2012 - Prof. Simei | Blog sobre notícias da indústria, e ... · •Respeitar torque ... Caso não...

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2012

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Inspeção e Manutenção

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Noções de Combate a

Corrosão

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Corrosão

Tubulações Industriais

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Fonte: Corrosão, V. Gentil, Ed LTC.

Forma de Corrosão


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Corrosão por Composto de Enxofre


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É a deterioração do metal pela ação do meio externo, tentando voltar para seu estado mais abundante na natureza;

Hematita Fe2O3;

Magnetita Fe3O4;

Hidróxido de Ferro II Fe(OH)2;

Akaganeita - FeOOH;

Lepdocrocita - FeOOH;

Goetita -FeOOH.

Em geral metais reagindo com não metais: Oxigênio e Enxofre.


Definição de Corrosão

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Por que um material se Corrói?

Interação: Metal x Meio x Condições Operacionais.

O mecanismo eletroquímico:

Em água ou soluções aquosas;

Corrosão Atmosférica, no Solo, em Sais fundidos.

O mecanismo químico

Em alta temperatura, gases em ausência de umidade;

Em solventes orgânicos isentos de água;

Corrosão de materiais não metálicos.

Mecanismos da Corrosão


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Campo abrangido é muito restrito

Destaca-se em altas temperaturas.

A cinética dos processos de oxidação se traduz em leis de

crescimento da película:

Lei Linear: y = k.t + c;

Lei Parabólica: y2 = K1.t + c1

Lei Logarítmica: y = log(k2.t);

Corrosão Química



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Área anódica onde passa a reação anódica;

Área catódica onde passa a reação catódica;

Uma ligação metálica que une ambas as áreas, por onde fluem os

elétrons;

Um eletrólito em contato simultâneo com as áreas anódicas e

catódicas.

Corrosão Eletroquímica



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Pilha de Corrosão


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Pilha Eletroquímica de Corrosão


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Série Eletro-motriz

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Mg Cu

H2SO4

Equação de Oxidação:

Mg Mg2+ + 2e-

E0= +2,37V

Equação de Redução:

2H+ + 2e- H2 E0= 0,00V

Equação Total ou REDOX:

Mg + 2H+ Mg2+ + H2

E0= +2,37V

Força Eletromotriz (FEM):

E=E0+0,0591 log [Mg].[H+]2

[Mg2+].[H2]


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Diagrama de Pourbaix

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O diagrama de Pourbaix é

normalmente simplificado,

representando as regiões de

corrosão, imunidade e

passividade.

Esse diagrama simplificado

mostra de forma sumária o

comportamento previsto para

um metal puro imerso em

água pura.


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Métodos Baseados na Modificação do Processo:

Projeto da estrutura (ar,água,terra);

Condições da superfície (ar,água,terra);

Pela aplicação de proteção catódica (água,terra).

Métodos Baseados na Modificação do Meio Corrosivo:

Desaeração da água ou solução neutra (água);

Purificação ou diminuição da umidade do ar (ar);

Adição de inibidores de corrosão, etc. (Água) (ar,terra em

casos especiais).


Combate a Corrosão

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Métodos Baseados na Modificação do Metal:

Aumento da pureza (ar,água,terra);

Adição de elementos - liga (ar,água,terra);

Tratamento térmico (ar,água,terra).

Métodos Baseados em Barreiras contra o meio:

Revestimentos com produtos da reação - tratamento químico ou eletroquímico da superfície metálica (ar,água);

Revestimentos orgânicos - tintas, resinas ou polímeros, etc (ar,água,terra);

Revestimentos inorgânicos - esmaltes, cimentos (ar,água,terra);

Revestimentos metálicos (ar,água,terra);

Protetores temporários (ar).


Combate a Corrosão

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Manutenção em Ligações Flangeadas

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1.1 Flanges em bom estado

• Limpos

• Sem corrosão

• Paralelos e centrados

1.2 Ranhuras

• Paralelas

• Sem risco

• Sem detritos e juntas velhas

1.3 Juntas de vedação

• Conforme especificada

• Qualidade adequada

• Nova

• Bem posicionada

Condições Necessárias Para uma Boa Vedação.


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1.4 Parafusos

• Dimensões adequadas

• Em bom estado

• Limpos e lubrificados

• Conforme especificação

1.5 Aperto

• Torque recomendado

• Ferramenta recomendada

• Sequência de aperto

1.6 Montagem

• Centrar corretamente a junta

• Respeitar o procedimento

• Respeitar torque máximo



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1. Providenciar a liberação do flange a ser aberto.

2. Providenciar as ferramentas adequadas.

3. Providenciar a junta de vedação conforme especificação.

4. Posicionar-se a favor do vento e fora do plano da junta.

5. Desapertar primeiro os parafusos do lado oposto.

6. Caso não haja vazamento remover o restante dos parafusos.

7. Abrir os flanges e remover a junta velha.

8. Fazer limpeza das ranhuras, parafusos e flanges.

9. Inspecionar: ranhuras, parafusos e planicidade do flange.



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10. Caso haja anormalidade acionar o supervisor para possíveis

providências;

11. Lubrificar os parafusos com graxa para alta temperatura.

12. Manter a junta certa (centralizada).

13. Aproximar as porcas manualmente.

14. Fazer o aperto na sequência recomendada.

15. Para flanges que permite o uso de torquímetro usar os valores

tabelados.

16. Verificar se há vazamentos no teste de estanqueidade.



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Seqüência de Aperto de Flanges


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Seqüência de Aperto de Flanges

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Falhas Decorrentes ao Mau Aperto de Flanges

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Falhas Decorrentes ao Mau Aperto de Flanges

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Inspeção e Ensaios em Tubulações

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Planejamento da Inspeção: É o levantamento de todas as informações necessárias para garantir a qualidade da inspeção a ser executada.

Pontos Importantes no Ato de Inspeção:

a) detalhes construtivos: material da linha, especificação do isolamento térmico, encaminhamento.

b) acessórios existentes e suas folhas de dados (suportes de mola, válvulas, suportes fixos

c) condições operacionais de projeto: pressão, temperatura e fluido conduzido.

d) mecanismos de danos a que a linha está sujeita, caso exista e já tenham sido identificados.


Inspeção em Tubulações

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e) em tubulações sujeitas a CSI, identificar previamente os locais onde será necessária a remoção de isolamento térmico para inspeção em vents, drenos, tomadas de instrumentos, conexões e suportes

f) ensaios e regiões a serem realizados; micro-clima na região a ser inspecionada; motivo e objetivo da inspeção

g) apoios de serviços necessários a boa condução dos serviços, bem como, sua programação



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Suportes e Fundações

Verificar o estado geral dos componentes quanto à existência de corrosão, deformações, vibrações, danos mecânicos, não conformidades com o projeto, apoios deficientes e interferências com outras tubulações ou equipamentos, inclusive quando possuir “suporte carona”;

Nas chapas de reforço de suportes carona, verificar existência de frestas com conseqüente processo corrosivo. Caso existam frestas, recomendar a sua vedação;

Nos suportes deslizantes verificar a existência de impedimentos para a livre movimentação da tubulação, bem como indícios de travamento do suporte, como: deformações, entalhes, deslocamento da posição original.



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Nos suportes guias ou tipo braçadeiras verificar a existência de processo corrosivo sob as regiões de contato ou obstruções para a movimentação das guias. Caso necessário, a braçadeira deve ser removida ou deslocada para permitir a inspeção da região abraçada;

Nos suportes de ancoragem verificar indícios de deslocamentos indevidos da tubulação, tais como: deformações e trincas.

Nos suportes de mola, verificar se o mesmo está trabalhando com a carga conforme plaqueta e, caso haja alguma suspeita, verificar se os dados da plaqueta de identificação estão de acordo com o projeto;

Verificar o estado geral da mola quanto a corrosão, deformação ou fratura.


Suportes e Fundações


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Inspecionar o trecho aparente das fundações de concreto quanto à existência de ferragens expostas, deformações, rachaduras ou deteriorações. Nos parafusos/chumbadores verificar a existência de corrosão, fraturas.

Realizar inspeção das condições físicas dos componentes e da pintura, se pintado, verificar a existência de corrosão, vibrações, vazamentos, deformações, danos mecânicos, empolamentos ou gotejamento de condensado sobre os mesmos.

NOTA: Deve-se ter atenção especial na inspeção destes componentes, pois podem possuir espessura nominal menor do que a da linha principal, apresentam dificuldade maior de pintura, podem estar locados em locais de difícil acesso, além de serem mais

susceptíveis a corrosão sob isolamento e danos por vibração.


Fundações


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Realizar inspeção das condições físicas dos componentes e da pintura, se pintado, verificar a existência de corrosão, vibrações, vazamentos, deformações, danos mecânicos, sinais de tensões provenientes de montagem inadequada, empolamentos ou gotejamento de condensado sobre os mesmos.

Normalmente as tomadas de instrumentos são pintadas. Nos casos de tomadas isoladas, o isolamento térmico a frio deve ser removido para inspeção.

A mesma nota para drenos e vents é aplicada para esses componentes.


Tomadas de Instrumentos


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Realizar inspeção visual geral das condições físicas visando detectar a

existência de corrosão, vazamentos, vibrações, deformações, danos

mecânicos, empolamentos ou gotejamento de condensado ou produto.

Cuidado especial nas regiões de tubulações pintadas, localizadas sobre

apoios direto em estruturas, principalmente se não possuir vergalhão, em

dormentes ou vigas de concreto armado. Esses pontos são mais susceptíveis

a corrosão, e apresentam maior dificuldade de avaliação de danos.

Caso existam sinais de deterioração, a tubulação deve ser levantada ou a

suportação rebaixada para se ter acesso a tais regiões; nesses casos é

necessária uma avaliação criteriosa, devido a existência do risco de furo.


Critério para Inspeção


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Nas tubulações não isoladas, atentar para regiões com acúmulo de material

estranho sobre a superfície, pois pode ocorrer o desenvolvimento de

processo corrosivo sob depósito.

Nas tubulações, em aço inoxidável austenítico, sem pintura ou isolamento,

verificar a existência de condições que propiciem a ocorrência de corrosão

sob tensão, tais como: restos de silicato de cálcio depositado sobre a

superfície do metal, gotejamento ou respingos provenientes de torre de refrigeração ou de vazamentos e pontos de acúmulo de água.


Critério para Inspeção


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Costado da Tubulação – Sob isolamento

Nas tubulações isoladas a quente ou a frio deve ser verificado também o estado geral do mesmo quanto a existência de frestas, trechos caídos ou soltos, condensação ou formação de gelo (nos isolamentos a frio).

Se o material da tubulação for em aço inoxidável austenítico, verificar se é isolado com silicato de cálcio e, caso positivo, avaliar em conjunto c/ o PH da área a possibilidade de existência de corrosão sob tensão e da necessidade de complemento da inspeção com outro ensaio



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A inspeção sob isolamento deve ser sempre precedida de uma inspeção

externa da linha, sendo nessa oportunidade identificados os pontos onde serão

removidos o isolamento para a inspeção. A seguinte orientação deve ser

utilizada:

Na escolha das regiões a serem inspecionadas, deve-se realizar avaliação

qualitativa da temperatura ao longo da tubulação, de modo a direcionar as

avaliações para as regiões mais susceptíveis;

Remover isolamento e inspecionar 100% das seguintes regiões: vents,

drenos, tomadas de instrumentos, regiões de interface entre trechos isolados

e não isolados, junto as conexões e suportes, flanges sem isolamento e

derivações;




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Remover isolamento e inspecionar todos os locais onde o mesmo esteja

danificado ou haja infiltração de umidade e/ou favoreça o seu acúmulo;

No caso que haja processo corrosivo no trecho inspecionado, aumentar a

amostragem até atingir região não afetada, mesmo que isso implique na

remoção total do isolamento;

A remoção do isolamento para inspeção deve ser precedida de consulta ao

processo, de modo a evitar problemas operacionais, como por exemplo:

condensação do fluido circulante de tubulações de sucções de compressores,

e congelamento de trechos com possibilidade de emperramento de válvula.




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Além dos aspectos já mencionados nos itens anteriores e que se aplicam a

esses componentes, algumas recomendações específicas devem ser

seguidas: Atenção especial nas conexões em inox (isoladas ou não), que possuam

parafusos em aço carbono ou baixa liga, devido a formação de pilha galvânica, com conseqüente corrosão nos parafusos. Caso seja observada a existência de vazamentos por gaxetas e/ou juntas

nesses componentes, em linhas de produto, deve-se informar imediatamente à operação da área.

As válvulas de segurança existentes na tubulação, apesar de possuírem uma programação de inspeção específica, devem, também, ser inspecionadas externamente quando da inspeção da tubulação.



Flanges e Válvulas

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Instrumentos.

Devem ser verificadas as condições físicas da parte estrutural, suportes,

parafusos e tomadas quanto a corrosão, deformações ou vibrações; quando

da inspeção da linha em que os instrumentos estejam conectados

Purgadores.

Além da inspeção das condições físicas externa do purgador, incluindo linhas,

deve-se observar se ele está bloqueado ou com vazamentos. Informar a

operação formalmente caso seja observada uma dessas anormalidades e registrá-las no histórico.

Em caso de bloqueio do purgador, medir a temperatura da linha nas

proximidades para avaliar o acúmulo de condensado (o acúmulo de

condensado pode provocar “martelo hidráulico” e conseqüentemente “golpes de aríete” na linha).



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Steam-Tracing.



A inspeção da tubulação inclui também a inspeção do “steam-trace”, quando houver, sendo nesses casos direcionadas principalmente para a verificação da existência de vazamentos;

No caso da existência de vazamentos deve-se informar a operação, registrar no histórico da linha e emitir recomendação de inspeção para a correção do problema. O inspetor deve fazer uma avaliação a respeito das conseqüências desses vazamentos sobre a linha e sobre equipamentos e outras linhas adjacentes;

Deve ser verificado, também, se o “steam trace” encontra-se operando e, em caso negativo, avaliar a possibilidade de ocorrência de CSI e, se necessário, redirecionar a inspeção.

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Medição de Espessura.



A medição de espessura deve ser feita sempre que uma das condições seguintes

sejam satisfeitas: avaliação devido a corrosão externa, suspeita de corrosão interna ou

furo devido a dano interno.

Para o caso de corrosão externa, a medição de espessura deve ser feita com ultra-som

sobre a área corroída. Caso a região não ofereça condições para medição, medir a

profundidade dos alvéolos com paquímetro de profundidade ou micrômetro, subtrair da

nominal ou a espessura medida com ultra-som numa área vizinha a afetada,

encontrando, assim, a espessura residual.

Tubulações com diâmetro nominal menor ou igual do que 1½” e que apresentem

corrosão externa, devem ter sua espessura avaliada através de medida indireta,

utilizando medição do diâmetro externo com paquímetro. Se a perda de espessura for

interna, a avaliação deve ser feita durante parada da linha, através de martelamento

das regiões previamente selecionadas, utilizando martelo bronze tipo bola de 200 g.

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As medições de espessura realizadas, devem ser comparadas com a

espessura mínima do ponto da tubulação que está sendo avaliado. Caso a

espessura mínima ainda não tenha sido calculada, utilizar a espessura

nominal menos a sobre-espessura de corrosão, conforme especificação; caso

a espessura medida seja menor do que esta, calcular a espessura mínima.

Recomendar a substituição dos trechos deteriorados que apresentem

espessura abaixo da mínima ou taxa de corrosão que possa comprometer a

integridade da linha.

Tubulações ou trechos que apresentem espessura menor do que a mínima

ou taxa de corrosão que comprometa a campanha, deve ser imediatamente

informado ao PH da área, para avaliação mais detalhada.

Medição de Espessura.



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Cálculo de espessura mínima p/ tubos sujeitos à pressão interna. Empregada p/ todas as classes de pressão, exceto p/ tubulações em que:

P/SE > 0,385 ou que t > D/6 onde exige um cálculo especial.

Tubulações enterradas de baixa pressão (3 kg/cm²)

Cálculo permitido p/ tubos curvos – se adelgamento ou a ovalização (devido ao processo de fabricação) < 8% do Ø e da espessura de paredes.

Sobreespessura de corrosão depende do material, serviço e vida esperada da

tubulação. Será teoricamente o produto da taxa anual de corrosão pelo número de

anos de vida útil considerada.

Quando não existem dados toma-se por base mínima 1,2 mm p/ Aços Carbono e

baixa-liga.

Pela ANSI B.16.10 devemos considerar a tolerância de + 12,5% de variação de

espessura de parede nominal devido a fabricação

Cálculo de Espessura Mínima (ASME/ANSI B.31)



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Espessura Mínima em Tubulações com Trecho Aéreo e Enterrado



Verificar a ocorrência de corrosão nas regiões de interface solo/ar, caso haja

indício de corrosão, o solo deve ser escavado para avaliação da região.

O revestimento especificado para o trecho enterrado, quando existir, deve

prosseguir além do ponto de afloramento de forma a se evitar danos nessas

regiões.

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As inspeções serão realizadas conforme programações, por amostragem,

através de escavações em regiões a serem escolhidas de acordo com a

avaliação dos seguintes itens:

- histórico de falhas;

- acompanhamento do sistema de proteção catódica;

- mapa de resistividade do solo;

- mapa de contaminação do solo, quando existente.

As inspeções devem ser direcionadas para os “headers” dos sistemas de

tubulações enterradas, porém, é aconselhável que a escavação sempre

contemple mais de uma linha numa região de derivação.

Espessura Mínima em Tubulações com Trecho Enterrado

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As avaliações deverão constar de:

Avaliação visual do revestimento, do metal após remoção do revestimento e do solo;

Ensaio de revestimento externo com Holliday Detector, realizado através de varredura

de todo o perímetro da tubulação, num comprimento mínimo de 500mm. Esse ensaio

deverá ser feito no revestimento antigo e no novo após sua recomposição;

Medições de espessura seguindo a mesma premissa do ensaio de Holliday Detector.

Os resultados das inspeções obtidos nessas amostragens, deverão ser analisados em

conjunto, e se conclusivos, extrapolados para os sub-headers e os ramais, incluindo os

trechos enterrados das tubulações com trechos aéreos. Se não forem conclusivos,

avaliar a possibilidade de extensão da amostragem realizada.


Espessura Mínima em Tubulações com Trecho Enterrado

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Todas as soldas de tubulação devem ser submetidas a ensaios não-destrutivos

para a pesquisa de possíveis defeitos. São os seguintes os métodos de

inspeção empregados na prática:

Inspeção visual (sem ou com auxílio de aparelhos óticos ou de iluminação

especial – boroscopia ou endoscopia).

Inspeção com líquidos penetrantes (dye-check).

Inspeção com partículas magnéticas (magnetic particles).

Inspeção radiográfica: parcial (por amostragem) ou total.

Inspeção por ultra-som.

A ASME B31.3 exige que os inspetores sejam treinados e tenham experiência.

Os procedimentos devem atender ao BPV Seção V.

Ensaios Não-destrutivos


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A PETROBRÁS faz, em resumo, as seguintes exigências de inspeção para tubulações de

processo, de acordo com o material e a classe da tubulação:

Aço-carbono, classe 150#, margem para corrosão até 3 mm: Radiografia em 5% da

extensão total das soldas.

Aço-carbono (classe 300#, margem até 3 mm), aço-liga 1/2 Mo (classes 150#e 300#),

aços inoxidáveis austeníticos (classe 150#, temperaturas até 185°C): Exame com

partículas magnéticas ou líquido penetrante em todas as soldas, radiografia em 10%

da extensão total das soldas.

Aço-carbono (classe 600# ou margem acima de 3 mm), aço-liga 1/2 Mo (classe 600#),

aços-liga até 9% Cr (classes 150# e 300#), aços inoxidáveis austeníticos (classes

300# a 600#, temperaturas até 185°C): Idem, como acima, e radiografia em 20% da

extensão total das soldas.

Aço-carbono (classes 900# a 2.500#), aços-liga Cr-Mo para classes de pressão mais

altas, aços-liga Ni, aços inoxidáveis austeníticos para classes de pressão ou

temperaturas mais altas: Idem, como acima, e com radiografia total das soldas.


Ensaios Não-destrutivos

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A tubulação deve ser testada quanto a presença de vazamentos antes da

operação inicial e após a execução dos ensaio e tratamentos térmicos

cabíveis.

Condições de dispensa do teste:

Por opção do operador, para fluidos categoria D, desde que realizado teste

com próprio fluido. Quando o operador julgar que o teste hidrostático ou

pneumático sejam perigosos. Neste caso inspecionar 100% das soldas.


Teste de Pressão.

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Cálculo da pressão de teste:

Se temperatura de teste for igual a temperatura de projeto a pressão deverá

ser no mínimo 1 ½ da pressão de projeto

Se temperatura de teste for menor que a temperatura de projeto a pressão

deverá atender a seguinte fórmula:

h

cdt

S

S1,5PP

Onde:

Pt = pressão mínima do teste

hidrostático.

Pd = pressão de projeto da tubulação.

Sc = tensão admissível do material na

temperatura de teste.

Sh = tensão admissível do material na

temperatura de projeto.

Teste hidrostático.


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Diferenças entre teste de fábrica (fabricação) e teste de campo

(inspeções de integridade).

Duração do teste.

Parâmetros de controle do teste (temperatura, pressão, etc).

Aprovação do teste.

Registro do teste.

Teste hidrostático.


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Todo o sistema de tubulações deve ser subdividido em seções, por meio de

raquetes, flanges cegos, tampões, bujões etc., de forma que cada seção

possa suportar a mesma pressão de teste.

As placas de orifício e todas as outras restrições ao fluxo devem ser

removidas.

Todas as válvulas devem ser completamente abertas, e as válvulas de

controle, retenção, e outras que se fechem por ação de mola ou da

gravidade, ou que não possam por si permanecerem posição aberta, devem

ser travadas abertas.

As válvulas de bloqueio dos ramais para os instrumentos devem ser

fechadas.

Os instrumentos e outros equipamentos que não possam ser submetidos à

pressão de teste devem ser retirados ou substituídos por carretéis de tubo.

Cuidados no Teste hidrostático.


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As válvulas de segurança e de alívio devem ser removidas e substituídas

por flanges cegos ou tampões.

As juntas de expansão de fole devem ser verificadas e escoradas

convenientemente, se necessário, para não se deformarem com o peso da

água.

Todos os filtros provisórios devem ser colocados em seus lugares, para a

proteção de máquinas, equipamentos e instrumentos.

Todos os suportes de molas devem ser mecanicamente travados, na sua

calibragem de projeto, sendo que as travas só devem ser retiradas após a

conclusão do teste hidrostático e o esvaziamento completo do sistema.

Todas as soldas, roscas e quaisquer outras ligações da tubulação devem

ser deixadas expostas, sem isolamento térmico e sem pintura.

Todas as emendas em tubos enterrados devem ficar expostas.



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Fim !!!

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