2007-06-20 Estanqueidade e L.P.eduardo

GERÊNCIA DA MANUTENÇÃOGERÊNCIA DA MANUTENÇÃOPROFESSOR: OSVALDO PAIVAPROFESSOR: OSVALDO PAIVA

ESTANQUEIDADEESTANQUEIDADEESTANQUEIDADEESTANQUEIDADE

Aluno:

•Eduardo Devens Vidigal

SUMÁRIOSUMÁRIO

�� DEFINIÇÃODEFINIÇÃO�� APLICAÇÕESAPLICAÇÕES�� MÉTODOS DE INSPEÇÃOMÉTODOS DE INSPEÇÃOCLASSIFICAÇÃO DOS VAZAMENTOSCLASSIFICAÇÃO DOS VAZAMENTOS�� CLASSIFICAÇÃO DOS VAZAMENTOSCLASSIFICAÇÃO DOS VAZAMENTOS

�� MÉTODO DA BOLHAMÉTODO DA BOLHA�� MÉTODO DO ULTRASSOMMÉTODO DO ULTRASSOM�� MÉTODO DA VARIAÇÃO DE PRESSÃOMÉTODO DA VARIAÇÃO DE PRESSÃO�� MÉTODO DO RASTREAMENTO DE MÉTODO DO RASTREAMENTO DE HÉLIOHÉLIO

DEFINIÇÃODEFINIÇÃO

�� O ensaio de Estanqueidade é uma técnica de inspeção não destrutiva que permite não só localizar o vazamento de um fluído, seja ele líquido ou gasoso, como também medir a quantidade de material vazando, tanto em sistemas que operam com pressão positiva ou que sistemas que operam com pressão positiva ou que trabalham com vácuo.

�� Segundo a norma TRB 600 (vazamento máxima Segundo a norma TRB 600 (vazamento máxima admissível).admissível).

APLICAÇÕESAPLICAÇÕES

A seguir são dados alguns exemplos dos segmentos daindústria, onde utiliza-se o ensaio de estanquiedade:

Nuclear: encapsulamento de elemento combustível,armazenamento de lixo atômico, produção,processamento e manuseio de material radioativo,processamento e manuseio de material radioativo,etc.;


Tubulações: oleoduto, gasoduto,petroleiro,tanque de armazenamento.


Gases industriais e medicinais:cilindro para transporte ou tanque para armazenamento do CO2, argônio, oxigênio, nitrogênio, hélio, etc.;oxigênio, nitrogênio, hélio, etc.;

A P L IC A Ç Õ E SAPLICAÇÕES

� Química: instalação de produção que trabalhe com ácidos, cloro, amônia, ésteres, etc.

MÉTODOS DE INSPEÇÃOMÉTODOS DE INSPEÇÃO

� Método visual (olho) ⇒ Ensaio hidrostático;

� Método do cheiro (nariz)⇒ Método do gás rastreador (por exemplo, ensaio com hélio);

� Inspeção de pneu (olho, intuição) ⇒ Método da variação de pressão;

� Método da bolha (olho)⇒ Diferentes técnicas de localização de vazamento com o método da bolha;

� Método do ruído (ouvido) ⇒Localização de vazamento com ultra som.

CLASSIFICAÇÃO DOSCLASSIFICAÇÃO DOSVAZAMENTOSVAZAMENTOS

� Vazamento em junta que pode ser desfeita (por exemplo, junta flangeada, aparafusada ou com flangeada, aparafusada ou com tampa);

MÉTODOSMÉTODOS DEDE INSPEÇÃOINSPEÇÃO

� Vazamento em junta que não pode ser desfeita (por exemplo, junta soldada, brasada ou colada);

MÉTODOS DE INSPEÇÃOMÉTODOS DE INSPEÇÃO

� Vazamento frio ou quente (que é reversível, visto que a descontinuidade por onde ele ocorre se abre e se fecha conforme a temperatura aumenta ou diminui);diminui);� Vazamento virtual (devido à liberação de gás proveniente, por exemplo, do interior de uma cavidade, de uma fresta ou de um volume aprisionado, bem como à vaporização de resto de líquido);� Vazamento indireto (que ocorre em tubulação, de água ou de ar, por exemplo, em um sistema de vácuo ou de um forno).

Taxa de Vazamento Taxa de Vazamento

�� Onde: Onde:

CÁLCULO DA TAXA DE CÁLCULO DA TAXA DE VAZAMENTOVAZAMENTO

�� qLqL -- É a taxa de vazamento;É a taxa de vazamento;�� pp -- É a pressão ou a variação de pressão, em É a pressão ou a variação de pressão, em [mbar];[mbar];

�� VV -- É o volume ou a variação de volume, em É o volume ou a variação de volume, em [[ℓℓ];];

�� ∆t∆t -- É o intervalo de tempo, em [s].É o intervalo de tempo, em [s].

MÉTODOS DE ENSAIOSMÉTODOS DE ENSAIOS

PROCEDIMENTO DO ENSAIO:PROCEDIMENTO DO ENSAIO:

�� DETERMINAR A VAZÃO ADMISSÍVELDETERMINAR A VAZÃO ADMISSÍVEL�� DETERMINAR A VAZÃO ADMISSÍVELDETERMINAR A VAZÃO ADMISSÍVEL�� DIFERENÇA DE PRESSÃODIFERENÇA DE PRESSÃO�� MEIO DE ENSAIOMEIO DE ENSAIO�� LOCAL OU INTEGRALLOCAL OU INTEGRAL�� REPARAR O LOCAL ONDE OCORRE O VAZAMENTOREPARAR O LOCAL ONDE OCORRE O VAZAMENTO

TIPOS DE ENSAIOTIPOS DE ENSAIO

�� ENSAIO LOCALENSAIO LOCAL

�� ENSAIO INTEGRALENSAIO INTEGRAL

MÉTODO DA BOLHAMÉTODO DA BOLHA

�� Método da bolha consiste, basicamente, em Método da bolha consiste, basicamente, em tornar visível o desprendimento de bolhas tornar visível o desprendimento de bolhas em uma descontinuidade;em uma descontinuidade;

�� Diferença de pressão empregada;Diferença de pressão empregada;�� Diferença de pressão empregada;Diferença de pressão empregada;�� Pressão no interior do objeto de ensaio seja Pressão no interior do objeto de ensaio seja maior que a pressão externa;maior que a pressão externa;

�� Descontinuidade através da qual escape Descontinuidade através da qual escape uma quantidade significativa de gás ou uma quantidade significativa de gás ou vapor;vapor;

�� Haverá a formação de bolhas.Haverá a formação de bolhas.

�� Método da bolha Método da bolha por imersão:por imersão:

� insuflar gás em um objeto de ensaio e


objeto de ensaio e observar a formação e o desprendimento de bolhas.

� Medição com proveta graduada

�� Método da Bolha Método da Bolha com solução de com solução de espuma:espuma:

�� Solução formadora Solução formadora


�� Solução formadora Solução formadora de espumade espuma

�� DescontinuidadeDescontinuidade

�� O método da bolha O método da bolha com câmara de com câmara de vácuo:vácuo:

�� A pressão neste volume A pressão neste volume atinge um valor situado atinge um valor situado


A pressão neste volume A pressão neste volume atinge um valor situado atinge um valor situado entre 200 mbar e 500 mbarentre 200 mbar e 500 mbar

�� A vantagem da utilização A vantagem da utilização desta técnica na inspeção desta técnica na inspeção de tanques ou vasos de de tanques ou vasos de pressão é que o objeto de pressão é que o objeto de ensaio não precisa ser ensaio não precisa ser pressurizado. pressurizado.

CALIBRAÇÃOCALIBRAÇÃO

CASO HAJA NECESSIDADE DE MEDIR A TAXA DE CASO HAJA NECESSIDADE DE MEDIR A TAXA DE VAZAMENTO DEVEVAZAMENTO DEVE--SE VERIFICAR O SEGUINTE:SE VERIFICAR O SEGUINTE:

�� TIPO DE GÁSTIPO DE GÁS�� TIPO DE GÁSTIPO DE GÁS

�� TEMPERATURATEMPERATURA

�� ALTURA DA COLUNA D’ÁGUA CASO TENHA CIDO ALTURA DA COLUNA D’ÁGUA CASO TENHA CIDO IMERSOIMERSO


�� Aplicações:Aplicações:

�� Carcaça e selo de vedação de bomba;Carcaça e selo de vedação de bomba;�� Extintor de incêndioExtintor de incêndio�� Extintor de incêndioExtintor de incêndio�� Tubo com e sem costura;Tubo com e sem costura;�� Flange de tubulação;Flange de tubulação;�� Junta tubular de topo soldada;Junta tubular de topo soldada;�� Espelho de trocador de calorEspelho de trocador de calor�� Junta Soldada em Vaso de Pressão.Junta Soldada em Vaso de Pressão.

CUIDADOS IMPORNTANTESCUIDADOS IMPORNTANTES

�� LIMPEZA (remover residuos da superfície)LIMPEZA (remover residuos da superfície)�� Objeto novo Pressão Máxima de 0,5 BarObjeto novo Pressão Máxima de 0,5 Bar�� Tubulações e Vazos de pressão usar a pressão Tubulações e Vazos de pressão usar a pressão de típica de trabalhode típica de trabalhode típica de trabalhode típica de trabalho

�� Vazamentos acima de ql>10Vazamentos acima de ql>10--11 mbar.l.smbar.l.s--1 1 não não pode ser feitos com pressão elevada.pode ser feitos com pressão elevada.

VANTAGENSVANTAGENS

�� SIMPLICIDADESIMPLICIDADE

EQUIPAMENTOS BARATOSEQUIPAMENTOS BARATOS�� EQUIPAMENTOS BARATOSEQUIPAMENTOS BARATOS

TIPOS DE TIPOS DE CONDENSADORESCONDENSADORES

MÉTODO DO RUÍDO MÉTODO DO RUÍDO (ULTRA SOM)(ULTRA SOM)

�� A energia sonora A energia sonora gerada quando um gerada quando um fluido passa por um fluido passa por um vazamento pode ser vazamento pode ser utilizada na sua utilizada na sua utilizada na sua utilizada na sua detecção. Esta energia detecção. Esta energia sonora é produzida sonora é produzida pela transição de pela transição de escoamento laminar escoamento laminar para turbulento para turbulento quando o fluido quando o fluido atravessa uma atravessa uma descontinuidade.descontinuidade.

�� O som gerado por um O som gerado por um vazamento é detectado vazamento é detectado por um microfone, por um microfone, sendo então o sinal sendo então o sinal filtrado eletronicamente filtrado eletronicamente de modo a remover de modo a remover


de modo a remover de modo a remover todos os sinais de baixa todos os sinais de baixa freqüência.freqüência.

�� Através destes sinais Através destes sinais audíveis, após serem audíveis, após serem conduzidos a um altoconduzidos a um alto--falante ou a um falante ou a um decibelímetro (dB), é decibelímetro (dB), é realizada a análise dos realizada a análise dos ultraultra--sons provenientes sons provenientes do vazamentodo vazamento

�� Detectores de vazamentos por ultraDetectores de vazamentos por ultra--som som opera numa faixa de freqüência ao redor dos opera numa faixa de freqüência ao redor dos 40 kHz.40 kHz.

�� A detecção e localização dos locais que A detecção e localização dos locais que


�� A detecção e localização dos locais que A detecção e localização dos locais que emitem sons a altas freqüências é muito mais emitem sons a altas freqüências é muito mais fácil .fácil .

�� Os sons gerados por escoamento turbulento Os sons gerados por escoamento turbulento incluem a faixa de 30 a 50kHzincluem a faixa de 30 a 50kHz

�� Um vazamento pode ser Um vazamento pode ser localizado com ultralocalizado com ultra--som de duas maneiras:som de duas maneiras:

�� empregando ou uma empregando ou uma sonda normal, que sonda normal, que


sonda normal, que sonda normal, que captura a onda ultracaptura a onda ultra--sônica no ar, ou uma sônica no ar, ou uma sonda de contato.sonda de contato.

�� Sonda NormalSonda Normal-- localiza localiza um vazamento a uma um vazamento a uma distância maior que até distância maior que até 10 metros10 metros

�� Sonda de ContatoSonda de Contato--vibraçõesvibrações

VANTAGENS ULTRAVANTAGENS ULTRA--SOMSOM

VANTAGENS AO UTILIZAR O VANTAGENS AO UTILIZAR O ULTRAULTRA--SOM:SOM:

�� PODE SER UTILIZADO PARA QUALQUER TIPO DE PODE SER UTILIZADO PARA QUALQUER TIPO DE FLUÍDO.FLUÍDO.

�� DETECTA VAZAMENTOS LENTOS (DIFICULDADE DETECTA VAZAMENTOS LENTOS (DIFICULDADE NA FORMAÇÃO DE BOLHAS).NA FORMAÇÃO DE BOLHAS).

�� FÁCIL TREINAMENTO (TÉCNICOS EM GERAL)FÁCIL TREINAMENTO (TÉCNICOS EM GERAL)

DESVANTAGEM:Ruídos que podem interfirir no ensaio:DESVANTAGEM:Ruídos que podem interfirir no ensaio:

�� Fontes de ruídos prejudiciais à inspeção:Fontes de ruídos prejudiciais à inspeção:Motores elétricos em funcionamento;Motores elétricos em funcionamento;


�� Motores elétricos em funcionamento;Motores elétricos em funcionamento;�� Zumbido de transformadores;Zumbido de transformadores;�� Barulho de válvula elétrica;Barulho de válvula elétrica;�� Compressores;Compressores;�� Instrumentos de regulagem (bocal, chapa de Instrumentos de regulagem (bocal, chapa de choque);choque);

�� Telefones;Telefones;�� Dutos de vapor e de ar comprimido;;Dutos de vapor e de ar comprimido;;�� Descarga eletrostática em roupas de material Descarga eletrostática em roupas de material sintético.sintético.

BOLHA E ULTRA SOMBOLHA E ULTRA SOM

COMBINAÇÃO DOS DOIS MÉTODOS COMBINAÇÃO DOS DOIS MÉTODOS

BOLHAS LENTAS (ULTRABOLHAS LENTAS (ULTRA--SOM DETECTA)SOM DETECTA)�� BOLHAS LENTAS (ULTRABOLHAS LENTAS (ULTRA--SOM DETECTA)SOM DETECTA)

�� FLUXO VIOLENTO (ULTRAFLUXO VIOLENTO (ULTRA--SOM DETECTA)SOM DETECTA)

MÉTODO DO RUÍDOMÉTODO DO RUÍDO

MÉTODO DA VARIAÇÃO DA MÉTODO DA VARIAÇÃO DA PRESSÃOPRESSÃO

� ESSE ENSAIO CONSISTE EM MEDIR A VARIAÇÃO DE PRESSÃO EM UM INTERVALO DE TEMPO

� É POSSÍVEL MEDIR A TAXA DE VAZAMENTO INTEGRAL COM A VARIAÇÃO DE VOLUME E A VARIAÇÃO DE PRESSÃOVARIAÇÃO DE VOLUME E A VARIAÇÃO DE PRESSÃO

MÉTODO DA VARIAÇÃO DA MÉTODO DA VARIAÇÃO DA PRESSÃOPRESSÃO

MÉTODO DA VARIAÇÃO DA MÉTODO DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO (VANTAGENS)PRESSÃO (VANTAGENS)

� SIMPLES DE SER UTILIZADO� NÃO NECESSITA DE EMPREGO DE UM GÁS RASTREADOR� USO DE POUCOS INSTRUMENTOS E EQUIPAMENTOS

NÃO TEM NECESSIDADE DE PRESSURIZAR O EQUIPAMENTO � NÃO TEM NECESSIDADE DE PRESSURIZAR O EQUIPAMENTO ANTES DO ENSAIO (UTILIZA A PRESSÃO ATUAL DO TANQUE OU DO VASO DE PRESSÃO

MÉTODO DA VARIAÇÃO DA MÉTODO DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO (DESVANTAGENS)PRESSÃO (DESVANTAGENS)

� PARA GRANDES TANQUES COM VAZAMENTO MUITO PEQUENO O ENSAIO PODE DEMORAR UM TEMPO MUITO LONGO (DIAS).

� EM AMBIENTES PRESSURIZADOS POR MUITO TEMPO, PODE SOFRER VARIAÇÃO DE TEMPERATURA QUE PREJUDICA NOS RESULTADOS DOS TESTES

MÉTODO DO GÁS DE RASTREAMENTO-HÉLIO

�� PRESSURIZAR ATÉ ATINGIR A PRESSÃO DE PRESSURIZAR ATÉ ATINGIR A PRESSÃO DE TESTETESTEMÉTODO UTILIZAMÉTODO UTILIZA--SE UM GÁS INERTE.SE UM GÁS INERTE.�� MÉTODO UTILIZAMÉTODO UTILIZA--SE UM GÁS INERTE.SE UM GÁS INERTE.

�� MOLÉCULAS MUITO PEQUENASMOLÉCULAS MUITO PEQUENAS�� EQUIPAMENTO QUE DETECTA O HÉLIOEQUIPAMENTO QUE DETECTA O HÉLIO


�� HélioHélio�� O EQUIPAMENTO RASTREADOR PODE SERO EQUIPAMENTO RASTREADOR PODE SERUM ESPECTRÔMETRO DE MASSA OU UMA BOMBA UM ESPECTRÔMETRO DE MASSA OU UMA BOMBA UM ESPECTRÔMETRO DE MASSA OU UMA BOMBA UM ESPECTRÔMETRO DE MASSA OU UMA BOMBA IÔNICAIÔNICA


�� COMPARAÇÃO COM OS DOIS COMPARAÇÃO COM OS DOIS RASTREADORES:RASTREADORES:

� Os espectrômetros de massa são geralmente grandes e se � Os espectrômetros de massa são geralmente grandes e se danificam facilmente quando transportados sem cuidados especiais;

� O Detector Iônico é um equipamento portátil, como pode ser visto na tornando possível transportá-lo para executar testes em espaços como fusilagem de aviões;

� O detector Iônico é mais barato;


Vantagens:Vantagens:

�� É UM DOS MÉTODOS MAIS SENSÍVEIS A É UM DOS MÉTODOS MAIS SENSÍVEIS A �� É UM DOS MÉTODOS MAIS SENSÍVEIS A É UM DOS MÉTODOS MAIS SENSÍVEIS A DETECÇÃO DE VAZAMENTOS.DETECÇÃO DE VAZAMENTOS.

�� BOA PRECISÃO BOA PRECISÃO �� DADOS QUANTITATIVOSDADOS QUANTITATIVOS


Desvantagens:Desvantagens:

� É UM GÁS RELATIVAMENTE CARO COMPARADO � É UM GÁS RELATIVAMENTE CARO COMPARADO COM OS OUTROS ENSAIOS

� PERIGO DO ESTRANGULADOR SER OBSTRUÍDO POR PARTÍCULAS SÓLIDAS

� SE ESTIVER VENTANDO, A TAXA DE VAZAMENTO INDICADA PELO DETECTOR NÃO SERÁ PRECISA

� EM AMBIENTES FECHADOS O HÉLIO PODE AUMENTAR A CONCENTRAÇÃO NO AMBIENTE (IMPRECISÃO DO ENSAIO)

ESTANQUEIDADEESTANQUEIDADE

FIMFIMFIMFIM

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