operação

Como primeira ação da inspeção externa, deve serverificado se o equipamento está operando em condiçõesde pressão e temperatura compatíveis com o projeto.Trabalho acima dos limites de projeto compromete asegurança das pessoas, instalações e do meio ambiente.

7.1.1.2 Identificação e Instalação

No texto da Norma Regulamentadora NR-13 estãodescritas condições de identificação e instalação para osvasos de pressão nela enquadrados, e que devemverificadas durante as inspeções externas. Para os demaisvasos, não existem regras definidas.

7.1.1.3 Isolamento Térmico

Inspecionar visualmente todo o isolamento térmico,buscando identificar locais de possíveis infiltrações deumidade, de águas de chuvas ou de sistemas de dilúvio.

Juntas sobrepostas das chapas que compõem ocapeamento metálico abertas ou mal feitas e trincas norecobrimento asfáltico das partes sem capeamento sãoáreas preferenciais para infiltrações.

frouxas ou soltas e regiões com bolsões (grandesempolamentos). Por questões de segurança essasregiões devem ser abordadas com cuidado em vasosoperando, nos quais o histórico mostre ocorrência decorrosão interna intensa, principalmente naqueles queoperam em temperaturas altas. Em vasos fora deoperação, todo o trecho deve ser removido para análiseda causa.

As regiões sob as plataformas do topo, quando existentes,e junto às conexões e olhais de suportes são as maissujeitas a conterem falhas no isolamento térmico. Paraos vasos verticais, observar com cuidado a região dajunção do isolamento térmico com a proteção contra fogoda saia.

Deve-se remover trechos do isolamento térmico paraavaliar as condições das chapas do costado,principalmente nos vasos de pressão que operam embaixas temperaturas (isolados a frio). Para esses vasos,é necessária uma amostragem mais abrangente oumesmo a remoção total do isolamento, pois a experiênciamostra que pode haver condensação ou de umidade entrea parede do vaso e o isolante térmico, com instalação deprocesso corrosivo em áreas localizadas, estando orestante da superfície completamente sã. Essas áreasestão localizadas principalmente nas partes inferiores dosvasos.

Muitos vasos de pressão possuem pintura anticorrosivasob o isolamento térmico e, nesse caso, essa pintura deveser inspecionada quanto à existência de falhas localizadas(rompimento da película). Para os vasos de pressão



isolados a frio, essas falhas propiciam o aparecimento deáreas anódicas em relação ao restante da superfície.

O capeamento metálico do isolamento deve ser verificadoquanto ao estado físico e, se necessário, ser recomendadaa substituição total ou parcial.

7.1.1.4 Pintura de Proteção

Os defeitos mais comuns encontrados em pinturas deproteção 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 sujeirasdurante a aplicação. Aparece em curto prazo apósa aplicação;

? operação do equipamento, mesmo por períodoscurtos, em temperaturas acima do limite deresistência da tinta. Aparecimento imediatamenteapós a ocorrência.

incompatibilidade entre camadas das tintas que compõemo esquema de pintura.

? intervalos inadequados entre as demãos, causan-do problemas de ancoragem entre as camadas;

? condições de processo que permitam formação dehidrogênio atômico. Pode haver empolamento dapintura, que nesse caso poderá aparecer de formageneralizada 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 oupresença de água ou algum outro líquido. No caso deempolamentos por hidrogênio, o interior das bolhas estarásempre limpo e seco.

O inspetor verifica ainda, se o empolamento, está restritoà tinta de acabamento ou atinge também a tinta de fundo.No primeiro caso deve recomendar recomposição dapintura de acabamento e, no segundo, recomendar oreparo ou repintura usando o esquema completo depintura.

7.1.1.4.2 Empoamento

Significa deterioração superficial da pintura, de modouniforme e progressivo, por ação de raios ultra violeta.Deve ser avaliada a intensidade do desgaste para decidiro que recomendar; refazer a pintura de acabamento outodo o esquema, ou ainda, especificar um esquema maisadequado.

7.1.1.4.3 Abrasão / Erosão

Desgaste em áreas localizadas, devido à ação departículas sólidas carreadas por ventos freqüentes emuma mesma direção. A avaliação deve se conduzida damesma forma que o item anterior;

7.1.1..4.4 Fendilhamento, Gretamento,Enrugamentos e Presença de Pontos de CorrosãoDispersos 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 aplicaçãodo esquema de pintura completo.

Áreas queimadas ou com mudança de coloração em vasosrefratados internamente indicam possível avaria dorefratário interno. Nesse caso, a inspeção visual deve sercomplementada por tomada de medidas de temperaturada chapa na região afetada, para verificação de possíveisriscos para a integridade do equipamento.

É prática usual se recomendar a repintura total, caso aárea afetada resulte maior que 30% da superfície total.

As normas ASTM D 610, D 659, D 661 e D 714apresentam padrões fotográficos que podem ser usadoscomo auxiliares na avaliação de pinturas.

As regiões dos vasos de pressão mais susceptíveis aoaparecimento de processos corrosivos devidos a falhasna pintura são:

? cordões de solda manuais: nessas regiões, devidoàs irregularidades da superfície, não háuniformidade da espessura da película protetora.

? topo do vaso: causada por baixa aeração, quandoexistem plataformas muito próximas ao casco.Essa forma de ataque é comum nos vasosesféricos, torres e cilindros de armazenamento degases. Essas regiões são difíceis de seremretocadas.

? geratriz inferior dos vaso horizontais: causada porcondensação 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 nasselas (metálicas ou de concreto) ou fixado por cor-dões de solda intermitentes.

? Pedestais: causada por acúmulo de detritosdepositados, por objetos largados por ocasião demanutenções ou por acúmulo de águas dechuvas.

A avaliação da pintura de proteção deve contemplar, alémda verificação de defeitos, a conformidade das coresempregadas com a legislação de segurança em vigor.

A inspeção visual das chapas do costado dos vasos de



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 problemasdetectados possam ser avaliados com o cuidado necessário para que não sejam super ou subestimados. Deve-sepesquisar conforme tabela abaixo:

Inspeção do costado e bocais

Dano Parte afetada Causa Recomendação para ação corretiva

Regiões de falhas dos revestimentosprotetores.

Regiões de acúmulo de umidade.

Regiões afetadas por vazamentos deprodutos.

Regiões com baixa aeração emrelação ao conjunto.

Regiões de contato com materiaisdissimilares.

Análise do trecho corroído para tomada dedecisão quanto a:

a) conviver com a situação – nesse caso,recomendar ações para estacionar o processocorros ivo.

b) reparar – recomendar o preenchimento porsoldagem usando procedimento qualificado.

c) substituição do trecho corroído – delimitar aárea a substituir e recomendar a substituição.Atentar para a necessidade da emissão deprojeto de alteração e reparo.

Corrosãolocalizada

Qualquer parte dovaso

Parte exposta das roscas dasconexões roscadas.

Porcas e parte exposta doschumbadores.

Substituição das peças afetadas. Definir aocasião adequada, aguardar parada ousubstituição imediata.

Estojos frouxos. Reaperto dos estojos.

Estojos frouxos ou apresentandoescoamento.

Corrosão em faces de vedação deflanges.

Reaperto ou promover maior aeração dosestojos ou resfriar os estojos.

Instalar braçadeiras com selante.

Correção ou substituição dos flanges.

Vazamentoem junta devedação

Conexões

Falha da junta de vedação.Analisar os riscos envolvidos e tomar decisãosempre baseada na preservação das pessoas,meio ambiente e instalações.

Vazamentopor furo emchapa.

Corpo, tampos oupescoço deconexão

Corrosão externa interna localizada. Retirar de operação para análise e definição daação corretora.

Trincas emchapas

Chapas do corpo,tampos ou pescoçode conexão

Corrosão sob tensão

Dupla laminação que aflorou àsuperfície externa.

Trincas nucleadas por inclusõesinternas.

Cada caso deve ser analisado cuidadosamente,preferencialmente por um especialista.

Trincas emcordões desolda e zonasadjacentes.

Soldas do corpo edos tampos

Tensões residuais de soldagem.

Tratamento térmico não adequado.

Pressão causada por hidrogênio oumetano retido em descontinuidadesinternas.

Cada caso deve ser analisado cuidadosamente,preferencialmente por um especialista.

Empolamentopor hidrogênio

Chapas do corpo,tampos e pescoçode conexão.

Geração de hidrogênio atômico noprocesso.

Fazer análise da região afetada, dimensionandoos empolamentos maiores e pesquisando aexistência de trincas ao redor. Consultarliteratura específica ou especialista.

Deformaçõesdo costado

Partespressurizadas

Sobrepressões.

Aquecimentos localizados

Tensões geradas por tubulações

acopladas ao vaso.

Fazer análise da integridade do equipamento

Tabela 1: Inspeção do costado e bocais



7.1.1.6 Suportes e Bases dos Vasos de Pressão

A inspeção visual desse componente deve estar semprecontemplada 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 aproteção contra fogo. Deve ser verificada também a áreaexposta dos chumbadores e, com auxílio de um martelode inspeção, avaliada a integridade das porcas de fixaçãodo equipamento. A verificação desses pontos é muitoimportante nos vasos de pressão verticais, principalmentenas torres.

O concreto da proteção contra fogo e das bases deve serverificado quanto à existência de trincas ou esboroamentodevido a corrosão das ferragens internas. As trincas dossuportes podem ser conseqüência de recalques e, nessecaso, se propagam a 45° da

7.1.1.7 Aterramento Elétrico

Nos vasos de aço carbono, é comum a instalação deprocesso corrosivo intenso no clip de fixação do cabo decobre ao vaso. O martelo de inspeção deve ser usadopara verificar a integridade da ligação.

7.1.1.8 Escadas e Plataformas.

O problema mais comuns encontrado nas escadas eplataformas é a corrosão devida a deterioração da pinturade proteção. Devem ser verificados com

atenção os degraus e guarda-corpos das escadas, poisda sua integridade depende a segurança do pessoal queacessa o equipamento. Para as plataformas, deve serverificada a existência de regiões com sinais de acúmulode águas de chuvas. Nessas regiões, é recomendávelfazer 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 pressãomáxima de trabalho;

se existem válvulas de bloqueio à montante ou à jusantee se, em caso positivo, estão instalados dispositivos contrao bloqueio inadvertido.

O programa de inspeção deve ser consultado para verificarse existe coincidência da inspeção externa do vaso coma manutenção e calibração do dispositivo.

7.1.1.10 Medição de Espessuras e Cálculo da VidaResidual

É comum as medições de espessuras coincidirem comas inspeções externas. O procedimento de inspeção deveser consultado quanto às épocas previstas e as exigênciasde capacitação do pessoal executante e de calibração dosinstrumentos de medição.

7.2 INSPEÇÃO VISUAL INTERNA

Para a monitoração da integridade física, recomenda-seque o vaso de pressão seja inspecionado internamente,segundo uma freqüência adequada às suas condiçõesde projeto, condições operacionais e de acordo com aslegislações aplicáveis. A inspeção interna, de uma formageral, é realizada simultaneamente ou precedida pelainspeção externa.

As primeiras providências para a realização da inspeçãoestão descritas no item 5 acima Preparativos paraInspeção, onde ressaltamos as medidas de segurança eproteção individual do inspetor.

A inspeção visual interna é de grande importância para aidentificação de mecanismos de danos internos, cujascaracterísticas sejam de ataques não uniformes e queseja difícil a sua localização por meio de Ensaios NãoDestrutivos externos.

Em uma inspeção visual interna de um vaso de pressão,o inspetor dirige sua atenção para:

? no momento da abertura do vaso, verificar aexistência de depósitos, resíduos, incrustações,observando o tipo, quantidade e localização.Recolher amostras para análise, se necessário;

? inspecionar o costado, as calotas, cordões desolda e conexões quanto a deformações, trincas,corrosão e erosão, danos devido a limpeza oumanutenção; em algumas situações, pode haver anecessidade de remoção de componentes internosdo 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 nassoldas, erosão;

? examinar o posicionamento, a fixação e aintegridade de componentes internos, quandohouver, tais como: distribuidores, tubulações,serpentinas, defletores, demister, ciclones, grades,antivórtice, parafusos e porcas; e

identificar os locais a serem preparados para inspeçãopor Ensaios Não Destrutivos. A medição de espessura éo ensaio de realização mais freqüente e tomado comobase para os cálculos das taxas de corrosão.



7.3 TESTE POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS

O ensaio por partículas magnéticas é usado para detectardescontinuidades superficiais e sub superficiais emmateriais ferromagnéticos. São detectados defeitos taiscomo: trincas, junta fria, inclusões, gota fria, duplalaminação, falta de penetração, dobramentos,segregações, etc.

Figura 9: Trinca detectada por partículasmagnéticas via seca.

O método de ensaio está baseado na geração de umcampo magnético que percorre toda a superfície domaterial ferromagnético. As linhas magnéticas do fluxoinduzido no material desviam-se de sua trajetória aoencontrar uma descontinuidade superficial ou subsuperficial, criando assim uma região com polaridademagnética, altamente atrativa à partículas magnéticas.No momento em que se provoca esta magnetização napeça, aplicam-se as partículas magnéticas por sobre apeça que serão atraídas à localidade da superfície queconter uma descontinuidade formando assim uma claraindicação de defeito

Figura 10: Esquema da origem do campo defuga

Alguns exemplos típicos de aplicações são fundidos deaço ferrítico, forjados, laminados, extrudados, soldas,peças que sofreram usinagem ou tratamento térmico(porcas e parafusos), trincas por retífica e muitas outrasaplicações em materiais ferrosos.

Para que as descontinuidades sejam detectadas éimportante que elas estejam de tal forma que sejam

“interceptadas” ou “cruzadas” pelas linhas do fluxomagnético induzido; conseqüentemente, a peça deveráser magnetizada em pelo menos duas direções defasadasde 90º. Para isto utilizamos os conhecidos yokes ,máquinas portáteis com contatos manuais ouequipamentos de magnetização estacionários paraensaios seriados ou padronizados.

Figura 11: Trinca em cordão de soldadetectada por partículas magnéticas por via

seca.

O uso de leitores óticos representa um importantedesenvolvimento na interpretação automática dosresultados.

7.5 TESTE POR LÍQUIDOS PENETRANTES

O ensaio por Líquidos Penetrantes é considerado umdos melhores métodos de teste para a detecção dedescontinuidades superficiais de materiais isentos deporosidade tais como: metais ferrosos e não ferrosos,alumínio, ligas metálicas, cerâmicas, vidros, certos tiposde plásticos ou materiais organo-sintéticos. Líquidospenetrantes também são utilizados para a detecção devazamentos em tubos, tanques, soldas e componentes.

O líquido penetrante é aplicado com pincel, pistola, oucom lata de aerossol ou mesmo imersão sobre asuperfície a ser ensaiada, que então age por um tempode penetração. Efetua-se a remoção deste penetranteda superfície por meio de lavagem com água ouremoção com solventes. A aplicação de um revelador(talco) irá mostrar a localização das descontinuidadessuperficiais com precisão e grande simplicidade emborasuas dimensões sejam ligeiramente ampliadas.

Este método está baseado no fenômeno da capilaridadeque é o poder de penetração de um líquido em áreasextremamente pequenas devido a sua baixa tensãosuperficial. O poder de penetração é uma característicabastante importante uma vez que a sensibilidade doensaio é enormemente dependente do mesmo.



Figura 12: Trinca superficial em peça fundidarevelada por líquido penetrante

Descontinuidades em materiais fundidos tais como gotafria, trincas de tensão provocadas por processos detêmpera ou revenimento, descontinuidades de fabricaçãoou de processo tais como trincas, costuras, duplalaminação, sobreposição de material ou ainda trincasprovocadas pela usinagem, ou fadiga do material oumesmo corrosão sob tensão, podem ser facilmentedetectadas pelo método de Líquido Penetrante.

7.5 TESTE POR ULTRA-SOM

Detecta descontinuidades internas em materiais,baseando-se no fenômeno de reflexão de ondas acústicasquando encontram obstáculos à sua propagação, dentrodo material.

Um pulso ultra-sônico é gerado e transmitido através deum transdutor especial, encostado ou acoplado aomaterial. Os pulsos ultra-sônicos refletidos por umadescontinuidade, ou pela superfície oposta da peça, sãocaptados pelo transdutor, convertidos em sinaiseletrônicos e mostrados na tela LCD ou em um tubo deraios catódicos (TRC) do aparelho.

Os ultra-sons são ondas acústicas com freqüências acimado limite audível. Normalmente, as freqüências ultra-sônicas situam-se na faixa de 0,5 a 25 MHz.

Figura 13: Princípio básico dainspeção por ultra-som.

Geralmente, as dimensões reais de um defeito internopodem ser estimadas com uma razoável precisão,fornecendo meios para que a peça ou componente emquestão possa ser aceito, ou rejeitado, baseando-se emcritérios de aceitação da certa norma aplicável. Utiliza-seultra-som também para medir espessura e determinarcorrosão com extrema facilidade e precisão.

Modernamente o ultra-som é utilizado na manutençãoindustrial, na detecção preventiva de vazamentos delíquidos ou gases, falhas operacionais em sistemaselétricos (efeito corona), vibrações em mancais erolamentos, etc.

Para atender a necessidade de inspeção de componentesde forma automática, rápida e menos susceptível aoserros de interpretação do inspetor, foram desenvolvidastécnicas de ensaios não-destrutivos acoplados a sistemasmecatrônicos de varredura e facilidades de tratamentode imagens.

7.5.1 Teste por IRIS

O Internal Rotatory Inspection System – IRIS, uma dastécnicas não convencionais, tem sido utilizado em tubosde trocadores de calor e caldeiras, com resultadossatisfatórios. Esse tipo de ensaio dependefundamentalmente da limpeza da superfície a serinspecionada – uma vez que óxidos e carepas interferemcom os resultados, sendo este um de seus limitantes.

Um transdutor é conectado ao dispositivo centralizadorcolocado dentro do tubo a ser testado. Os pulsos ultra-sônicos são emitidos pelo transdutor na direção do eixodo tubo, e refletidos por um espelho a 45º , de forma aserem direcionados radialmente à parede do tubo. Asreflexões das paredes interna e externa do tubo seguemo mesmo caminho de retorno para o transdutor – ointervalo de tempo entre o primeiro eco (parede interna) eo segundo eco (parede externa) dá a medida da espessurada parede do tubo, se evidenciando a espessura mínimae os defeitos encontrados interna ou externamente.

Figura 14: Esquema de funcionamento doensaio IRIS

Uma restrição ao ensaio IRIS é a não detecção de trincas– além disso pode não detectar defeitos com



diâmetros menores ou iguais a 1,5 mm. A aplicação doensaio é limitada para tubos com diâmetros entre 9 e 100mm.

7.5.2 Teste por TOFD

A técnica de TOFD (Time-of-Flight Diffraction) é baseadano tempo de percurso da onda difratada na extremidadede uma descontinuidade para determinação da suaprofundidade dentro do material. Ao difratar, a onda sofreconversão de modo gerando múltiplos ecos que devemser descartados. A fim de evitar a sobreposição destesecos com os de interesse, se utilizam somente ondaslongitudinais que, por possuírem maior velocidade,alcançarão primeiramente o receptor, enquanto as quesofreram conversão de modo, mais lentas, apresentarãoecos bem distantes dos de interesse

A técnica utiliza dois transdutores, um emissor e umreceptor para cobertura do volume de material a serinspecionado. A aquisição de vários sinais de A-Scanarmazenados sucessivamente ao longo de um cordão desolda permite a formação de uma imagem D-Scan, ondeas amplitudes positivas e negativas do sinal ultra-sônicosão decodificadas em termos de tons de cinza.

A técnica TOFD representa um grande avanço por permitiro 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 chapade 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 nasubstituição de vários transdutores de ângulosdiversificados, os quais são necessários para cobrir toda

a região de interesse a ser inspecionada, por apenas umou dois transdutores com diversos cristais independentes,geralmente entre 64 e 128 cristais por transdutor, podendoser ampliado de acordo com a aplicação. Tais transdutoressão pulsados de modo multiplexado e em paraleloobedecendo a algumas regras de foco programadas peloinspetor.

No caso de inspeção em soldas, a varredura perpendicularàs mesmas é controlada eletronicamente, não havendomovimento mecânico dos transdutores.

funcionamento do sistema de varredura porphased array para dois diferentes ângulos de

incidência.

Com a técnica, o feixe sônico pode ser focado na regiãode interesse e de forma uniforme, garantindo precisão nodimensionamento de descontinuidades.

7.6 TESTE POR EMISSÃO ACÚSTICA

O princípio do método é baseado na detecção de ondasacústicas emitidas por um material em função de umaforça ou deformação aplicada nele. Caso este materialtenha uma trinca, descontinuidade ou defeito, a suapropagação irá provocar ondas acústicas detectadas pelosistema.

Os resultados do ensaio por emissão acústica não sãoconvencionais. Na realidade este método não deve serutilizado para determinar o tipo ou tamanho dasdescontinuidades em uma estrutura, mas sim, para seregistrar a evolução das descontinuidades durante aaplicação de tensões para as quais a estrutura estarásujeita, desde que as cargas sejam suficientes para gerardeformações localizadas, crescimento do defeito,destacamento de escória, fricção, ou outros fenômenosfísicos.

Aplica-se a emissão acústica quando se quer analisar ouestudar o comportamento dinâmico de defeitos em peçasou em estruturas metálicas complexas, assim comoregistrar sua localização. O ensaio por emissão acústicapermite a localização da falha, captados por sensoresinstalados na estrutura ou no equipamento a sermonitorado.



7.7 TESTE POR RADIOGRAFIA E GAMAGRAFIA

O método está baseado na mudança de atenuação daradiação eletromagnética (Raios-X ou Gama), causadapela presença de descontinuidades internas, quando aradiação passa pelo material e deixar sua imagem gravadaem um filme, sensor radiográfico ou em um intensificadorde imagem.

Figura 17: Exemplo de irradiador portátil parainspeção por gamagrafia.

A radiografia foi o primeiro método de ensaio não destrutivointroduzido na indústria para descobrir e quantificardefeitos internos em materiais.

Figura 18: Exemplo de radiografia de soldausando a técnica de parede simples - vista

simples.

Raios-X industriais abrangem hoje várias técnicas:

? Radiografia: é a técnica convencional via filmeradiográfico, com gerador de Raios-X por ampolade metal cerâmica. Um filme mostra a imagem deuma posição de teste e suas respectivasdescontinuidades internas.

? Gamagrafia: mesma técnica tendo como fonte deradiação um componente radioativo, chamado de“isótopo radioativo” que pode ser o Irídio, Cobaltoou modernamente o Selênio.

Radioscopia: a peça é manipulada a distância dentro deuma cabine a prova de radiação, proporcionando umaimagem instantânea de toda peça em movimento,portanto tridimensional,

? através de um intensificador de imagem acopladoa um monitor de TV. Imagens da radioscopia agru-padas digitalmente de modo tridimensional em umsoftware possibilitam um efeito de cortes mostran-

do as descontinuidades em três dimensões o quenada mais é do que uma tomografia industrial.

A radiografia também passou a ser realizada em processosdinâmicos (tempo real), como no movimento de projétilainda dentro do canhão, fluxo metálico durante ovazamento na fundição, queima dos combustíveis dentrodos mísseis, operações de soldagem, etc.

7.8 TESTE POR CORRENTES PARASITAS “EDDY

CURRENT”O campo magnético gerado por uma sonda ou bobinaalimentada por corrente alternada produz correntesinduzidas (correntes parasitas) na peça sendo ensaiada.O fluxo destas correntes depende das características dometal.

Praticamente as “bobinas” de teste têm a forma de canetasou sensores que passadas por sobre o material detectamtrincas ou descontinuidades superficiais, ou ainda podemter a forma de circular, oval ou quadrada por onde passao material. Neste caso detectam-se descontinuidades ouainda as características físico-químicas da amostra.

A presença de descontinuidades superficiais e sub-superficiais (trincas, dobras ou inclusões), assim comomudanças nas características físico-químicas ou daestrutura do material (composição química, granulação,dureza, profundidade de camada endurecida, tempera,etc.) alteram o fluxo das correntes parasitas, possibilitandoa sua detecção.

O ensaio por correntes parasitas se aplica em metais tantoferromagnéticos como não ferromagnéticos, em produtossiderúrgicos (tubos, barras e arames), em autopeças(parafusos, eixos, comandos, barras de direção, terminais,discos e panelas de freio, entre outros). O método se aplicatambém para detectar trincas de fadiga e corrosão emcomponentes e estruturas aeronáuticas e em tubosinstalados 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 einterpretação dos resultados. Tem baixo custo operacionale possibilita automatização à altas velocidades deinspeção.



7.9 TERMOGRAFIA

A inspeção termográfica (Termografia) é uma técnica não-destrutiva que utiliza os raios infravermelhos, para medirtemperaturas ou observar padrões diferenciais dedistribuição de temperatura, com o objetivo de propiciarinformações relativas à condição operacional de umcomponente, equipamento ou processo. Em qualquer dossistemas de manutenção considerados, a termografia seapresenta como uma técnica de inspeção extremamenteútil, uma vez que permite: realizar medições sem contatofísico com a instalação (segurança); verificar equipamentosem pleno funcionamento (sem interferência na produção);e inspecionar grandes superfícies em pouco tempo (altorendimento).

Os aplicativos desenvolvidos para a posterior análise dasinformações termográficas obtidas, como a classificaçãode componentes elétricos defeituosos, avaliação daespessura de revestimentos e o cálculo de trocas térmicas,permitem que esses dados sejam empregados emanálises preditivas.

Aplicações de termografia: Manutenção preditiva dossistemas elétricos de empresas geradoras, distribuidorase transmissoras de energia elétrica; Monitoramento desistemas mecânicos como rolamentos e mancais;Vazamentos de vapor em plantas industriais; Análise deisolamentos térmicos e refratários; Monitoramentos deprocessos produtivos do vidro e de papel;Acompanhamento de performance de placas e circuitoseletrônicos; Pesquisas científicas de trocas térmicas, entreoutras possibilidades.

Na indústria automobilística é utilizada no desenvolvimentoe estudo do comportamento de pneumáticos,desembaçador do pára-brisa traseiro, no turbo,

nos freios, no sistema de refrigeração, etc. Na siderurgiatem aplicação no levantamento do perfil térmico dosfundidos durante a solidificação, na inspeção derevestimentos refratários dos fornos. A indústria químicaemprega a termografia para a otimização do processo eno controle dos reatores e torres de refrigeração, aengenharia civil inclui a avaliação do isolamento térmicode edifícios e determina detalhes construtivos dasconstruções como, vazamentos, etc.

7.10 TESTE POR ACFMA técnica ACFM (Alternating Current Field Measurement),ou seja, medição do campo de corrente alternada temcomo base uma corrente alternada que circula em umafina camada próxima à superfície dos materiais condutorese não necessita de contato direto entre a sonda e a peçaa ser inspecionada.

Quando uma corrente elétrica uniforme é aplicada numaárea sob inspeção com uma descontinuidade tipo trinca,

circulará ao redor dos extremos e faces desta. Estavariação da corrente elétrica está associado um campomagnético que será medido por pequenos detectoresexistentes na sonda que permitem reconhecer asperturbações no campo induzido.

Em se tratando de uma técnica de inspeção relativamenterecente, recomenda-se que sejam realizadas váriasinspeções em juntas soldadas de vasos de pressão composterior confirmação das descontinuidades indicadaspela técnica de partículas magnéticas.

Essa técnica é bastante utilizada para identificar trincasde 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 podemter afetado a estrutura do vaso, torna-se necessário realizartestes de pressão que poderão ser feitos com água, ar,vapor, ou outro meio que proporcione igual efeito depressão, sem aumento dos riscos inerentes ao teste.

A NR-13 exige uma periodicidade do teste de pressãoem função das características do vaso e de suas condiçõesoperacionais.

7.11.1 Estanqueidade

O teste de estanqueidade tem como objetivo assegurar ainexistência de vazamentos, sem considerar aspectos deintegridade estrutural do equipamento.

Vazamentos de acessórios internos de vasos de pressãocausam perdas de eficiência, podendo ainda acarretar emacúmulo de produtos em locais não previstos do vaso,provocando deterioração do mesmo. Em vasos depressão, temos os exemplos, a saber:

a) Estanqueidade das conexões e bocas de visita –são fechadas todas as conexões para preenchimentodo vaso com o fluido de teste e observado se hávazamento pelas juntas, pelo simples exame visual, ouusando-se detectores apropriados em função do fluidoutilizado;b) Bandejas de torres de destilação – Neste teste, abandeja é inundada com água até a altura da chapa denível do vertedor, sendo seu esvaziamento espontâneocronometrado. A inspeção visual da parte inferior dabandeja indicará o número de gotas que vazam naunidade de tempo através das regiões de vedação doassoalho da bandeja;c) Chapas de reforço – O teste, nesse caso, consisteem colocar ar comprimido ou gás inerte através de umniple com entalhe na extremidade, conectado ao furo deensaio. O entalhe no niple é para evitar o bloqueio degás no caso de a extremidade do niple entrar emcontato com o casco do vaso. A chapa deve serpressurizada com uma pressão entre 0,7 a 1,0 Kgf/cm2.Após 15 minutos de pressurização, deve ser colocada



sobre as soldas em teste uma solução formadora debolhas.7.11.2 Hidrostático

Em geral, o teste hidrostático tem como finalidade averificação da integridade estrutural do equipamento e sebaseia sempre na atual pressão máxima de trabalhoadmissível do vaso de pressão.

Para a execução do teste hidrostático, deve serconsiderado o código de projeto, a instalação, ascondições de suportação e de fundação do vaso depressão.

O teste hidrostático em vasos de pressão consiste napressurização com um líquido apropriado a uma pressãocujo valor no ponto mais alto do vaso é a “pressão deteste hidrostático”.

Recomenda-se que o teste hidrostático não seja executadonuma temperatura do fluido abaixo de 15°C, para prevenirfratura frágil, exceto para cascos de vasos integralmenteconstruídos com materiais adequados para baixastemperaturas.

Outra advertência segue para vasos construídos em açosinoxidáveis austeníticos, ou revestidos por eles, onde aconcentração de cloretos na água não deve ultrapassar50 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 testehidrostático deve ser igual ou maior, em qualquer pontodo vaso, a:

Ptp = 1,5.PMA.(S f/Sq), onde:

PMA – pressão máxima admissível de trabalho doequipamento na situação corroída na temperatura deprojeto;

Sf – tensão admissível do material à temperatura doteste; e

Sq – tensão admissível do material na temperatura deprojeto.

Este é o mínimo valor que o código estabelece. Caso oprojetista ou o dono do equipamento deseje estabelecerum valor mais conservador, este deve se basear em umprocedimento alternativo de acordo com o próprio códigoASME.

Na realização do teste hidrostático, costumam-se usar,no mínimo, dois manômetros aferidos para a leitura dosvalores de pressão. Tais instrumentos devem ter um fundode 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 ouquando não for possível uma perfeita secagem para aeliminação da água, restando traços que não sãopermitidos por motivos operacionais, ou quando houveracessórios internos que não possam ter contato comlíquidos.

Novamente, citamos o código ASME que estabelece quea pressão de teste não deve exceder o valor calculadopela expressão a seguir:

P = 1,25.PMA.(S f/Sq)

A pressão do teste é aumentada gradualmente até cercada metade da pressão de teste. Após ter sido alcançadoeste valor, a pressão no vaso é incrementada em 1/10 dapressão de teste, até a pressão requerida. Em seguida, apressão é reduzida a 80% da pressão de teste e mantidao tempo suficiente para a inspeção do vaso.

Vale lembrar que o código ASME exige que todas assoldas em volta de aberturas e todas as soldas de ângulocom espessura maior do que 6 mm sejam inspecionadaspor partículas magnéticas ou líquido penetrante para adetecção de possíveis trincas.

Como medida de segurança, o teste pneumático só deveser adotado quando não houver outra alternativa. Alémdisso, durante toda a execução do teste, incluindo acompleta despressurização do vaso, somente deverão teracesso ao vaso e suas imediações as pessoasestritamente necessárias à execução do teste e inspeçãodo vaso de pressão.



1.1 TABELA RESUMO DE TÉCNICAS DE INSPEÇÃO

Técnicas de investigação e detecção de mecanismos de danos

Classificaçãogeral Técnica Tipo de informação

coletada Vantagens Limitações

EXAME VISUAL:exame da região a serinspecionada comvisão direta ou comauxílio de pequenaampliação

Marcas de abrasão,trincas de maiorporte,amassamentos, etc.

Pode ser executada nocampo, sem necessidadede equipamentosespeciais. Pode serfotografado.

Baixa resolução /detectabilidade.

MICROSCOPIA (óticaou eletrônica): ensaiode campo ou atravésde réplicametalográfica

Microestrutura docomponente,porosidades,microtrincas (seincidentes na regiãoestudada).

Indicações docomportamentometalúrgico do material,indicações de danosainda em pequenaescala

Custo, dificuldade de serealizar no campo, limitaçãoda área estudada.

MAGNETISMO:aplicação por contatoou proximidade deelemento magnético.

Identifica se omaterial é ou nãoferro magnético.

Identificação rápida econfiável para umaclassificação geral domaterial (ligas ferríticas,de níquel ou cobalto)

Variações de ligas eproporções (p.ex. soldas quecontenham estruturasausteníticas).

RESISTÊNCIAELÉTRICA: aplicaçãode corrente contínua oualternada ao material emedição de potencialresultante oumodificação dopotencial

Trincas abertas àsuperfície. Taxa decorrosão ou desgaste(técnica demonitoração contínuaou intermitente).Integridade dorevestimento.

Técnica simples einterpretaçãorelativamente fácil.

Detecção de trinca só podeser precisa se a trinca fornormal à superfície e sualargura 3 vezes maior do quesua profundidade.Calibração precisa. Podeexigir correção detemperatura.

INSPEÇÃO PORLÍQUIDOSPENETRANTES :aplicação e posteriorrevelação de líquidospenetrantes.

Indicações gerais deincidência de trincasabertas à superfície.

Técnica simples e rápida.Resolução até 0,5mm deextensão. Pode serrealizado registrofotográfico. Existempadrões internacionais.

Somente detecta trincasabertas à superfície. OPENETRANTE PODECONTAMINAR OSPRODUTOS DECORROSÃO,EVENTUALMENTETORNANDO SUAIDENTIFICAÇÃO QUÍMICAPOSTERIOR IMPOSSÍVEL.Resolução dependefortemente da condição delimpeza da superfície e dahabilidade do operador.

1. Examesfísicos

INSPEÇÃO PORPARTÍCULASMAGNÉTICAS:

Indicações gerais deincidência de trincasabertas à superfícieou não, desde quepróximas à superfície.

Técnica simples e rápida.Melhor resolução esensibilidade do que olíquido penetrante.Existem padrõesinternacionais.

Somente detecta trincaspróximas à superfície. Omaterial a inspecionar deveser magnético. O VEÍCULOPODE CONTAMINAR OSPRODUTOS DECORROSÃO,EVENTUALMENTETORNANDO SUAIDENTIFICAÇÃO QUÍMICAPOSTERIOR IMPOSSÍVEL.

7.12



RADIOGRAFIA

Indicação volumétricada incidência /extensão /localização /orientação de trincase defeitos

Espessura do materiallimitado apenas pelopoder da fonte. Fácil deinterpretar. Bom parageometrias complexas.Grandes áreas podemser inspecionadas juntas.Existem padrõesinternacionais

Usualmente a radiaçãopenetra na transversal,dificultando a detecção detrincas radiais. Demandacuidados especiais quanto àradiação. Requerequipamentos especiais emanuseio próprio.Temperatura limite aprox. de50ºC

EMISSÃO ACÚSTICA:detecção portransdutores de sinaisacústicos refletidospelos defeitos.

Incidência elocalização de trincasem evolução(particularmente emvasos de pressãopressurizados)

Pode ser aplicado emgrandes equipamentos,continuamente ouintermitente. Requerpoucos equip amentos.

Interpretação de moderada adifícil, demandandoexperiência. Técnica deemprego passivo.

MEDIÇÃO DETEMPERATURA: lápistérmico, giz, outros

Medição datemperatura dasuperfície, dentro dafaixa especificada.

Técnica rápida, simples econfiável. Não requerequipamento especial.Fácil interpretação

Somente indica a temperaturada superfície. Baixa resolução(tipicamente de 50ºC).

MEDIÇÃO DETEMPERATURA:pirômetros de radiação,infravermelho,termografia

Medição datemperatura dasuperfície, em amplafaixa (-20ºC a 2000ºCou mais)

Técnica rápida, erelativamente simples.Detecção de radiaçãoinfravermelha podeindicar temperaturas sobisolamento, etc. Boaresolução (até 0,1ºC).Para termografia épossível registro emvídeo. Fácilinterpretação.

Técnicas com infravermelhosujeitas a erro se houverpresença de vapor d’água eCO2, que absorve a radiação.Requer equipamento especial

MEDIÇÃO DEPRESSÃO

Pressão do fluido,contínua ou variação.

Relativamente simplesmedição e interpretação.Equipamento simples ecom boa resolução

Pode exigir tomada de acessoespecial.

2. ExamesQuímicos

TESTE POR PONTOS:aplicação de reagentespara indicar a presençade componentes

Presença ouausência deelementos químicosna composição domaterial

Relativamente simples econfiável. Fácilinterpretação. Materials imples

Requer experiência dooperador. Não indica acomposição completa domaterial. Limitado a uma certagama de materiais.

3. Examesmecânicos

TESTE DE DUREZA:aplicação de um microensaio de dureza emárea determinada domaterial

Dureza do materialno local testado

Técnica simples e rápida.Interpretação fácil eimediata.

Pode alterar a superfície e aestrutura do material,demandando cuidado eatenção na escolha do local aser ensaiado. Mede apenas adureza da micro regiãoensaiada.

Técnicas de investigação e detecção de mecanismos de danos

Classificaçãogeral

Técnica Tipo de informaçãocoletada

Vantagens Limitações



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 dostipos, podem ser utilizadas mais de uma técnica, cada uma complementando a outra.

Efetividade de Técnicas de Inspeção

Mecanismos de danos

Técnica de inspeção Perda deespessura

Trincassuperficiai

sconectadas

Trincassubsuperfi

ciais

Formação demicrofissuras

oumicrovazios

Transformações

metalúrgicas

Alteraçõesdimensionai

s

Empolamentos

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 feixengular 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

ediçõesmensionais 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 geralou 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

inuu

plí

EEF

RMdiM



? 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 oo 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 ss 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 i n 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 sm 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 om a t e r ia l .



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, trincassuperficiais conectadas, alterações metalúrgicas, alteraçõesdimensionais.

Trincas por fluência. Formação de microfissuras/ microvazios, trincas subsuperficiais, trincassuperficiais 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, trincassuperficiais conectadas, alterações metalúrgicas, alterações naspropriedades do material.

Esferoidização e grafitiz ação.Formação de microfissuras / microvazios, trincas subsuperficiais, trincassuperficiais conectadas, alterações metalúrgicas, alterações naspropriedades 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 naspropri edades do material.

Fragilização por precipitação decarbonetos.

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 asuperenvelhec imento.


Fragil ização devido ao envelhecimentoem alta temperatura




8.2 CORROSÃO SOB TENSÃO

8.2.1 Por Aminas

A corrosão sob tensão por aminas ocorre quando ummetal submetido a ação combinada de uma tensão detração e de corrosão na presença de uma solução aquosaaminoalcalina a elevada temperatura. O trincamento épredominantemente intergranular e tipicamente ocorre emaço-carbono como uma rede muito fina de trincaspreenchidas com produto de corrosão. A corrosão sobtensão por aminas também ocorre em aços ferríticos debaixa liga.

Esse fenômeno é mais comum em unidades demonoetanolamina (MEA) e de disopropanolamina (DIPA)e em menor escala em unidades de dietanolamina (DEA).

A concentração de amina é um fator importante nasusceptibilidade ao trincamento em soluções de MEA,onde tal susceptibilidade tem se mostrado mais alta nafaixa de concentrações de 15 a 35%.

Com relação à composição da solução de amina, acorrosão sob tensão ocorre tipicamente em soluçõesamino-alcalinas usadas as quais são alcalinas e contêmníveis bem baixos de gases ácidos.

Conforme já dito antes, a CST (corrosão sob tensão) poraminas é bem mais sensível em altas temperaturas,porém há de se notar que o parâmetro fundamental é atemperatura do metal em si e não apenas a temperaturanormal de processo.

Finalmente, quanto ao nível de tensões trativas, os açosao carbono como soldados e conformados, bem comoos aços de baixa liga são sensitivos ao fenômeno devidoao alto nível de tensões residuais.

A aplicação de tratamento térmico de alívio de tensõesapós fabricação é um método comprovado para evitar talproblema. Um tratamento de cerca de 621ºC por umahora por polegada de espessura é considerado suficientepara prevenir o fenômeno.

8.2.2 Por Carbonatos

A corrosão sob tensão por carbonatos ocorre em presençade uma água ácida alcalina contendo de moderadas aaltas concentrações de carbonato associada a ação detensões. As trincas são em grande parte intergranularese tipicamente ocorrem em aço ao carbono como soldadocomo uma fina rede de trincas preenchidas com óxidos.Tais trincas se propagam paralelamente às soldas no metalbase adjacente, mas também podem ocorrem no metalde solda, bem como na zona afetada termicamente (ZAT).O formato do trincamento observado na superfície do metalé descrito algumas vezes como sendo uma teia de aranhade pequenas trincas, as quais, freqüentemente, se iniciamou se interconectam com outras trincas de solda queservem como concentradores de tensões locais.

A corrosão sob tensão por carbonatos tem sido encontradaem sistemas de refluxo e no condensador superior dofracionador principal da unidade de craqueamentocatalítico, no sistema de compressão de gás úmido àjusante e no sistema de águas ácidas que provêm dessasáreas.

Alguns estudos concluem que esse fenômeno ocorre emuma faixa muito estreita de potencial eletroquímico, o qualé bastante dependente da composição da água ácida. Asusceptibilidade ao trincamento aumenta diretamente como pH e com a concentração de carbonato.

Uma das ações preventivas para esse fenômeno é aaplicação de tratamento térmico de alívio de tensõessemelhante ao exposto para a prevenção da corrosão sobtensão por aminas.

8.2.3 Por Cáusticos

O hidróxido de sódio, em soluções concentradas e emaltas temperaturas, pode provocar corrosão sob tensãoem regiões soldadas ou conformadas de aço ao carbono.

A experiência industrial indica que a falha por corrosãosob tensão por cáusticos requer um longo período deexposição de um ou mais anos. Entretanto, o aumentoda concentração cáustica, bem como da temperatura dometal aceleram a taxa de propagação das trincas.

O mecanismo responsável por esse fenômeno estáassociado à formação de hidrogênio, conforme se observana reação de ataque ao aço pela solução concentrada deNaOH, abaixo:

Figura 20: Corrosão sob tensão em açoinoxidável 310 por cáusticos. (Aumento de

100X)

A deterioração não ocorre para temperaturas abaixo de46ºC. Na faixa entre 46 e 82ºC, a sensibilidade aotrincamento é função da concentração cáustica e, acimadesse intervalo, é alta para qualquer concentração decáusticos acima de 5% de peso em massa.

Casos históricos desse fenômeno ocorreram em colunasde destilação quando da adição de soda cáustica paracontrole de pH.



8.2.4 Por Cloretos

Os aços inoxidáveis são conhecidos por apresentaremresistência a vários meios corrosivos. Em presença deoxidantes, eles formam uma película, constituídaprincipalmente de Cr2O3, que apresenta alta aderência,continuidade, baixa porosidade e alta resistividade elétrica.Entretanto, a adsorção de íons cloreto, Cl - , causadescontinuidade na película de cromo. A pequena áreaexposta, onde os íons são adsorvidos, funciona comoanodo para a grande área catódica do filme de óxido,gerando alta densidade de corrente na área anódica. Como início do processo corrosivo, a hidrólise de íonsmetálicos, originados na área anódica, causa decréscimode pH, impedindo o reparo da película e acelerando oprocesso corrosivo.

Admitindo-se aço inoxidável em presença de água aeradacontendo cloreto, a ação autocatalítica pode ser explicadapelas reações abaixo:

? na área anódica:Fe ? Fe2+ + 2e

produzindo excesso de carga positiva nessa área,ocasionando a migração para dentro do pite de íons cloretopara manter o balanço eletrônico, com o conseqüenteaumento da concentração de FeCl2, que sofre hidrólise,isto é:

FeCl2 + 2H2O ? Fé(OH)2 +2HCl

? ou hidrólise dos íons Fe2+ e Cr3+

Fe2+ + 2H2O ? Fe(OH)2 + 2H+

Cr3+ + 3H2O ? Cr(OH)3 + 3H+

? o aumento da concentração de íons H+ acelera oprocesso corrosivo, como a seguir:

Fe + 2HCl ? FeCl2 + H2

com conseqüente formação de FeCL2, que voltará a sofrerhidrólise mantendo a continuidade do processo corrosivo.

Figura 21: Corrosão sob tensão por Cl - emliga de monel.

8.2.5 Por Ácido Politiônico

Os ácidos politiônicos são formados durante paradas deunidades quando água e oxigênio reagem com sulfetosde cromo-ferro, os quais se originam em superfícies deaços inoxidáveis em vasos de pressão expostos a gasessulfídricos em alta temperatura. Tais ácidos apresentam-se sob diversas formas, sendo a forma H2SnO6 a maisconhecida.

Figura 22: Corrosão sob tensão em açoinoxidável 310 por ácido politiônico.

(Aumento de 100X)

O ácido politiônico causa rápida corrosão sob tensão deforma intergranular preferencialmente próximo a soldas,onde a microestrutura sensitizada se faz presente.

8.2.6 Trincas Induzidas pelo Hidrogênio Orientadaspelas Tensões, em Presença de Ácido Fluorídrico.

Essa deterioração é definida como um arranjo empilhadode pequenas bolhas de empolamento juntas, causadaspor corrosão sob tensão por hidrogênio, que são alinhadasna direção da espessura da parede de aço como umresultado de altas tensões trativas localizadas. Essastrincas são uma forma especial de trincas induzidas pelohidrogênio, as quais ocorrem usualmente no metal de basepróximas à zona afetada termicamente da solda, onde háaltas tensões, tanto residuais, quanto aplicadas (devido àpressão interna).

Esse trincamento é especialmente perigoso quando omaterial é um aço laminado com médio a alto teor deenxofre, ou com baixo teor de enxofre, porém semtratamento térmico. Isso porque as bolhas de hidrogêniose formam nas inclusões de enxofre alongadas.

A fonte de hidrogênio nesse caso provem da corrosão como ácido fluorídrico que libera o hidrogênio metálico, o qualpermeia a parede de aço. As bolhas são cavidadesplanares preenchidas por hidrogênio.

Figura 23: SOHIC em aço carbono na presença de HF.



8.2.7 Trincas Induzidas pelo Hidrogênio Orienta-das pelas Tensões, em Presença de Sulfetos deHidrogênio.

É o mesmo fenômeno apresentado acima, porém ohidrogênio é advindo da reação de corrosão do aço peloH2S. A presença de 50ppm é suficiente para causartrincamento induzido pelo hidrogênio.

A qualidade da chapa de aço, quanto à sua pureza químicaé um parâmetro essencial para diminuir a tendência àformação dessas trincas, além da redução de tensõesresiduais através de um tratamento térmico de alívio detensões pós soldagem.

8.2.8 Por Sulfetos

A corrosão sob tensão por sulfetos resulta da absorçãode hidrogênio atômico, produzido pelo processo decorrosão do sulfeto na parede metálica, associada à açãode tensões trativas no material.

Geralmente, a corrosão sob tensão por sulfetos não é umproblema para aços ao carbono usados em vasos depressão em refinarias nos serviços com sulfeto dehidrogênio na presença de umidade porque tais açosapresentam baixos níveis de resistência e dureza, porémem depósitos de solda e na ZTA há risco de ocorrer otrincamento, uma vez que tais áreas apresentam elevadastensões residuais.

A susceptibilidade à corrosão sob tensão por sulfetos estáassociada a dois parâmetros chaves: o pH e aconcentração de H2S dissolvido na água ou na fase vapor.Tipicamente, o fluxo de hidrogênio em aços é menor emsoluções de pH neutro. A corrosão em baixo pH é causadapor H2S, enquanto que a corrosão em pH alto é causadapelo íon bissulfeto. A presença de cianetos a elevadastemperaturas agrava a permeação do hidrogênio paradentro do aço.

Figura 24: Trinca por corrosão sob tensão porH2S em suporte de aço inoxidável.

A presença 1ppm de H2S na água foi constatada comosuficiente para desencadear a corrosão sob tensão.

8.2.9 Por Ácido Fluorídrico

A corrosão sob tensão por ácido fluorídrico ocorre, comoem vários outros exemplos de corrosão sob tensão, emaços de alta resistência ou em ZTA’s de aços de maisbaixa resistência.

Prendedores de ligas de aço têm sido uma grande fontede falhas em serviços com HF anidro. Os prendedores decromo-molibdênio ASTM A193 grau B7 são duros etrincam na presença de ácido fluorídrico. O grau B7M, domesmo aço, porém revenido até obter a dureza no intervalo201-235 Brinell pode ser uma escolha melhor se o contatocom o ácido não pode ser evitado.

8.3 CORROSÃO-FADIGA

Caso um componente esteja sujeito a esforços cíclicosem um meio capaz de atacar quimicamente oueletroquimicamente o material exposto, verificam-secondições para a implantação da corrosão sob fadiga. Osmetais que fundamentalmente estão sujeitos a esse tipode ataque são aqueles que têm uma camada protetora.As fraturas sucessivas, durante a propagação da trincade fadiga, rompem continuamente as camadas protetoras,expondo o material ativo à ação do ambiente corrosivo. Oprocesso se caracteriza pelo desaparecimento do limitede fadiga.

É característico desse tipo de corrosão o aparecimentode profundas escavações no material oriundas dacorrosão. Observam-se fendas perpendiculares à direçãode tensão e que seguem caminho mais ou menos reto eregular, de forma que é possível reconhecer a parte poronde ela se iniciou e que, freqüentemente, estárelacionada com pites de corrosão formados inicialmentena superfície do metal. As trincas são geralmentetransgranulares.

Figura 25: Corrosão sob fadiga em tubo de trocadorde calor de latão almirantado.



Figura 26: Corrosão sob fadiga em junta deexpansão.

8.4 PERDAS DE ESPESSURA INTERNAS

8.4.1 Corrosão por Aminas

A corrosão por aminas é, em geral, uma forma de corrosãolocalizada que ocorre principalmente em aço ao carbonoem alguns processos de tratamento de gás.

A monoetanolamina (MEA), a dietanolamina (DMEA) e ametildietanolamina (MDEA), conforme apresentadasanteriormente, são usadas para remover gases ácidos,principalmente H2S, de fluxos da planta de processo,sendo que MEA e DEA também removem CO2.Geralmente, a corrosão é menos severa com MDEA doque com MEA e DEA quando os contaminantes são bemcontrolados.

A corrosão em aços ao carbono em processos detratamento com aminas é uma função de váriosparâmetros, sendo os principais a temperatura, aconcentração da solução de amina e a concentração degás ácido na solução.

As concentrações em peso mais comumente usadas são20%pp MEA, 30%pp DEA e 40 a 50%pp de MDEA. Emconcentrações superiores, a corrosão aumenta.

A carga de gás ácido é relatada em termos de moles degás ácido por moles de amina ativa. Diz-se que umasolução rica é aquela com alta quantidade relativa de gásácido. A corrosão por amina regenerada com altas cargaspobres não é um problema incomum como era de seesperar. Isso porque as temperaturas

de soluções de amina mais pobres são freqüentementemais altas do que as de soluções ricas.

Para se determinar a carga de gás ácido, ambos H2S eCO2 devem ser medidos e apenas a quantidade de amina“ativa” deve ser considerada para efeitos de cálculo dacarga. Em sistemas que contêm apenas H2S, cargas deamina ricas até 0,7 mole/mole têm sido satisfatórias. Emsistemas com H2S e CO2, cargas ricas são geralmente

limitadas a 0,35 a 0,45 mole/mole. Assim como em muitosoutros mecanismos de corrosão, o aumento datemperatura é seguido pelo aumento da taxa de corrosão.

Outro fator importante em corrosão por aminas é apresença de produtos de degradação de aminas,conhecidos como sais de amina estáveis ao calor, da siglaem inglês HSAS. Esses produtos agem de duas formas.Por um lado, reduzem a quantidade de amina ativadisponível para absorver gás ácido, resultando em maiorescargas deste. Por outro lado, alguns produtos sãocorrosivos por si mesmos. Em sistemas de MEA e DEA,tais sais quando acima de 5% em peso podem começara aumentar a corrosão. MDEA também forma saisestáveis, mas a principal influência sobre a suacorrosividade nessas unidades é a existência decontaminantes de ácidos orgânicos (oxalatos e acetatos).

Na ausência de altas velocidades e de turbulência, acorrosão por aminas é geralmente uniforme. Maioresvelocidades e turbulência podem causar a nucleação degás ácido dissolvido na solução em pontos onde hajasignificativa queda de pressão, tais como curvas ouválvulas, agravando a corrosão localizada. O efeito de altasvelocidades também pode ser a ruptura de filmes desulfeto de ferro protetores que podem se formar. Onde avelocidade é essencial, a corrosão pode se apresentartanto em forma de pites, quanto em forma de sulcos. Paraaços ao carbono, limites comuns de velocidades são 1,5m/s para amina rica e 6m/s para amina pobre.

8.4.2 Corrosão Microbiológica

A corrosão microbiológica é um dano especialmenteperigoso quando água com pH neutro permanece emconstante contato com uma superfície metálica geralmenteem aço-carbono, aço inoxidável e ligas de alumínio ecobre.

O primeiro sinal de corrosão microbiológica é inesperado,pois ocorre em soluções neutras e em temperaturaambiente, onde as taxas de corrosão são geralmentebaixas. Excessivos depósitos ou tubérculos sãocaracterísticos desse tipo de corrosão. A quebra dessesdepósitos muitas vezes revela uma lama de magnetitaescura e sulfeto de ferro com o odor característico do H2S.As superfícies dos pites abaixo dos depósitos sãobrilhantes, mas escurecem ao primeiro contato com o ar.

Um dos tipos mais conhecidos de corrosão microbiológicaé a corrosão por bactérias redutoras de sulfato. Omecanismo pelo qual as bactérias redutoras de sulfato,conhecidas como BRS, aceleram a corrosão em aços éincerto, porém a teoria “clássica” diz que a reação deredução catódica,

2H+ + 2e- ? 2H ? H2,

é acelerada quando o hidrogênio nascente, H, reage como oxigênio, O, provindo da redução de sulfato,

SO42- ? S2- + 4O.



8.4.3 Cavitação

A cavitação é a ação dinâmica, associada à formação eao colapso ou implosão de cavidades nas regiões de umdeterminado equipamento que ficam abaixo da pressãode vapor do líquido.

As conseqüências da cavitação são observadas nassuperfícies metálicas com a existência de alvéolos e pites.A forma mais eficaz de atuar para evitar tal fenômeno,particularmente em vasos de pressão, é a alteração deprojetos de montagem, visando eliminar justamenteabruptas transições de seções, de forma a evitarturbulência, além de regiões com quedas de pressão.

Figura 27: Detalhes construtivos causadoresde erosão por cavitação.

1.1.1 Corrosão por CO2

Enquanto tem havido vários estudos focando nomecanismo de dissolução de metal em águas contendoCO2, os esforços de De Waard e Milliams e de outrosapresenta uma representação comumente aceita onde adissolução anódica do ferro é um mecanismo dependentedo pH, o processo catódico é dirigido pela redução diretado ácido carbônico não dissociado. Essas reações podemser representadas por:

Fe —————> Fe++ + 2e-(reação anódica)

H2CO3 + e-——> HCO3- + H (reação catódica)

A reação global de corrosão é representada por:

Fe + 2H2CO3 —> Fe++ + 2 HCO3- + H2

A criação do íon bicarbonato pode levar a um acréscimono pH da solução até que as condições de promoção daprecipitação do carbonato de ferro sejam alcançadas,levando à reação dada abaixo:

Fe + 2HCO3- —> FeCO3+ H2O+CO2

A solubilidade do carbonato de ferro, a qual decresce como aumento da temperatura, e a conseqüente precipitaçãodo carbonato de ferro é um fator significante na avaliaçãoda corrosividade. Essa equação da taxa de corrosão édada por:

Log (Vcor) = 5.8 - 1710/T + 0.67 log (pCO2) ——— (1)

onde:

Vcor = taxa de corrosão em mm/anoT = temperatura de operação em KPCO2 = pressão parcial de CO2 em bar

8.4.5 Corrosão por Aeração Diferencial

Este tipo de corrosão ocorre toda vez que se tem variaçõesna concentração de oxigênio no eletrólito. Como opotencial eletroquímico de um material metálico se tornacada vez mais catódico quanto maior for a concentraçãode oxigênio no meio ao seu redor, as áreas em contatocom maior concentração de oxigênio serão catódicas emrelação àquelas com concentração inferior de oxigênio.

Figura 28: Corrosão por aeração diferencialem componente de flange, ocasionada por

junta que possibilitou a existência de fresta.

Esse fenômeno ocorre com freqüência elevada na interfacede saída de uma estrutura do solo ou da água para aatmosfera.

8.4.6 Dezincificação

Dezincificação é o processo corrosivo que se observa nasligas de zinco, especialmente ligas de latão, utilizadas emtrocadores de calor, tubulações paraágua salgada, dentre outros. Do processo de corrosão,resulta a oxidação seletiva do zinco restando o cobre eprodutos de corrosão.

Figura 29: Dezincificação em válvula delatão: área dezincificada com coloração

avermelhada e película de cobre.



Observa-se maior tendência a dezincificação nos latõescom altos teores de zinco, como por exemplo, latãoalumínio (76% Cu, 22% Zn e 2% Al) e latão amarelo (67%Cu e 33% Zn). A dezincificação pode ser evitada comtratamento térmico de solubilização da liga e com adiçãode elementos, tais como As e Sb.

8.4.7 Desaluminificação

Na desaluminificação, a corrosão dissolve inicialmenteambos os componentes da liga, cobre e alumínio, mas ometal mais nobre, no caso o cobre, se precipita da soluçãona superfície. Isso leva a um aumento na dissolução daliga base devido à efeitos galvânicos e assim, à maisdeposição de cobre. O efeito geral é a redução dasuperfície e das regiões subjacentes do componente, nocaso alumínio, a uma massa esponjosa de material comredução de resistência levando a um possível colapsosob tensões normais de trabalho.

Figura 30: Desaluminificação em impelidorde bronze, alumínio e níquel

8.4.8 Erosão - Corrosão

No escoamento de fluidos, não raramente ocorre desgastemecânico em tubulações, em permutadores

de calor e em pás de turbinas devido à presença departículas sólidas carreadas pelo processo industrial.

A erosão remove as películas protetoras constituídas deprodutos de corrosão. Desse modo, ocorre a aceleraçãoda corrosão que forma a película que é quebradanovamente pela ação erosiva das partículas, criando umprocesso sinérgico de deterioração do equipamento.

Figura 31: Corrosão-erosão em tubulação.8.4.9 Corrosão por Contato

Ao colocarmos duas placas de um mesmo metalsuperpostas, possuindo pequenas frestas entre si eimersas em um meio corrosivo, contendo água do maraerada, tem-se uma corrosão similar a corrosão poraeração diferencial, cuja seqüência é descrita a seguir:

Oxidação uniforme do metal em toda superfície exposta,inclusive dentro da fresta;

Consumo do oxigênio no interior da fresta em breve tempo,uma vez que a convecção é restrita, cessando a reduçãodo oxigênio;

Embora não ocorra mais redução do oxigênio no interiorda fresta, continua a oxidação do metal, o qual produziráum excesso de cargas positivas na solução, que sãobalanceadas pela migração de íons cloreto para manter aneutralidade de cargas.

A concentração de cloreto metálico no interior da frestaaumenta e ocorre a hidrólise do mesmo, formando ácidoclorídrico, o qual oxida o metal, atraindo mais íons cloreto,fechando o circuito autocatalítico.

8.4.10 Corrosão por Sais Fundidos

Existem substâncias que se fundem em temperaturaselevadas e que podem causar corrosão nos vasos depressão em que estejam inseridas. Particularmente osdiversos sais fundidos usados em trata

tratamentos térmicos podem se constituir em ameaçaspara a integridade do equipamento.

Estes banhos são formados geralmente por misturas decarbonatos, nitratos ou halogenetos de metais alcalinosque solubilizam óxidos de outros metais, destruindo acamada de óxido protetora da superfície do metal,ocasionando corrosão do mesmo.

8.4.11 Corrosão Galvânica

Denomina-se corrosão galvânica o processo corrosivoresultante do contato elétrico de materiais dissimilares.Este tipo de corrosão é tão intenso quanto mais distantesforem os materiais na tabela de potenciais eletroquímicos.

A relação entre as áreas anódicas e catódicas é defundamental importância nesse processo, pois quantomaior for, menor será a perda de metal e mais uniformeesta perda será.

Figura 32: Corrosão galvânica (açoinox e aço carbono).



Outro aspecto de grande influência é a presença de íonsmetálicos no eletrólito. Quando estes forem de materiaismais catódicos que outros onde venha a haver contato,poderá ocorrer corrosão devido à redução dos íons domeio com a conseqüente oxidação do metal doequipamento ou instalação. Por exemplo, a presença deíons Cu2+ em um eletrólito em contato com aço tenderá aocorrer a seguinte reação:

Fe + Cu2+ ? Fe2+ +Cu

havendo, portanto, a corrosão do ferro e a redução(deposição) do cobre.

8.4.12 Corrosão à Alta Temperatura por H2S/H2

Essa é uma forma de corrosão uniforme a qual podeocorrer em temperaturas acima de 204ºC. Essemecanismo de corrosão difere da corrosão a altatemperatura por ácido sulfídrico e ácido naftênico. Acorrosão por H2S/H2 ocorre em unidades dehidrodesulfurização e hidrocraqueamento, ondecompostos de enxofre são convertidos em sulfeto dehidrogênio via ação catalítica com o hidrogênio.

Em ambientes com H2S/H2, baixos níveis de cromo (5 a9%Cr) fornece apenas um moderado aumento naresistência à corrosão do aço. É necessário que se tenhaum mínimo de 12%Cr para se ter um aumento sensíveldessa resistência.

Enfim, a natureza do processo é outro fator que se deveconsiderar ao se analisar a taxa de corrosão, pois emambientes de H2S/H2 (100%vapor), as taxas de corrosãosão maiores que 50% do que na presença dehidrocarbonetos.

8.4.13 Oxidação à Alta Temperatura

Os materiais metálicos são corroídos quimicamentequando em contato com atmosfera oxidante.

Metais que podem apresentar vários estados de oxidação,formam camadas de óxidos de diferentes composições ecolorações.

A película do óxido à temperatura ambiente é fina, porém,com o aquecimento, aumenta, podendo se desprenderdo metal sob a forma de escamas durante a oxidação,devido à diferença de coeficiente de dilatação entre o metalde base e o óxido formado, expondo o material novamenteà oxidação.

8.4.14 Corrosão à Alta Temperatura por ÁcidoSulfídrico / Naftênico

A corrosão à alta temperatura por ácido sulfídrico é umaforma de corrosão uniforme a qual pode ocorrer emtemperaturas acima de cerca de 204ºC. Essa corrosão,algumas vezes, ocorre em conjunto com a corrosão porácido naftênico dependendo do óleo processado. Acorrosão por ácido naftênico, quando ocorre, é geralmentelocalizada.

Figura 33: Fórmula química geral dos ácidonaftênicos. R representa anéis cicloalifáticos

fundidos.

Os ácidos naftênicos ocorrem naturalmente em algunsóleos e, durante a destilação, tendem a se concentrarem frações mais pesadas. A corrosão pode surgir tantona forma de pites, mais comum em níveis ácidos maisbaixos, ou como ranhuras e goivas em níveis mais ácidose, particularmente, em velocidades maiores. O ácidosnaftênicos podem modificar ou desestabilizar filmesprotetores nos materiais e assim, permitir uma taxa decorrosão por

ácido sulfídrico maior, ou mesmo atacando diretamenteo metal base.

Em ambientes sulfurosos a altas temperaturas, materiaistais como aços ao carbono ou de baixa liga formamprodutos de corrosão de sulfetos. O quão esses filmessão protetores depende nos fatores acima mencionados.Baixas ligas tais como 1-1/4 2 2-1/4Cr geralmente nãooferecem benefícios sobre aços ao carbono suficientespara justificar seus empregos. Aços inoxidáveis com12%Cr (410, 410 S, 405 SS) e tipo 304 SS podem serexigidos em níveis mais altos de enxofre e de temperatura.

Adições moderadas de cromo em aços ao carbonoaumentam a resistência à corrosão naftênica. Ligascontendo 5, 7 e 9% são suficientes para fornecerresultados aceitáveis nesses ambientes.

A corrosão naftênica tem sido observada no intervalo de204 a 400ºC. Acima de 400ºC, os ácidos naftênicos sequebram ou se destilam para dentro da fase vapor.Enquanto a corrosão por ácido sulfídrico ocorre tanto nafase líquida, quanto na vaporosa, a corrosão naftênica sóse manifesta na fase líquida.

As unidades de processo que mais sofrem com ascorrosões sulfídrica e naftênica são a destilação à vácuo,a destilação atmosférica, assim como os sistema dealimentação de hidrotratamento, craqueamento catalíticoe coqueria.

8.4.15 Corrosão pelo Gás / Ácido Clorídrico

O ácido clorídrico é um forte agente corrosivo e quandoataca o aço carbono, promove uma corrosão alveolar.

Em presença de oxigênio reage com o cobre, formando ocloreto de cobre CuCl2, o qual é solúvel em água efacilmente identificável, pois possui coloração esverdeada.



Geralmente a corrosão do ácido clorídrico no aço carbonoem refinarias ocorre no topo de torres de fracionamento,próxima às zonas do casco e bandejas e no espaço vaporno topo da mesma torre.

Em temperaturas elevadas, o gás clorídrico reage com oóxido existente sobre metal formando um cloreto volátil eem seguida ataca o próprio metal. Esse fenômenoacontece com freqüência em recuperadores de calor emfornos metalúrgicos.

8.4.16 Corrosão pelo Ácido Fluorídrico

O ácido fluorídrico concentrado é usado como catalisadorem unidades de alquilação. A corrosão pelo HF dependeprimariamente da concentração deste em água e datemperatura. Outras variáveis tais como velocidade,aeração, turbulência, teor de impurezas podemdesempenhar um papel importante na taxa de corrosão.

Alguns metais formam filmes de fluoretos protetores, quepassivam a superfície do metal. Nessas circunstância éque a velocidade apresenta um papel crucial, pois casohaja perda do filme protetor, a taxa de corrosão será tantomais alta quanto for a velocidade do ácido fluorídrico emrelação à superfície do metal. No mesmo sentido segue ataxa de corrosão quanto à turbulência.

Em concentrações abaixo de 80% de HF em água, o ácidoé considerado aquoso e a corrosão é altamentedependente da temperatura e da velocidade e éusualmente bastante alta.

Para concentrações usuais de HF em unidades dealquilação, isto é, 96-99% e temperaturas abaixo de 66ºC,aço ao carbono é vastamente empregado para todos osequipamentos exceto para aqueles em que são exigidaspequenas tolerâncias dimensionais, tais como, válvulas,bombas e instrumentação, nos quais são empregadasligas AISI 400 tipicamente.

Ocorre corrosão acelerada pela diluição em água do ácidofluorídrico em pontos baixos tais como sangrias e drenos,onde geralmente se acumula água livre.

8.4.17 Erosão por Incidência de Líquido

Quando um fluido impacta diretamente sobre umasuperfície metálica em alta velocidade, nota-se uma perdade material severa em muitos casos. Tal fenômeno ocorrefreqüentemente em curvas de tubulações comcondensado.

Os principais fatores que controlam o ataque porimpingimento se resumem ao aumento da velocidade dofluido e à presença de oxigênio.

As ligas de cobre são muito susceptíveis a esse fenômeno,pois quando há escoamento de água, a turbulência causaquebra do filme superficial de óxido protetor, provocandouma corrosão característica com pites arredondados.

8.4.18 Erosão por Incidência de Partículas Sólidas

A incidência de partículas sólidas na superfície de metaisé o caso mais severo de erosão, e é tão mais severo,quanto maior for a velocidade de arraste dessas partículas.Assim como nos casos acima, a erosão tende a semanifestar em curvas e em sedes de válvulas entreabertas,onde a velocidade tende a aumentar, devido à diminuiçãode área para a vazão.

8.4.19 Corrosão por águas ácidas

A corrosão por águas ácidas é vastamente conhecidacomo a corrosão causada por águas que contêm sulfetode hidrogênio e amônia e é um problema em se tratandode aço ao carbono acima do pH neutro.As variáveis que controlam o fenômeno são aconcentração de bissulfeto de amônia (NH4HS) aquoso,e a velocidade. Algumas variáveis secundárias são pH,concentração de cianeto e oxigênio dissolvido em água.

Algumas unidades processadoras de petróleo tais comohidrotratamento, hidrocraqueamento, coqueria,craqueamento catalítico e tratamento de amônia são asque mais sofrem com esse mecanismo de deterioração.

8.4.20 Corrosão por ácido sulfúrico

O ácido sulfúrico é um ácido muito forte que pode serextremamente corrosivo sob certas condições e é usadoem uma gama de aplicações industriais. A corrosividadedo ácido sulfúrico depende de muitos fatores, mas aconcentração de ácido sulfúrico e a temperatura são delonge as variáveis mais importantes que a controlam.

A velocidade e a presença de impurezas no ácido,especialmente oxigênio e oxidantes, podem ter umimpacto significativo sobre a corrosão também. Issoporque algumas ligas, tais como aços inoxidáveis e muitasligas de níquel dependem da formação de filmes de óxidospassivadores, e estes têm suas performances quanto àproteção anticorrosiva melhoradas na presença dessasimpurezas.

Condições de estagnação ou de baixa vazão tipicamentecausam corrosão uniforme generalizada em aços aocarbono. O filme do produto de corrosão constituído desulfato ferroso é de alguma forma protetor, e à medidaque cresce, a taxa de corrosão decresce. A transferênciade massa de sulfato ferroso para fora da superfície doaço corroído é o fator limitante para a taxa de corrosão. Avelocidade da solução ácida aproximadamente acima de1m/s (em regime turbulento) é um fator significante nessataxa de transferência de massa e assim na taxa decorrosão.

8.5 CORROSÃO EXTERNA

8.5.1 Corrosão Atmosférica

Em muitos casos, tem-se uma atmosfera agressiva, deforma que a corrosão atmosférica pode tornar-se tão séria



quanto a corrosão interna do equipamento.

A corrosão atmosférica é agravada pelo aumento dapoluição, onde se encontram SO2 e SO3, da umidade epela atmosfera marinha. Tal corrosão pode ser evitada,na maioria dos casos, por uma eficiente pintura nas partesexpostas do equipamento.

18.5.2 Corrosão sob Isolamento

Talvez o caso mais sério de dano externo seja a corrosãosob isolamento. Essa forma de corrosão é especialmente

perigosa porque o isolamento pode se tornar úmido oucontaminado, acelerando a corrosão. Outro fatoimportante é que se trata de uma deterioração difícil dese detectar. De qualquer forma, o problema pode serreduzido ou eliminado por uma inspeção cuidadosa,associada a uma instalação e manutenção do isolamentoapropriadas, bem como pela seleção, aplicação emanutenção de revestimentos protetores adequados.

8.6 FRAGILIZAÇÃO

8.6.1 GrafitizaçãoEssa fragilização se processa no aço-carbono quandoexposto prolongadamente a temperaturas acima de425?C, onde ocorre a decomposição do Fe 3C e aprecipitação do carbono, tornando a microestrutura frágil.

aço carbono após sobreaquecimento emlongo período de serviço.

A grafitização ocorre com freqüência na ZAC (zona afetadapelo calor) das soldas, em geral após cerca de 40.000horas do equipamento em serviço

8.6.2 Ataque pelo Hidrogênio à Alta Temperatura

O ataque pelo hidrogênio em temperaturas elevadasgeralmente conduz à formação de películas frágeis sobrea superfície do metal corroído. Nesse caso, o hidrogênioé um forte redutor, podendo, por exemplo, causardescarbonetação de aços ou trincamento intergranularem ligas de cobre.

No primeiro exemplo, teríamos a seguinte reação:

Fe3C + 2H2 ? 3Fe + CH4,

onde o metano formado não se difunde e acaba exercendoelevadas pressões com conseqüentes fraturas.

No segundo, teríamos:

4Cu + O2 ? 2Cu2OCu2O + H2 ? 2Cu + H2O,

onde o vapor d’água se forma ao longo dos contornos degrão da microestrutura.

O ataque pelo hidrogênio à alta temperatura pode sermitigado com a adição de elementos de ligaestabilizadores de carbonetos tais como Cr e Mo.

8.6.3 Fragilização pelo Hidrogênio

Podem-se distinguir duas grandes classes de fragilizaçãodos metais pelo hidrogênio, denominadas irreversível ereversível.

Na fragilização irreversível, a eliminação do hidrogênio nãorestaura as propriedades mecânicas, uma vez que ohidrogênio tenha danificado o material.

Os metais que possuem fases não-metálicas dispersas eque são atacados pelo hidrogênio a altas temperaturassão os mais susceptíveis a esse fenômeno. O hidrogênioreage com a fase não-metálica, gerando produtos gasososque surgem em altas pressões, capazes de expandir oslocais das inclusões ou migrar e se concentrarem empontos onde houver defeitos na rede cristalina.

Os efeitos de tais descontinuidades são mais críticos emaços de alta resistência e baixa ductilidade, pois em taismateriais as tensões por deformação plástica ao redordos vazios e trincas não podem ser absorvidas, causandomicrofissuras que levam à falha do material.

A fragilização reversível requer a ação simultânea detensões e de hidrogênio. A eliminação do hidrogênio antesque seja aplicada a tensão restaura a ductilidade domaterial.

Muitas vezes as tensões residuais de conformação sãosuficientes para desencadear o fenômeno. Os principaismecanismos que se supõem ativos são a propagação dastrincas devido a uma possível influência do hidrogênio natensão superficial do metal e a interferência do hidrogêniosobre a movimentação das discordâncias, dificultando adeformação plástica, levando o material à fratura frágil.

8.6.4 Empolamento pelo Hidrogênio

O empolamento induzido pelo hidrogênio prevalece emligas de baixa resistência e é observado em metais queforam expostos a ambientes contendo sulfeto dehidrogênio ou sofreram decapagem ácida. O hidrogênioatômico gerado durante a decapagem é absorvido nasuperfície e se difunde para o interior do metal, podendose combinar como hidrogênio molecular em inclusõeslaminadas ou vazios internos. Essa transformação éacompanhada por uma



grande expansão, a qual gera enormes pressões capazesde produzirem trincas internas.

Caso as trincas estejam bem abaixo da superfície,observa-se usualmente a formação de bolhas, comumenteconhecidas como empolamento pelo hidrogênio.

Em refinarias, o empolamento pelo hidrogênio tem sidoencontrado freqüentemente em vasos que manejamhidrocarbonetos leves ácidos e em unidades de alquilaçãoonde ácido fluorídrico é usado como catalisador. Em vasosde armazenamento, esse dano se encontra no fundo ouno espaço vapor onde a água se faz presente.

Figura 35: Empolamento pelo hidrogênio.

8.6.5 Fragilização Reversível pela Têmpera eRevenido

A fragilização reversível pela têmpera seguida pelorevenido pode surgir como resultado do aquecimento até400-600°C, independentemente da velocidade deresfriamento, ou como resultado do revenido comtemperaturas acima de 600°C e posterior resfriamentolento no intervalo 600-450°C.

A fratura é intergranular e o mecanismo básico associadoa tal fenômeno inclui a decomposição da austenita, retidana têmpera, em cementita quando revenida. Essaspelículas de cementita se formam entre as plaquetas defase a e possibilitam a nucleação e desenvolvimento detrincas intergranulares. A segregação de impurezas, taiscomo Sb, P, Sn e As, nos contornos dos grãos grandesde austenita prévia agravam o problema. Por suposição,essas impurezas diminuiriam a energia de formação detrinca intergranular. Se o aço, fragilizado como resultadodo revenido por alguma das formas estabelecidas acimafor novamente aquecido a temperatura superior a 600°Ce resfriado rapidamente, a tenacidade ao impacto érestabelecida. Se, após esse tratamento, o aço permanecenovamente no intervalo perigoso de temperaturas derevenido, se repete a fragilização.

8.6.6 Fragilização Irreversível pela Têmpera eRevenido

A fragilização irreversível ao revenido é comum a todos os

aços, tanto aos ligados quanto aos aços ao carbono, massurge mais nitidamente em aços de baixa liga. Ela ocorrequando o aço é submetido a aquecimento na faixa entre250-400°C após têmpera. A fratura é intragranular ouintergranular, dependendo da pureza do aço, sendointergranular para os aços de pureza industrial.

Se o aço fragilizado que foi revenido a 250-400°C forconduzido a temperaturas mais elevadas para sertransformado para o estado tenaz, a repetição do revenidonesse mesmo intervalo de temperatura não retorna o açoao estado frágil.

8.6.7 Fragilização pela Fase Sigma

A fase s (sigma) e um composto intermetálico rica em Cr,de composição complexa, a qual apresenta elevada durezae fragilidade. Ocorre quando o material é submetido atemperaturas entre 560 e 980°C durante longos períodos.

A adição de carbono diminui a formação da fase sigma,pois forma carbonetos de cromo, diminuindo a quantidadede cromo na solução sólida. Por outro lado, o grau dedeformação acelera a formação de fase sigma, caso sejasuficiente para produzir recristalização na temperatura deserviço.

Figura 36: Fase sigma em aço inoxidável 310submetido à elevadas temperaturas.

Grãos grosseiros obtidos por recozimento em altastemperaturas também retardam a formação de fase sigma.

A identificação da fase s pode ser feita através demetalografia com um reagente a base de ferrocianeto depotássio [K3Fe(CN)6] e hidróxido de potássio (KOH). Oensaio de dureza também confirma a existência de fasesigma quando o resultado for acima de 250 HB. Por último,um outro indício de presença de fase sigma é a perda demagnetismo da liga.

8.6.8 Fragilização a 475ºC

A fragilização a 475ºC é uma redução na tenacidade deaços inoxidáveis ferríticos com teor de cromo superior a13% após a exposição a temperaturas entre 370 e 540ºC.Ocorre a precipitação de uma fase intermetálica de fósforoe cromo à elevadas temperaturas. Como em muitos outrosmecanismos de queda de tenacidade, é nas paradas deplantas, onde as temperaturas são inferiores, que residea maioria dos danos falhas devido à fragilização.

Aços com teores acima de 27% de cromo são os mais



afetados. Aços inoxidáveis martensíticos tais como tipo410 são considerados imunes.

A constatação da fragilização a 475ºC pode ser reveladaatravés de um simples teste de dureza, sendo positivaquando a dureza for alta. A fragilização é reversível atravésde tratamento térmico na faixa entre 760 e 815ºC para adissolução de precipitados, seguido de um resfriamentorápido.

8.7 DANOS MECÂNICOS

8.7.1 Fluência

A fluência ocorre quando um componente é submetido auma tensão de tração por um longo período, ou a altastemperaturas, ou uma combinação dos dois, podendolevar à falha de uma estrutura. A deformação épermanente, lenta e progressiva.

A resistência à fluência pode ser melhorada pelo aumentono tamanho de grão, pela adição de elementos de liga,tais como o molibdênio. Vale dizer que os materiais decristalização cúbica de face centrada possuem menorresistência à fluência do que os materiais cúbicos de corpocentrado.

Como o aço carbono é o material mais usado na fabricaçãode vasos de pressão, recomenda-se que se usem açosacalmados ao silício de grãos grosseiros para serviçosacima de 400°C.

8.7.2 Fadiga

A fadiga metálica é um fenômeno causado pela aplicaçãode tensões cíclicas devido à variações de cargas ou àvibrações mecânicas.

Uma falha por fadiga é geralmente repentina, sem avisoprévio. A superfície da fratura tem uma aparência frágilsem deformação plástica na seção fraturada. A fadiga podeser facilmente reconhecida pela sua aparência, a qualmostra uma região suave, devido à ação de fricção dapropagação da trinca e uma região áspera, onde ocomponente falhou de maneira dúctil quando a seção nãoera mais capaz de sustentar a tensão da carga real.Também é possível se reconhecer o local de iniciação datrinca, onde as deformações são mais acentuadas.

A ocorrência da fadiga depende de muitas variáveis, taiscomo freqüência de variação de tensões, razão detensões, acabamento superficial, seqüência de aplicaçãode cargas, entre outras.

A maneira mais eficaz de atuar para prevenir o dano àfadiga irá depender do cenário de carregamento doequipamento, uma vez que se podem configurar duassituações bem distintas que são a fadiga de baixo ciclo ea fadiga de alto ciclo. Para cada um desses fenômenoshá uma maneira eficaz para diminuir ou mesmo extinguira susceptibilidade de fratura devido à fadiga.

Na fadiga de alto ciclo, prevalece a propagação da trinca.

Dessa forma, para estender a vida do equipamento éaconselhável que se tenha uma resistência à tenacidadealta. Apesar disso, a forma mais eficaz de contornar oproblema é desenvolver técnicas de ensaios não-destrutivos que detectem trincas cada vez menores, umavez que o tamanho inicial da trinca é o fator que maisinfluencia na vida à fadiga de alto ciclo de um componente.

Figura 37: Superfície de fratura por fadiga embarra conectora de um compressor. Nota-se o

início da trinca à esquerda da foto.

No caso de fadiga de baixo ciclo, como as tensões sãoaltas, uma vez iniciada a trinca não resta muito tempopara que ocorra a falha final. Dessa forma, a maneira maiscorreta de se prevenir ou estender a vida à fadiga é atravésde um acabamento superficial de alta qualidade, já queas trincas geralmente se iniciam na superfície doscomponentes mecânicos.

Vale dizer que para ambos os tipos de fadiga, o projetomecânico do equipamento é fundamental para estendera vida à fadiga, desde que se diminuam bruscas variaçõesde seção, as quais formam concentradores de tensão,onde as trincas nucleiam preferencialmente.

A fadiga em vasos de pressão, particularmente falando,ocorre em bocais próximos à tubulações sujeitas avibrações.

8.7.2.1 Fadiga Térmica

Os vasos de pressão que operam sob condições cíclicasde temperatura, podem apresentar trincas que se originamna superfície metálica e progridem à medida que os ciclosde temperatura se repetem. Neste caso, metais dediferentes coeficientes de dilatação, quando unidos porsolda, estão sujeitos a trincas por fadiga térmica.

Em alguns vasos, a existência de anéis de reforço ou desuporte de isolamento e de refratários pode ocasionargradientes de temperatura entre os componentes,provocando a fadiga térmica.



8.8 ENVELHECIMENTO POR DEFORMAÇÃO

Envelhecimento por deformação é um tipo decomportamento, usualmente associado com o fenômenode limite de escoamento, no qual a resistência de ummetal é aumentada e a ductilidade é diminuída a umatemperatura relativamente baixa após trabalho à frio. Essecomportamento pode ser ilustrado na figura abaixo:

Figura 38: Curva tensão x deformação paraaço de baixo carbono mostrandoenvelhecimento por deformação.

O reaparecimento do ponto de limite de escoamento,representado na figura pelo ponto Y, é devido à difusãode átomos de carbono e de nitrogênio em direção àsdiscordâncias durante o período de envelhecimento ondeformam novas atmosferas de átomos intersticiais,ancorando as discordâncias. Esse período pode ser devários dias para temperatura ambiente ou de horas parao caso de envelhecimento a aproximadamente 130ºC.

A fim de controlar o fenômeno, é desejável abaixar aquantidade de carbono e nitrogênio em solução pelaadição de elementos estabilizadores de carbonetos enitretos.

8.9 FALHAS DE FABRICAÇÃO

Os materiais usados na fabricação dos vasos de pressãopodem conter descontinuidades no seu interiordecorrentes da fabricação de lingotes, como por exemplo,dupla laminação, vazios, ou inclusões não-metálicas, asquais podem ter passado despercebidas por ocasião dainspeção de fabricação.

Outras causas usuais de falhas de fabricação ocorrem naunião dos componentes do vaso de pressão por soldagem,gerando descontinuidades tais como falta de fusão, faltade penetração, mordedura, trincas de fusão, inclusão deescória, porosidade, etc.

18.10 INVESTIGAÇÃO E ANÁLISE DE FALHAS.Visitar o local de ocorrência da falha dentro do menortempo possível, em função de obtenção de dados einformações.

Obter do operador, ou preferível independentemente, demais de um operador :

? Natureza e cronograma dos eventos queconstituíram a falha.

? Comportamento não usual (pressão, concentração,temperatura, fluxo, movimento, vibração, ruído,produção) predominante até a falha.

? Qualquer variação significativa do comportamentoanterior da planta, do sistema ou dosequipamentos, durante o tempo de vida doequipamento em questão. Quaisquer paradas,manutenções ou reparos significativos. Quaisquerdiferenças significativas entre os parâmetros deprojeto e operacionais.

? Período de operação (hibernação, operação,tempos de parada).

8.10.1 Parâmetros Característicos do Item

Obtenção de desenhos e fluxogramas, também umhistórico de fabricação e especificações aplicáveis, sedisponíveis, ao item que falhou.

Averiguar quaisquer desvios de projeto ocorridos durantea fabricação, inspeção e comissionamento.

Averiguar o número de itens similares, existentes emoutras plantas, tempos de vida atingidos, e quaisquervariações significativas nas condições e performances deoperação.

Averiguar projeto e tempo de vida (se diferentes).

0.10..2 Técnicas de amostragem e Investigação8.10.2.1 Amostragem na análise de falhas

A requisição de amostragem, que é a extração de umpedaço de material para exame e teste em laboratório,resulta em uma etapa posterior, na maioria

das investigações. É essencial registrar a posição eorientação de uma amostra antes de cortar ou removerqualquer material. Este registro pode ser feito por escrito,acrescentado por desenhos ou alternativamente, porfotografias das partes relevantes, de forma a prover umregistro da falha e a sua relação com outras partes daestrutura ou componentes. Toda amostra deve sermarcada de forma indelével no momento imediato ao corte,e o seu número registrado. Deve ser tomado cuidado comidentif icações por punção, devido às tensões edeformações introduzidas.

Um cuidado deve ser tomado, peças contendo fraturasnão dever ser colocadas “juntas” . Esta prática tende adistorcer as faces da fratura e pode destruir importantesconfigurações ou evidências.

Amostras são requisitadas para diferentes propositos, taiscomo exame metalográfico; análise química;determinações de propriedades mecânicas.

8.10.2.3 Metalografia

O primeiro estágio é a inspeção cuidadosa da falha, de



forma a escolher as áreas de interesse especial.

8.10.2.3 Trincas

Quando a face da fratura é visível, se, por exemplo, ocomponente fraturou em diversos pedaços, é, muitasvezes, possível, localizar a provável origem da trinca. Sea falha não progrediu até este ponto, é desejável selecionaruma amostra de forma que a trinca possa ser aberta e asuperfície fraturada examinada. Deve ser tomado cuidadopara evitar danos ou contaminações nas faces da fratura,mesmo que isto seja provável ocorrer, em algumaextensão, durante a falha. Embora a origem da trinca sejauma área de interesse óbvio, a área adjacente eimediatamente na frente da extremidade de uma trincaem crescimento, é, muitas vezes, de grande valor em umapesquisa.

8.10.2.4 Geral

Na seleção de áreas para exame, é frequente que a áreamais atacada não seja a que contém o maior número deinformações. Por exemplo, uma área altamente corroídapode ter tido detelhes da microestrutura obscurecidos oumesmo removidos, enquanto que, em regiões menosatacadas os detalhes podem estar ainda aparentes. Umavez que se tenha decidido pela coleta de amostras,devemos ter cuidado na extração das mesmas. O objetivodeve ser evitar alterar a microestrutura ou a superfície,tanto quanto possível, durante a operação de coleta.

Provavelmente, o método mais fácil de remoção é pelocorte usando maquinas ferramenta, serra

manual, serra copo, dependendo da espessura do ma-terial. Normalmente não se utiliza lubrificante, uma vezque a ação de corte deve ser suave para evitar o supera-quecimento da amostra, e se for tomado cuidado paraevitar tensões no material, a amostra será obtida semdanos e sem contaminações. Os primeiros pedaços re-movidos de um componente, são muitas vezes, compa-rativamente grandes e requerem cortes detalhados pos-teriores.

Amostras de materiais duros podem ter necessidade deserem removidos por corte usando discos abrasivos.Neste caso, normalmente, é requerida lubrificação paraevitar o aumento de temperatura da amostra. A contami-nação pelo lubrificante não pode, portanto, ser evitada.

Materiais frágeis podem ser coletados por meio de fratu-ras em pedaços.

Em alguns casos, talvez pelo grande tamanho da peçado material em investigação, pode ser necessário remo-ver amostras por meio de corte com chama. O calor pro-duzido por este processo altera muito a estrutura e pro-priedades do material naquele local. Portanto cortes comchama devem ser feitos longe o bastante das áreas deinteresse, para assegurar que o pedaço para exame nãoatinja uma temperatura que afete a estrutura e proprie-

dades do material a ser examinado.

8.10.2.5 Análise Química

Para análise química das ligas é preferível ter a amostrade uma forma razoavelmente fina para facilitar a dissolu-ção. A perfuração com broca é uma operação fácil derealizar e formece ao analista um material na forma ade-quada. A principal preocupação é produzir uma amostranão contaminada, e superfícies de componentes envolvi-dos em uma falha, são frequentemente contaminadas dealguma forma. Ou a superfície deve ser limpa, ou os ca-vacos da superfície devem ser descartados.

Limalhas são outra fonte de materiais para análise, maseste é provavelmente um método mais trabalhoso do quea perfuração. Pequenas limalhas de corte com serra po-dem ser adequadas e podem ser as únicas amostraspossíveis em uma específica falha.

A posição da qual é tirada a amostra, usualmente não écrítica

8.10.2.6 Determinação das Propriedades Mecâni-cas

Na seleção de amostras, para corpos de prova paraensaios de tração, é vantajoso fazer o corpo de prova tãogrande quanto possível, consistente com a máquina deteste, e o mais próximo da zona de interesse. Deve sertomado cuidado especial na identificação da posição edireção das quais as amostras foram coletadas. Evitar asmudanças de propriedades devido ao aumento detemperatura provocado pelo corte e usinagem.

Estas observações são aplicáveis a outros tipos deamostras tais como as usadas para fadiga, impacto,resiliência e outros. Muitas dessas propriedades, domaterial de base a granel, são requisitadas, e a sua formae tamanho definirão o tipo de corpo de prova utilizado.

Pode ser necessária a realização de ensaios de durezaem componentes com preparação de superfície bruta. Seas amostras forem cortadas, os cuidados usuais seaplicam.

Muitas vezes, uma amostra pode ser utilizada paradiferentes propósitos. Por exemplo, a ponta de um corpode prova de tração poderia ser usada para teste de dureza,exame metalográfico e análise química. É boa práticareservar parte da superfície fraturada para revisão posteriorou para uso de um laboratório árbitro.

8.10.2.7 Limpeza de Amostras para Exame

As amostras removidas para exame, são muitas vezes,contaminadas ou cobertas com produtos de corrosão,fluidos de processo, fluidos de corte e outros. No estágioinicial, deve ser feita uma avaliação da necessidade delimpeza da amostra e da preservação das informaçõesessenciais. Por exemplo, informações valiosas sãoperdidas quando se altera a superfície ou remove os



depósitos para “limpar” a amostra para investigação. Osprodutos de corrosão poderiam ser mantidos intactos atéo exame completo e os registros terem sido feitos. Deoutra forma, muitas informações valiosas sobre a superfícieda falha podem ser perdidas, devido a contaminação, oupor corrosão após a falha, e tais danos devem ser evitados,quando possíveis na prática.

Algumas vezes é possível remover os produtos decorrosão e oxidação, das faces da fratura por “colagem”.Esta técnica consiste na aplicação de uma lamina deacetato, amolecida em acetona, sobre a superfície,permitindo que ela seque totalmente e , então, sendoremovida. Os produtos de corrosão, etc. aderem ao filmee podem ser preservados para exame. Somente em casosextremos as superfícies seriam limpas quimicamente eseriam tomadas providências para limitar o ataque químicoao substrato. Em todos os casos é recomendavel que alimpeza seja limitada, a principio, às sub amostras.Ondea limpeza química for necessária, um material de limpezaseria utilizado de forma a promover a limpeza da peçasem atacar o material base, sempre que possível.

8.11 CAUSAS DESCONHECIDAS DE DETERIORAÇÃO

Como a corrosão e as diversas ciências que abrangem oestudo de análises de falhas têm suas bases científicasbem definidas, deve-se inicialmente a qualquer diagnósticode mecanismo de deterioração esclarecer os mecanismosbásicos do dano em questão.

É comum que o inspetor se depare com mecanismos dedeterioração não detectados ainda por ele, seja porque asua unidade de processo modificou os parâmetrosoperacionais, ou mesmo porque tenha ocorrido eventosinesperados na operação da unidade.

Nesses casos, aconselha-se que o inspetor nãodiagnostique precipitadamente uma falha como tendo umacausa desconhecida de deterioração, pois há uma grandechance de que se esteja diante de um mecanismo jádocumentado, mesmo que seja raro. É necessário que oinspetor se aplique na pesquisa bibliográfica e recolha aopinião técnica de outros inspetores para determinar deforma fundamentada a real causa de deterioração doequipamento em questão.

Não se afirma aqui que não existam mais fenômenosfísicos, químicos, metalúrgicos ou mecânicos dedegradação de materiais e equipamentos a seremdescobertos, uma vez que se entende a ciência comodesbravadora de novos campos sempre que se encontraalgo inusitado. Apenas notamos que o avanço da mesmaocorre de forma gradual e que não se depara com novasdescobertas diariamente em termos de inspeção deequipamentos. A nossa preocupação vai no sentido deembasar o inspetor de equipamentos para que este sesinta seguro quando executar um estudo de falhas e nãocaia em descrédito ao afirmar constantemente queencontrou algo novo simplesmente porque ignorava ofenômeno deparado.

A seguir apresentamos um roteiro que julgamos bastanteabrangente e que, se não for completo, pelo menosapresenta um procedimento para estudo de análise defalhas que julgamos útil para o inspetor:

? 1º passo: determinar o material em análise quantoà:o composição química;o presença de impurezas;o processo de fabricação; eo tratamentos térmicos e mecânicos.

? 2º passo: discriminar o meio quanto à:o composição química de fluidos;o temperatura;o pressão parcial das fases presentes;o pH; eo existência de sólidos em suspensão.

? 3º passo: levantar as condições operacionais:o histórico de variações de pressão;o histórico de variações de temperatura;o condições de imersão no meio; eo movimento relativo entre material e meio.

? 4º passo: análise das evidências da falha:o medição de propriedades mecânicas do

material degradado, tais como dureza,tenacidade ao impacto, resistência à tração,etc.;

o análise química de resíduos de corrosão;o análise metalográfica da região de falha;o existência de trincas; eo medição de tensões residuais no material.

? 5º passo: análise das informaçõeso levantar bibliografia e efetuar pesquisa de

falhas com características semelhantes;o levantar possíveis mecanismos de

deterioração;o efetuar testes e exames adicionais para excluir

as hipóteses do item anterior e encontrar omecanismo que conduziu à falha; e

? coletar opinião de outro especialista para confirmara conclusão da investigação (opcional).

Caso não se atribua à falha nenhum mecanismoconhecido de fato, recomenda-se que se publique aocorrência em anais e congressos para difundir oconhecimento relativo à inspeção de equipamentos emanutenção da integridade de modo a aumentar asegurança e evitar possíveis acidentes na indústria emgeral.

9 REPAROS E CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃOVasos de pressão em uso podem apresentar anecessidade de reparos ou alterações.

Para manter as características originais de performancee de segurança, recomenda-se que estas intervençõessejam realizadas de acordo com critérios e procedimentos,estabelecidos com base em Normas e Códigosreconhecidos e aceitos pela comunidade



9.1 CÓDIGOS E PADRÕES DE CONSTRUÇÃO

Quando o vaso de pressão for construído de acordo comum Código ou Norma, os reparos ou alterações serãorealizados conforme a seção e edição aplicável.

Quando o vaso não for construído de acordo com umCódigo ou Norma definido, os reparos e alterações serãorealizados, os mais próximos possíveis, de critériosestabelecidos por Código ou Norma aceitável.

9.2 MATERIAIS

Os materiais utilizados em reparos ou alterações, serãoconforme os requisitos do Código original.

9.3 PARTES DE REPOSIÇÃO

As partes de reposição que estarão sujeitas à pressãointerna ou externa, consistindo de materiais novosfabricados por fundição, forjamento, extrusão e outrosprocessos que não utilizem solda, serão consideradoscomo material. Estas partes receberão identificação dofabricante, de forma que seja possível rastrear ascaracterísticas originais. Citamos como exemplos tuboscom ou sem costura, bocais forjados, calotas, espelhos.

As partes de reposição que estarão sujeitas à pressãointerna ou externa, e que sejam pré-montadas por ligaçõessoldadas, terão as soldas executadas de acordo com oCódigo original de construção. O Fornecedor ou fabricantecertificará que o material e a fabricação estão de acordocom o Código original de construção.

As partes de reposição que estarão sujeitas a pressãointerna ou externa, e que sejam pré-montadas oufabricadas por ligações soldadas que requeiram inspeçãode fabricação, serão inspecionadas e identificadas.

9.4 SOLDAGEM

As soldagens serão executadas de acordo com osrequisitos do Código original de construção utilizado parao item.

9..4.1 Especificação do Procedimento deSoldagem

As soldas serão realizadas de acordo com Especificaçãodo Procedimento de Soldagem qualificada de acordo como Código original de construção ou, se isto não forpossível, por Código reconhecido e aceito pelacomunidade.

9..4.2 Qualificação e identificação do Soldador

Soldadores ou operadores de soldagens serãoidentificados e qualificados para o procedimento desoldagem utilizado. Os soldadores marcarão as soldaspor meio de sinetes ou serão identificados no relatório deregistro de soldagem.

9.5 ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS

Os reparos e alterações serão inspecionados, testados eensaiados, utilizando os métodos recomendados deacordo com as necessidades e especificações de projeto.Ensaios cujos resultados sejam utilizados para os cálculosde avaliação da integridade do equipamento, serãoexecutados por inspetores qualificados e certificados peloSNQC.

9.6 TESTE HIDROSTÁTICO

O teste hidrostático, conforme citado no item 7.11.2, temsido indicado, pelos códigos de projeto, com a finalidadede verificação da resistência e integridade estrutural doequipamento, no momento da fabricação. A aplicaçãosistemática deste teste, durante a fase operacional e apósintervenções normais de manutenção, pode, em algunscasos, introduzir ou agravar danos existentes, conhecidosou não.

Ao ser realizado um reparo, recomenda-se que a execuçãodeste ensaio seja avaliada por um profissional habilitado,considerando as características dos danos apresentadose dos reparos em questão.

9.7 MÉTODOS AVANÇADOS DE ANÁLISE E ADEQUAÇÃO AO

USO – CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO

Os equipamentos podem apresentar danos tais comotrincas, perdas de espessura localizadas, deformaçõesou outros, durante o período operacional.

Existem técnicas ou métodos de cálculo avançados, coma finalidade de definir sobre a necessidade de reparos oualterações, bem como freqüências e métodos deinspeções para monitoração dos danos.

Nestes casos, os critérios de aceitação diferem daquelesutilizados pelos Códigos de fabricação, podendo ser maisflexíveis e admitir a existência de danos sob condições decontrole.

10 FREQÜÊNCIA E PROGRAMAÇÃO DEINSPEÇÃODe uma forma geral, os vasos de pressão têm vida útilprevista, estabelecida durante a fase de projeto. Esteperíodo de tempo é determinado pelas condições deoperação e pela taxa de corrosão ou deterioração,estimada para aquelas condições.

Quando o vaso de pressão está em sua fase operacional,as condições de operação admissíveis, e o tempo duranteo qual ele irá operar antes da próxima inspeção, sãobaseadas nas condições físicas do vaso, conformedeterminado pelo inspetor de equipamentos.

Existem diversos fatores que afetam a vida útil dosequipamentos e que podem ser encontrados no Item 5-Causas Específicas de Deterioração e Avarias desta Guia.



10.1 INTERVALOS DE INSPEÇÃO

Para o estabelecimento de intervalos entre inspeções, oresponsável pela inspeção deve considerar, dentre outrosaspectos, as taxas de deterioração apresentadas peloequipamento. Devem ser respeitados os limitesestabelecidos pela legislação vigente.

Observa-se que, quando o equipamento opera emcondições cujas taxas de deterioração sejam maiores, acritério do inspetor, os prazos das inspeções podem sermenores do que os limites estabelecidos pela legislação.

Para equipamentos não sujeitos a legislação, citamos umcritério que pode ser seguido, como orientação genérica:“O período máximo entre inspeções internas ou umaavaliação completa do vaso de pressão, não seria maiordo que a metade da vida útil remanescente estimada parao vaso, ou dez anos, o que for menor”.

2.1.1 Cálculo da Vida Remanescente

Onde a taxa de corrosão controlar a vida do vaso, a vidaremanescente será calculada pela fórmula:

Vida Rem. (anos)= (EMED- EREQ)?/ TCORR

onde:

? EAT = espessura medida no momento da inspeção,na seção utilizada para a determinação de EREQ

? EREQ = espessura mínima admissível na seção ouzona em análise no vaso de pressão.

? TCORR = Taxa de corrosão mm/ano ou milésimos depolegada/ano de metal removido como resultadoda corrosão.

A espessura requerida pode ser a maior das seguintes:

A espessura calculada, requerida para a pressão de ajustede abertura do dispositivo de alívio de pressão excluindoa sobre espessura de corrosão,

A espessura mínima permitida pelo código de construçãooriginal do equipamento.

Para vasos novos ou para os que trocarem de condiçõesde operação, um dos seguintes métodos podem serutilizados para a determinação da taxa de corrosãoestimada:

A taxa de corrosão é estabelecida através de dadoscoletados pelo proprietário, ou por usuários de vasos depressão nas mesmas condições de operação ou similares,disponíveis em literatura especializada.

Se os dados para as mesmas condições de operação ousimilares não estiverem disponíveis, a taxa de corrosãopode ser estimada através da experiência e conhecimentodo inspetor.

Se a taxa provável de corrosão não puder ser estabelecidapelos métodos anteriores, podem ser coletados valores

de medições de espessuras após aproximadamente 1000horas de operação. Outras medições subseqüentes serãorealizadas, a intervalos similares, até que seja possívelestabelecer a taxa de corrosão.

10.2 FERRAMENTAS AUXILIARES

Existem métodos ou sistemas de cálculo que podem serutilizados como orientação para o estabelecimento defreqüências e programação de inspeções:

10.2.1 Cálculos Avançados para “Adequação aoUso”.

“Adequação ao Uso” é um conjunto de avaliações deengenharia, realizadas para demonstrar a integridadeestrutural de um componente de vaso de pressão emserviço, que contenha uma falha ou dano. Esteprocedimento de cálculo abrange a integridade docomponente perante um estado atual de dano e a vidaremanescente projetada. Se o resultado da avaliaçãoindica que o equipamento está adequado para as atuaiscondições de operação, este equipamento pode continuara operar nestas condições, acompanhado de um programaadequado de monitoração e inspeção.

De modo geral, os tipos de danos avaliados são: fraturafrágil; perda de espessura generalizada; perda deespessura localizada; corrosão por pites; empolamento elaminação; desalinhamentos e deformações; trincas;operação em alta temperatura e fluência; danos porincêndio.

10.2.2 Inspeção Baseada em Risco

A Inspeção Baseada em Risco é um método que utiliza orisco como base para a priorização e gerenciamento dosesforços de um programa de inspeção.

Em uma planta em operação, em geral, um percentualrelativamente grande do risco está relacionado com umpercentual pequeno de itens de equipamentos.

A Inspeção Baseada em Risco dirige os recursos deinspeção e manutenção de modo a prover, um maior nívelde cobertura aos itens de maior risco, e uma atençãoadequada aos de menor risco.

O método define o risco de equipamentos em operaçãocomo a combinação de dois termos separados: aprobabilidade de ocorrência da falha e a conseqüênciada falha.

A análise da probabilidade é baseada em um banco dedados de freqüência de falhas genérico, por tipo deequipamento, os quais são modificados por fatores querefletem a diferença entre o genérico e o item particularem análise.

A análise da conseqüência da liberação do fluido écalculada pela estimativa da quantidade liberada; pelaprevisão da forma como o fluido atinge o meio ambiente



e pela aplicação de modelos que permitem a estimativada conseqüência.

O resultado da análise é posicionado em uma matriz cincopor cinco que classifica o equipamento em níveis que vãode baixo risco a alto risco.

11 REGISTROS DE INSPEÇÃOA última etapa da inspeção de um vaso de pressão é oregistro e a documentação adequadamente detalhada detudo o que foi visto, executado, ensaiado e recomendadodurante a inspeção. Os registros da inspeção são peçasfundamentais para as avaliações subseqüentes dadegradação dos equipamentos e também como futurasreferências. Funcionam como documentos integrantes dohistórico operacional, e por isso devem ser organizados emantidos por toda a vida útil dos equipamentos.

Toda a atividade de inspeção deve ser registrada de formaclara e completa, usualmente em forma de Relatório deInspeção, detalhando adequadamente o escopo dainspeção, sua abrangência, as técnicas e equipamentosutilizados, além de incluir a identificação clara do(s)responsável(eis) pelas atividades realizadas, além deoutras informações complementares.

Deve ser registrado de forma clara o período de execuçãoda inspeção, e em especial a data de sua conclusão, afim de se evitar confusão entre as datas de realização dainspeção e de emissão do relatório respectivo.

No registro do escopo da inspeção deve-se detalhar qualequipamento foi submetido à inspeção (TAG, número desérie ou outro identificador único), qual ou quais as regiõesforam efetivamente inspecionadas, o estado da superfíciedurante o serviço, e a razão que levou a inspeção a serexecutada.

Para os vasos de pressão categorizados pela NR-13, anorma define no subitem 13.10.7 o conteúdo mínimo parao Relatório de Inspeção. Além disso, a inspeção deve seranotada, pelo Profissional Habilitado, no Registro deSegurança do equipamento, conforme descrito no subitem13.6.5 da norma.

Nos Relatórios de Inspeção, devem estar registrados:

? a identificação do vaso de pressão;? a categoria (para vasos categorizados pela NR-13);? a identificação e classe do fluido principal de

processo (para vasos categorizados pela NR-13);? a identificação e condição física encontrada dos

dispositivos de segurança para alívio de sobrepressões;

? o tipo da inspeção executada;? todas as observações da inspeção visual;? os ensaios e testes executados;? as intervenções de manutenção;? os cálculos da PMTA e da vida remanescente, se

executados;

? as recomendações decorrentes da inspeção;? a identificação, assinatura e registro profissional

dos executantes da inspeção.11.1 ESCOPO / ABRANGÊNCIA

Os Relatórios de Inspeção, mesmo na parte descritiva,devem ser claros e objetivos, devendo-se evitar o uso depalavras e expressões que possam dar margem ainterpretações duvidosas. Deve ser registrado tudo o quese observou em cada parte do equipamento.

A ilustração, por meio de fotos, desenhos ou croquis, éimportante para facilitar o entendimento de quem tenhaque analisar o documento e tomar as decisõesnecessárias, devendo ser incluído sempre que julgadonecessário para o completo entendimento e interpretaçãodas informações ali contidas.

Quando houver a detecção de deterioração ou avaria, érecomendável a investigação e identificação de sua causa.Esta investigação porém pode se estender além do temporazoável para elaboração do relatório, e mesmotranscender as responsabilidades do responsável pelainspeção. Neste caso, a(s) causa(s) devem ser indicadascomo “prováveis” ou “suspeitas”.

Os dados do equipamento devem ser incluídos, bem comoas referências consultadas para a inspeção, tanto de fontesinternas (desenhos, folhas de dados), como de fontesexternas (normas, padrões da industria). Se houveralguma guia ou procedimento que seja utilizado comoorientador específico daquele serviço de inspeção, estedeverá ser claramente indicado.

Se nenhum outro desenho for ser juntado ao registro dainspeção, deve-se incorporar ao menos um diagramaesquemático, onde possa ser claramente indicado asregiões inspecionadas e sua abrangência.

Por se tratar de documento de cunho legal para os vasosde pressão categorizados pela NR-13, as unidades depressão e temperatura utilizadas nos relatórios deinspeção devem sempre obedecer ao SistemaInternacional, por ser este o adotado no Brasil. A mesmaprática deve ser adotada para os demais vasos de pressão

11.2 INDICAÇÕES / RESULTADOS

Deve ser registrado de forma clara todo o resultado dainspeção realizada, incluindo-se as indicaçõesobservadas, sua quantificação, localização precisa eavaliação preliminar. Quando não houver indicações, deve-se indicar claramente que não foi observada a existênciade indicações, com intuito de se registrar o estadoobservado do equipamento durante a inspeção semdubiedade ou incertezas.

Caso exista alguma indicação que a avaliação preliminarjulgue que comprometa a operação do equipamento, estainformação deve ser claramente ressaltada no relatório,bem como as providências tomadas (ou julgadas



necessárias) para garantir a integridade operacional doequipamento. Se, mesmo encontrada a situação nãoconforme, o inspetor julgar não haver necessidade de açãocorretiva, deve registrar e justificar tecnicamente essadecisão.

Nas conclusões do relatório, deve estar escrito de modoclaro, se o equipamento inspecionado está íntegro parafuncionar com segurança, por qual período e sob quaiscondições.

11.3 RESPONSÁVEL PELA INSPEÇÃO

O responsável pela execução da inspeção deverá datar eassinar o registro de inspeção, de maneira indelével epermanente.

11.4 INSTRUMENTOS UTILIZADOS

Deve ser claramente registrado qual/quais instrumentosforam utilizados durante a realização da inspeção(lanternas, lupas, calibres, etc). Se houver a utilização deinstrumentos que possuam controle de aferição e/oucalibração, deve-se citar, sempre que possível, o modelo,fabricante, número de série e data de aferição.

Havendo método ou procedimento especial para utilizaçãode instrumentos de auxílio à inspeção, este deverá sercitado, inclusive quanto ao número de controle de revisão.

11.5 SISTEMA DE ARQUIVAMENTO

A emissão e trâmite dos relatórios de inspeção geralmentepercorre caminhos distintos em diferentes organizações.Contudo, como documentos técnicos obrigatórios (paravasos categorizados pela NR-13), o órgão responsávelpelo armazenamento dos registros de inspeção de cadaorganização deve mantê-los organizados e disponíveispara consulta sempre que se fizer necessário, tanto parasetores internos como para organismos de fiscalização.

Tradicionalmente os registros de inspeção são mantidosem forma de arquivos, ordenados por equipamento, ondepodem ser consultados em ordem cronológica todas asintervenções e demais registros referentes àqueleequipamento. É importante que o sistema de arquivomantenha a completa integridade destes documentos etambém sua ordenação.

Os sistemas de arquivamento de documentos atuaispodem ser divididos em dois grupos: convencionais edigitais. Qualquer dos sistemas pode ser empregado,desde que contenha as características de confiabilidadee ordenação necessárias.

Estes sistemas devem sofrer auditorias periódicas paraverificação de sua funcionalidade e confiabilidade, bemcomo para confirmação de que seus atributos podem serconsiderados válidos como documentação oficial dosregistros da inspeção.

A existência de formulários padronizados poderá auxiliarde forma significativa os sistemas de registros de inspeção,

tanto para sistemas convencionais quanto para sistemasinformatizados. Estes formulários deverão conter todosos campos obrigatórios para preenchimento peloprofissional responsável pelos serviços, além de camposlivres para comentários, desenhos, croquis de localizaçãoe outras informações julgadas pertinentes e relevantespara o registro dos serviços de inspeção. Poderão existirquantos modelos forem julgados necessários para umadada instalação (por tipo de equipamento, por modelo)ou um formulário unificado, onde os serviços sejam clarae adequadamente registrados.

11.5.1 Sistemas Convencionais

Sistemas convencionais utilizam arquivos de papel,pastas, encadernações ou outras formas dearmazenamento dos documentos gerados e utilizados pelainspeção de equipamentos. Estes registros devem serarmazenados abrigados de agentes que possam destruí-los ou danificá-los (p.ex. cópias heliográficas tendem aesmaecer se expostas a luz; filmes radiográficos arranhamse submetidos à atrito). O método de armazenamentodeverá ser adequado ao tipo, quantidade e diversidadede registros a serem armazenados, bem como do volumee freqüência de manuseio.

Inspeção é a perfeita rastreabilidade entre as folhas quecompõem o corpo de cada relatório e destas para osanexos e vice-versa. Para tal, todas as folhas de cadarelatório devem ser numeradas, os anexos listados emcampo próprio e, em cada folha dos anexos, haverreferencia ao relatório base.

11.5.2 Sistemas Digitais (informatizados)

Atualmente existem vários tipos de programas decomputador destinados a armazenar as informaçõesrelativas as inspeções e seus registros. Estes sistemasprocuram facilitar as atividades de geração de relatóriosde inspeção e também buscam ordenar os dados deforma a possibilitar consultas ágeis e diversificadas. Épossível ter um sistema de registros de inspeçãototalmente informatizado, contanto que este sistemapossua os requisitos básicos mencionadosanteriormente.

Especialmente no que se refere à segurança dasinformações e também ao registro de execução(assinatura), estes sistemas devem estar apoiados emuma sólida base tecnológica, de forma a possuir cópiasde segurança adequadas, sistema de rastreamento dasinformações inseridas (com indicação indelével de quemfoi o responsável, quando da alteração do documento) eestar disponível para todos os envolvidos nas atividadescorrelacionadas à inspeção, que devem ter pleno acessopara consulta sempre que necessário.

Para armazenamento de dados a médio e longo prazos,recomenda-se cuidado com as tecnologias utilizadas,pois, tanto os componentes físicos (‘hardware’) como os



aplicativos (‘software’) se deterioram ou se tornamobsoletos em tempo relativamente curto. Nota-se que osdocumentos armazenados em papel ainda são os queapresentam maior duração em relação ao estado deconservação física.

(fim da página)

Índice das Figuras e Fotografias

ATENÇÃO: FALTAM OS CRÉDITO PARA FOTOS!

FIGURA 1: VASOS DE PRESSÃO: NOMENCLATURA – 1 DE 2

FIGURA 2 VASOS DE PRESSÃO: NOMENCLATURA – 1 DE 2

FIGURA 3: TIPOS DE VASO DE PRESSÃO

FIGURA 4: ACESSÓRIOS EXTERNOS DE VASOS DEPRESSÃO

FIGURA 5: PEÇAS INTERNAS DE VASOS DE PRESSÃO

FIGURA 6: SUPORTES PARA VASOS VERTICAIS

FIGURA 7: TIPOS DE TAMPOS PARA VASOS DE PRESSÃO

FIGURA 8: ABERTURAS E REFORÇOS EM ABERTURAS DE VASOS DE PRESSÕES

FIGURA 9: CORROSÃO SOB TENSÃO EM AÇO INOXIDÁVEL 310 POR CÁUSTICOS. (AUMENTO DE 100X)

FIGURA 10: CORROSÃO SOB TENSÃO POR CL- EM LIGA DE MONEL.

FIGURA 11: CORROSÃO SOB TENSÃO EM AÇO INOXIDÁVEL 310 POR ÁCIDO POLITIÔNICO . (AUMENTO DE 100X)

FIGURA 12: SOHIC EM AÇO CARBONO NA PRESENÇA DE HF.

FIGURA 13: TRINCA POR CORROSÃO SOB TENSÃO POR H2S EM SUPORTE DE AÇO INOXIDÁVEL.

FIGURA 14: CORROSÃO SOB FADIGA EM TUBO DE TROCADOR DE CALOR DE LATÃO ALMIRANTADO.

FIGURA 15: CORROSÃO SOB FADIGA EM JUNTA DE EXPANSÃO .

FIGURA 16: DETALHES CONSTRUTIVOS CAUSADORES DE EROSÃO POR CAVITAÇÃO.

FIGURA 17: CORROSÃO POR AERAÇÃO DIFERENCIAL EM COMPONENTE DE FLANGE, OCASIONADA POR JUNTA QUE POSSIBILITOU AEXISTÊNCIA DE FRESTA.

FIGURA 18: DEZINCIFICAÇÃO EM VÁLVULA DE LATÃO: ÁREA DEZINCIFICADA COM COLORAÇÃO AVERMELHADA E PELÍCULA DE COBRE .



FIGURA 19: DESALUMINIFICAÇÃO EM IMPELIDOR DE BRONZE, ALUMÍNIO E NÍQUEL

FIGURA 20: CORROSÃO-EROSÃO EM TUBULAÇÃO .

FIGURA 21: CORROSÃO GALVÂNICA (AÇO INOX E AÇO CARBONO).

FIGURA 22: FÓRMULA QUÍMICA GERAL DOS ÁCIDO NAFTÊNICOS. R REPRESENTA ANÉIS CICLOALIFÁTICOS FUNDIDOS.

FIGURA 23 GRAFITIZAÇÃO EM TUBO DE FORNO DE AÇO CARBONO APÓS SOBREAQUECIMENTO EM LONGO PERÍODO DE SERVIÇO.

FIGURA 24: EMPOLAMENTO PELO HIDROGÊNIO.

FIGURA 25: FASE SIGMA EM AÇO INOXIDÁVEL 310 SUBMETIDO À ELEVADAS TEMPERATURAS.

FIGURA 26: SUPERFÍCIE DE FRATURA POR FADIGA EM BARRA CONECTORA DE UM COMPRESSOR. NOTA-SE O INÍCIO DA TRINCA À ES-QUERDA DA FOTO.

FIGURA 27: TRINCAS DEVIDO A CICLAGEM TÉRMICA EM CAMADA DE SUBSTRATO DE DIELÉTRICO .ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.

FIGURA 28: CURVA TENSÃO X DEFORMAÇÃO PARA AÇO DE BAIXO CARBONO MOSTRANDO ENVELHECIMENTO POR DEFORMAÇÃO .

FIGURA 29: TRINCA DETECTADA POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS VIA SECA .

FIGURA 30: ESQUEMA DA ORIGEM DO CAMPO DE FUGA

FIGURA 31: TRINCA EM CORDÃO DE SOLDA DETECTADA POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS POR VIA SECA .

FIGURA 32: TRINCA SUPERFICIAL EM PEÇA FUNDIDA REVELADA POR LÍQUIDO PENETRANTE

FIGURA 33: PRINCÍPIO BÁSICO DA INSPEÇÃO POR ULTRA-SOM.

FIGURA 34: ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DO ENSAIO IRIS

FIGURA 35: DADOS DE VARREDURA DO TOFD. (A) 136X128 C-SCAN DE SOLDA DE TOPO DE CHAPA DE AÇO COM 25MM DE ESPESSU-RA. (B) A-SCAN AO LONGO DA LINHA AB.

FIGURA 36: FIG. X – ESQUEMA ILUSTRATIVO DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE VARREDURA POR PHASED ARRAY PARA DOIS DIFE-RENTES ÂNGULOS DE INCIDÊNCIA.

FIGURA 37: EXEMPLO DE IRRADIADOR PORTÁTIL PARA INSPEÇÃO POR GAMAGRAFIA.

FIGURA 38: EXEMPLO DE RADIOGRAFIA DE SOLDA USANDO A TÉCNICA DE PAREDE SIMPLES - VISTA SIMPLES.

FIGURA 39: ENSAIO POR CORRENTE PARASITA.

Índice das TabelasTABELA 1: INSPEÇÃO DO COSTADO E BOCAIS ----------------------------------------------------------------------------------------17

TABELA 2: TÉCNICAS DE INVESTIGAÇÃO E DETECÇÃO DE MECANISMOS DE DANOS --------------------------------------------------27

TABELA 3: EFETIVIDADE D E TÉCNICAS DE INSPEÇÃO --------------------------------------------------------------------------------27



ANEXO 1 – Implicações e Atribuições Legais Sobre a Inspeção de Equipamentos

A conscientização dos direitos da sociedade brasileira tem exigido uma crescente resposta da área de engenhariaem termos de responsabilidade técnica e jurídica por seus atos. Isto é de particular importância para a comunidadede inspeção de equipamentos, a partir do momento em que a Justiça começa no Brasil a considerar esta atividadecomo a “responsável pela integridade física dos equipamentos de uma planta”, como atestam recentes manifestações.

As atividades da engenharia são de natureza complexa e introduzem riscos inerentes ao seu exercício, que podematingir as pessoas e a sociedade em geral com graus variáveis de complexidade.

Para contornar o difícil problema que existe em determinar, para efeitos judiciais, até que ponto uma atividade quetem o risco como seu componente intrínseco foi eventualmente exercida com risco superior ao que poderia seraceito, as sociedades criaram os Conselhos de Ofício. Nestes, a atividade profissional é julgada por pares, escolhidospelos próprios profissionais, por serem, ao menos em tese, dentre todos, os que disporiam de melhores condiçõespara apreciar as complexas situações que podem ocorrer. No caso da engenharia, o Conselho de Ofício é representadopelo CREA.

Na esfera do Poder Judiciário, a apreciação de matérias que envolvam conhecimento técnico é feita mediante aintervenção de assistentes técnicos contratados pelas partes e por peritos nomeados pelos juizes. Todo o processoé conduzido pela Justiça e a participação destes técnicos tem caráter apenas informativo e orientador, não sendosequer obrigatória. Em nossa Justiça é adotado o princípio do livre conhecimento do juiz, que proferirá sua decisãoconforme tenha se convencido, ainda que tenha que obrigatoriamente fundamentar sua sentença.

1 – Na Área Criminal

Para examinar as conseqüências na esfera criminal, é antes de tudo necessário examinar se o fato será enquadradocomo doloso ou culposo. Isto porque para os chamados crimes profissionais só se admite a forma culposa.

Por doloso entende-se o fato no qual o seu autor, ou quis deliberadamente causar o resultado danoso à vítima (dolodireto), ou assumiu o risco de obter o resultado (dolo indireto). Se por outro lado o autor não queria o resultado, nemassumiu o risco de produzi-lo, mas faltou com o devido cuidado, agindo com imprudência, negligência ou imperícia,terá praticado um ato culposo. Em tempo: imprudência é a prática de um ato perigoso, temerário, que a cautelaindica que não deveria ser praticado; negligência é deixar de fazer alguma coisa que a prudência impõe; imperícia éa falta de aptidão para o exercício de arte ou profissão.

Para que um fato seja julgado criminoso, é necessário que tenha sido produzido com resultado danoso a alguém,pois o nosso ordenamento jurídico não pune a intenção por si mesma, exigindo o resultado para que o ato sejapunível.

Entre os crimes culposos, aquele que poderá trazer conseqüências mais sérias para o engenheiro é o que é praticadocom inobservância de regra técnica da profissão. Esta circunstância é dita qualificadora, ou seja, acarreta aumentode pena. O nosso Código Penal prevê, no parágrafo 4? do seu artigo 121, um aumento de um terço na pena a seraplicada quando da ocorrência do chamado crime profissional. Essa qualificadora somente se aplica a profissionais,tendo entendido o nosso legislador que é maior o dever de cuidado do profissional quando exercendo sua profissãoe, conseqüentemente, mais grave o descumprimento.

Não se deve confundir a qualificadora com a imperícia. Na primeira, o autor conhece a regra técnica, mas não aaplica. Na segunda, o autor, ou não conhece, ou conhece deficientemente aquilo que qualquer profissional medianodeveria conhecer para exercer sua profissão.

Se o autor pratica uma conduta fora de sua profissão, não se fala em imperícia, mas pode ter havido imprudência ounegligência. A imperícia pressupõe sempre que o fato tenha sido cometido no exercício da profissão. Por outro lado,não significa que fatos culposos cometidos no exercício da profissão sejam sempre causados por imperícia, poispodem ocorrer casos marcados pela imprudência ou negligência.

Por último, nada disso se confunde ainda com o erro profissional, onde algum resultado danoso é produzido comoconseqüência de um erro desculpável cometido no exercício da profissão, o qual poderia ter sido cometido porqualquer outro profissional habilitado.

Além da conduta, exige-se ainda o resultado, conforme dito anteriormente, entretanto, a lei descreve como resultadoa exposição a risco ou a perigo também, não sendo necessário que a pessoa que a pessoa ou patrimônio tenhamsido afetados. A lei diferencia quando esse perigo se refere à vida ou saúde de pessoa ou grupo de pessoas



determinadas, chamando essa situação de periclitação, daquela em que a ameaça se dirige à pessoa ou patrimôniode forma indeterminada, chamando-a de perigo comum.

As conseqüências para o engenheiro ou técnico variam muito em função do ato cometido, do resultado produzido edo tipo de conduta. As penas poderão ser leves, tais como multa, no caso de algumas infrações leves consideradascomo contravenções referentes à incolumidade pública, como, por exemplo, que possa ofender ou molestar alguém,ou ser de prisão na faixa de dois meses a um ano se, do ato praticado, resultar lesão corporal culposa, ou aindachegar à faixa de dois a seis anos de prisão se resultar em crime ecológico decorrente de atividade industrial.

2 – Na Área Trabalhista

Os engenheiros e técnicos que atuam como empregados de uma empresa poderão também sofrer conseqüênciasna área trabalhista, aplicando-se legislação específica.

No caso de culpa, a situação não é muito clara. Para que seja possível descontar nos salários os prejuízos sofridospela empresa, é necessário que haja cláusula no contrato de trabalho prevendo isto. Entretanto, a tese mais aceitaé a de que, além desta previsão, seja necessário que se configure culpa grave, o que por sua vez não se encontrabem definido, sendo, portanto de difícil caracterização. Culpa grave seria faltar com o dever de cuidado tãoacentuadamente que configuraria uma situação que se confundiria com dolo indireto, em que o autor não quer oresultado, mas assume o risco de produzi-lo.

Na prática, consideram os doutrinadores que, em sendo o empregador a arcar com o risco do negócio, a ele cabearcar com os prejuízos decorrentes dos atos culposos e, muito dificilmente se caracterizaria uma situação de culpagrave, onde esse ônus se transferiria ao empregado.

Além do ressarcimento são possíveis também as aplicações de punições, as quais podem ir de uma simplesadvertência verbal ou escrita até a dispensa por justa causa. A aplicação de penalidades deverá, entretanto ser feitaem conformidade com o regimento interno da empresa, devendo ser seguidos todos os trâmites previstos, inclusivecom a instauração de uma comissão de sindicância interna, se assim previr o regimento.

3 – Na Parte Administrativa

Um processo pode ser originado da atuação do CREA, ou quando este tomar conhecimento de algum fato queconsidere ser merecedor da sua apreciação, ou por solicitação de algum interessado que envie representação aoConselho, solicitando a apuração do fato, ou ainda em atendimento ao solicitado por juizes do Poder Judiciário emgeral, ou por membros do Ministério Público.

No Conselho, o processo tramita inicialmente pela Câmara de Mecânica e Metalurgia, em se tratando de inspeção deequipamentos, que remeterá, se achar conveniente, para a Comissão de Ética, a qual dará o seu parecer e oencaminhará de volta para a Câmara especializada que dará sua decisão final.

Se decidida a aplicação de punição, esta poderá ser a censura reservada, onde o profissional será convocado paracomparecer ao CREA para ser informado de que seu procedimento foi considerado contrário à boa prática do exercícioprofissional, ou a censura pública, quando o profissional será censurado através de comunicado inserido nos jornaisde maior circulação da região, ou ainda suspenso por tempo determinado, ou, em casos extremos, a cassação doregistro do profissional.

4 – Os Dilemas do Profissional de Inspeção

Considerando-se culpa como a falta ao dever de cidadão, há dois grandes grupos. O primeiro decorre da ação ouomissão, que dão origem aos atos imprudentes ou negligentes e o segundo de imperícia. No primeiro grupo, sesituam as ações ou omissões que são de mesma natureza que aquelas cometidas pelo homem nas demais atividadesefetuadas diariamente, derivadas de sua imperfeição, tais como a impaciência, a preguiça, a desatenção, entreoutras. No segundo, encontram-se aquelas que dizem respeito a como se deve conduzir aquele que deseja exercerbem sua profissão, nos padrões que a sociedade o exige ao concedê-lo autorização para exercê-la através de umdiploma.

Para o primeiro grupo, o conflito maior ocorre quando as pressões exercidas pelo sistema produtivo levam o profissionalda inspeção a ser condescendente com algumas destas pressões, fazendo coisas como deixar de inspecionardeterminado equipamento, ou fazendo-o de forma abreviada. Muitas vezes, poderá a situação chegar a ponto dotécnico ou engenheiro temer pelo seu emprego, se insistir em manter por mais tempo um equipamento parado, ou



se insistir em efetuar um grande número de ensaios destrutivos e não destrutivos, por exemplo, principalmente seisso acarretar em conseqüências de ordem econômicas sérias para a empresa.

Outra situação usual é aquela em que há o prolongamento da campanha de um equipamento, principalmente seexistir dúvidas para o engenheiro quanto à causa que levaria o equipamento à retirada de operação, dado que asevidências disponíveis não são conclusivas.

No outro grupo, se situariam aquelas decisões em que de alguma forma deixa o engenheiro de seguir a práticacorrente na sua profissão, ou deixa de seguir uma determinada norma, ou ainda a interpreta de forma mais elásticasegundo sua conveniência. A norma e a prática são para os técnicos e engenheiros ao mesmo tempo uma segurançae um empecilho. Segurança porque se o profissional se atem a ela, estará a salvo de complicações, sobretudo naesfera jurídica. Empecilho porque é preciso sair dela em algumas circunstâncias, pois há de se reconhecer o instanteem que se deve usar ou não uma norma, ou até substituí-la por outra quando se tornar obsoleta, porque não é oprofissional estritamente cumpridor de normas que o mercado procura, já que não é aquele que apenas segue asnormas que desenvolve sua ciência e sua profissão. Não se considera aqui o profissional que não se preparaadequadamente para o exercício profissional, que assume encargos que sabe não estar a sua altura, enfim quecomete imperícia por falta de empenho e dedicação, mas daquele que pelo contrário por tentar exercê-la de forma amelhor servir à ciência e à sua profissão, fugindo da mediocridade, pode acabar sendo vítima de uma acusação deimperícia.

O engenheiro de inspeção deve evitar, tanto quanto possível, complicações jurídicas, mas não sem antes lembrarque ao abraçar a engenharia, optou por uma profissão que tem um risco inerente. É impossível, pois, abraçá-la evivenciá-la completamente afastado do risco, porém, quando exercida com bom senso, permite que uma convivênciatranqüila, pacífica e até brilhante seja alcançada pelo engenheiro responsável.

Finalmente, seguem abaixo algumas recomendações voltadas a evitar acusações de prática de ato culposo e aindavoltadas para evitar problemas na área cível e administrativa. Deve o profissional de inspeção;

Especificar corretamente o seu produto ou serviço;

Efetuar o controle de qualidade de seu produto ou serviço, testando, revisando e acompanhando a execução;

Observar as normas de segurança vigentes no trabalho e no local em que estiver;

Emitir de forma adequada instruções sobre o uso dos equipamentos e instrumentos que tiver de fazer uso em seutrabalho;

Não omitir informações sobre periculosidade de seus produtos e serviços, bem como dos equipamentos de que forfazer uso;

Obedecer aos padrões e as instruções de qualidade e segurança estabelecidos pelo fabricante do material que forutilizado no seu trabalho;

Respeitar as normas técnicas inerentes ao seu trabalho;

Cumprir o seu Código de Ética Profissional;

Quando não concordar com uma decisão técnica, registrar isto de forma inequívoca, ainda que tomando os devidoscuidados para que isto não seja interpretado de forma ofensiva ou como desobediência;

Lembrar-se que a responsabilidade técnica pelo seu trabalho, enquanto envolvendo conceitos ligados ao seuconhecimento profissional é sua, não se transferindo aos seus superiores ou subordinados;

Quando contrariar ou deixar de seguir uma prática corrente, analisar cuidadosamente o assunto antes e não esquecerde fundamentar sua decisão da maneira mais ampla possível, documentando-a, sendo uma boa prática fazê-la combase em opiniões emitidas por pessoas cuja notoriedade técnica seja indiscutível;

Ao prestar serviços mediante contrato, apresentar orçamento prévio detalhado, sem omissões, citando prazos devalidade;

Incluir cláusula limitando sua responsabilidade civil, garantindo seus serviços até um determinado percentual dovalor do contrato, sendo uma boa prática limitá-lo a 10%;

Se for usar serviços de outros técnicos, dar preferência a que estes sejam contratados diretamente pelo seu cliente



e dele recebam seus honorários;

Nunca iniciar trabalhos sem autorização por escrito do seu cliente;

Em caso de vir a ser acusado, procurar orientação jurídica e não agir apenas por sua própria conta e risco, pois naJustiça, erros formais relativos a prazos e procedimentos podem ser cruciais.

ANEXO 2 – Práticas de Inspeção

1- Preparativos

1.1-Avaliar as condições do local para determinar as medidas de proteção necessárias.1.2-Todos os equipamentos e acessórios necessários para a inspeção, incluindo andaimes, escadas, ferramentas,

iluminação, ventilação e outros, podem ser providenciados e/ou montados antecipadamente para evitar perdade tempo na parada do equipamento.

1.3-A limpeza e preparação para as inspeções dependem do tipo de dano esperado e de sua localização. Normalmente,a limpeza requerida pelo pessoal de operação é suficiente para o objetivo da inspeção. Podem ser utilizadosjatos de água quente ou fria, jatos de vapor, aplicação de solventes ou raspagem dos resíduos. Onde houvernecessidade de uma limpeza mais adequada, esta pode ser feita pelo próprio inspetor com ferramentas manuais,em áreas pequenas, ou por meio de ferramentas motorizadas como escovas, discos abrasivos, lixas, jatos deágua de alta pressão ou jatos com partículas abrasivas.

Em geral, quando os mecanismos de danos são trincas ou pites, há necessidade de uma limpeza mais cuidadosaevitando o encobrimento de micro trincas pelo processo de limpeza.

2- Utilização das ferramentas

2.1- As ferramentas de uso mais comum são a lanterna, marcadores, raspadores, lixas, estilete, régua, trena, martelo,lupas, escova, máquina fotográfica.

2.2- Lanterna- É uma das principais ferramentas do inspetor para a inspeção visual. Em geral a iluminação doambiente é feita por luminárias adequadas, para ambientes confinados ou não. A lanterna auxilia o inspetorpossibilitando efeitos de iluminação e sombras. O feixe luminoso, quando colocado paralelamente à superfícieda peça, ressalta deformações tais como empolamentos, corrosões localizadas, empenamentos.

2.3- Marcadores- Constituídos por giz comum, lápis de cera, bisnagas de tinta e servem para assinalar os locaisonde seja necessária atenção especial. Observa-se que marcadores de cor marrom podem conter óxido deferro e deve ser evitada a sua utilização em ligas inoxidáveis austeníticas, devido a possibilidade de contaminaçãoda liga. As marcações incluem desde regiões pequenas como empolamentos ou trincas até regiões maioresonde seja necessário fazer reticulados para mapear danos existentes.

2.4- Raspadores- Ferramentas utilizadas para a remoção de resíduos ou produtos de deterioração em locais onde oinspetor suspeita da existência de danos ou verifica a intensidade do dano.

2.5- Lixas- Utilizadas na preparação da superfície para ensaios ou melhorar a limpeza para inspeção visual.

2.6- Escova- Utilizada para melhorar a limpeza superficial de regiões específicas. Em alguns casos o uso deve sercuidadoso, pois escovas de aço podem encobrir micro trincas.

2.7- Estilete- Utilizado para localizar e explorar danos superficiais com maior profundidade tais como pites ou poros.

2.8- Lupas- Utilizadas para auxiliar na inspeção de superfícies onde possam existir danos de pequenas dimensões.

2.9- Martelo- Utilizado para localização de danos em que, a alteração do som emitido pelo martelamento, possaindicar a sua existência. Estes danos podem ser perda de espessura localizada em cascos, bocais, tubulações,indicação de trincas ou falta de fixação em revestimentos metálicos. Em geral são usadas marteladas leves eexige experiência do inspetor para a interpretação do teste com martelo.

É necessário cuidado quanto a existência de revestimentos frágeis, que possam ser danificados durante oteste.

2.10- Trena e régua- Utilizadas para a medição e localização de danos.



2.11- Máquina fotográfica- Ferramenta das mais utilizadas e úteis para o registro de danos e inclusão em relatórios.Há restrições quanto a utilização de máquinas eletrônicas e “flash” em ambientes com possibilidade de conteremfluidos combustíveis ou explosivos.

3- Roteiros para inspeção

3.1- Antes da realização da inspeção, consultar o item 6 da Guia, quanto aos preparativos para a inspeção, ressaltandoa consulta aos relatórios de inspeção anteriores, onde possam haver referências a existência de danos, localizaçãoe providências solicitadas ou realizadas.

3.2- A primeira atividade junto ao equipamento é a inspeção visual; a inspeção externa está detalhada no item 7.1 daGuia; a inspeção interna é orientada pelo item 7.2 da Guia.Entrando no equipamento, o inspetor pode fazer uma inspeção visual geral, quando se observa nas regiõesexpostas, se há corrosão, qual o tipo de dano, se é generalizado ou localizado, os locais onde existem ou podemexistir danos. São assinalados os locais onde serão realizados os ensaios específicos que forem necessários.

3.3- A inspeção pode ser iniciada em uma das extremidades e terminada na outra, de forma a ser percorrida toda asuperfície, evitando que sejam deixadas áreas sem inspeção. Caso necessário, e se possível, remover acessóriosinternos.

3.4- Locais para atenção especial

3.4.1- Bocais de entrada ou saída de fluidos no equipamento e proximidades, onde haja turbulência ou aumentode velocidade de escoamento, podem apresentar perda de espessura.

3.4.2- Regiões do fundo ou topo do vaso onde podem ocorrer depósitos ou condensação de vapores estãosujeitas a perda de espessura.

3.4.3- Regiões de variação de nível de líquido podem apresentar perda de espessura.

3.4.4- Cordões de solda, cruzamentos de cordões de solda, soldas de bocais, soldas de componentes internospodem apresentar trincas e corrosão devido a tensões residuais ou alterações metalúrgicas ocorridas durante oprocesso de solda.

3.4.5- Regiões opostas a entradas de líquidos ou vapores, bem como em locais onde ocorra a incidência defluidos, estão sujeitas a erosão e corrosão.

3.4.6- Quando há metais dissimilares em contato, pode haver corrosão por perda de material ou espessura dometal menos nobre.

3.4.7- Peças fabricadas por dobramento de chapas podem apresentar trincas nos cantos vivos e em locais ondehajam tensões ou cargas maiores.

3.4.8- Suportes de: bandejas, separadores de gotas, telas, chicanas, tubulações, ou outro tipo de componente,estão sujeitos a perda de espessura na região de contato.

3.4.9- Podem ocorrer deformações ou ovalização em cascos.

3.5- Casos específicos

3.5.1- Equipamentos que operam com aminas estão sujeitos a trincas nas soldas, ou nas regiões termicamenteafetadas.

3.5.2- Soldas de desaeradores ou caldeiras podem estar sujeitas a trincas.

3.5.3- Regiões de chapas de equipamentos que operem com produtos corrosivos e que produzam hidrogênio,estão sujeitas ao empolamento pelo hidrogênio.

3.5.4- Revestimentos metálicos estão sujeitos a descolamento, corrosão, trincas nas soldas ou em regiões demaior tensão. Abaulamento no revestimento pode indicar vazamento através da chapa do revestimento.

3.5.5- Revestimentos não metálicos, tais como plásticos ou borracha podem apresentar falha de continuidade,que podem ser detectadas por inspeção visual ou com detector por faísca.

3.5.6- Revestimentos de concreto, tijolo, lajotas ou refratários não podem ser testados com detector por faísca.

3.5.7- A tensão elétrica utilizada, no método de detecção por faísca, é limitada a resistência dielétrica do revestimento

Guia n4 vasos de pressao ibp rev 0.16

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