RELATÓRIO DE ESTÁGIO - GRAZIELLE LEITE P DE OLIVEIRA
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1 UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ ENGENHARIA DE PETRÓLEO RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO MARINER SERVIÇOS SUBAQUÁTICOS GRAZIELLE LEITE PEREIRA DE OLIVEIRA MACAÉ 2010
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1
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENGENHARIA DE PETRÓLEO
RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO
MARINER SERVIÇOS SUBAQUÁTICOS
GRAZIELLE LEITE PEREIRA DE OLIVEIRA
MACAÉ
2010
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FICHA DE APROVAÇÃO
GRAZIELLE LEITE PEREIRA DE OLIVEIRA
RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO
Relatório de Estágio apresentado ao curso
de Engenharia de Petróleo da Universidade
Estácio de Sá, como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do título de
Bacharel em Engenharia de Petróleo.
Orientador: André Aleixo Manzela
APROVAÇÃO:
___________________________________________
Douglas Macedo / Inspetor / Mariner
Data ____/____/____
____________________________________________
André Aleixo Manzela / Professor Orientador / UNESA
Data: ____/____/____
3
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
RELATÓRIO DE ESTÁGIO SUPERVISIONADO
INSPEÇÃO DE MANILHAS DE ANÁLISE TESTE E FALHAS
Relatório de Estágio apresentado ao curso
de Engenharia de Petróleo da Universidade
Estácio de Sá, como parte dos requisitos
necessários para a obtenção do título de
Engenheiro de Petróleo.
Orientador: André Aleixo Manzela
MACAÉ
2010
4
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar agradeço a Deus pela oportunidade concedida e pela vida.
Ao meu pai, Oliveira, por ter investido e acreditado em mim até o momento.
À minha mãe, Sonia, pela nítida preocupação e afeto.
À Desidério, que de modo não intencional, incentivou em mim interesse na área de
materiais, agradeço também pela paciência, pelos conselhos e pelo carinho.
À Mariner Serv. Sub. Aquáticos pela oportunidade e por ter disponibilizado
equipamentos para a elaboração desse trabalho.
Ao Douglas pelo tempo cedido e materiais disponibilizados.
5
RESUMO
O relatório tem como finalidade apresentar os aprendizados adquiridos a
partir do Estágio Supervisionado realizado na empresa Mariner Serviços Subaquáticos
Ltda, no setor de Análise e Teste.
Aborda ainda assuntos de fundamental importância para o funcionamento e
integridade das linhas de um sistema de ancoragem, demonstrando a necessidade das
periodicidades das inspeções.
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ABSTRACT
The report aims to present the learnings acquired from the Supervised
Training done in the Company: Mariner Serviços Subaquáticos Ltda in the Analysis
industry and Testing.
Also addresses issues of fundamental importance for the functioning and
integrity of the lines of an anchoring system, demonstrating the importance of the
periodicity of inspections.
7
ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1.1 – Tipos de Plataformas : Fixa, Semi-submersível, Spar, Tension Leg e
FPSO...............................................................................................................................15
Figura 2.1 – Ancoragem em Catenária............................................................................17
Figura 2.2 – Combinação das Ancoragens Catenária e taut-leg.....................................18
Figura 2.3 – Ancoragem em taut-leg...............................................................................18
Figura 2.4 – Ancoragem Vertical....................................................................................19
Figura 2.5 – Tipo de Cabo de Aço...................................................................................21
Figura 2.6 – Desenho esquemático de um cabo de poliéster...........................................22
Figura 4.1 – Pontos críticos na manilha...........................................................................29
Figura 5.1 – Trinca localizada através de inspeção por líquido penetrante......................31
Figura 5.2 – Trinca interna................................................................................................31
Figura 6.1 – Manilha reta para cabo de poliéster..............................................................33
8
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 2.1 – Arranjos de Amarra.....................................................................................20
Tabela 2.2 – Classificadora de Amarras...........................................................................20
Tabela 2.3 – Tipos de Manilha.........................................................................................22
Tabela 2.4 – Classificação de elos....................................................................................24
Tabela 5.1 – Composição química da manilha................................................................32
Tabela 6.1 – Fabricante e capacidade da Manilha de poliéster.........................................32
ÍNDICE
9
1 INTRODUÇÃO....................................................................................................10
1.1 A INSTITUIÇÃO.....................................................................................10
1.2 HISTÓRICO DA MARINER...................................................................11
1.3 POLÍTICA DA QUALIDADE, SEGURANÇA, MEIO AMBIENTE E
SAÚDE OCUPACIONAL...................................................................................13
2 SISTEMA DE ANCORAGEM.........................................................................13
2.1 A ATUAÇÃO DE UM SISTEMA DE ANCORAGEM DE UNIDADE
FLUTUANTE...........................................................................................15
2.1.1 Ancoragem em Catenária..............................................................16
2.1.2 Ancoragem em Taut-leg.................................................................17
2.1.3 Ancoragem Vertical.......................................................................19
2.2 PRINCIPAIS COMPONENTES DO SISTEMA DE ANCORAGEM....19
2.3 PROBLEMAS ENCONTRADOS EM UM SISTEMA DE
ANCORAGEM........................................................................................24
3 DESCRIÇÃO DE ATIVIDADES PARA MATERIAIS DE ANÁLISE E
TESTE OU FALHA...........................................................................................25 3.1 COLETA E RECEBIMENTO DE MATERIAIS.....................................25
3.2 PREPARAÇÃO DO MATERIAL NA ÁREA DE ANÁLISE E TESTE
..................................................................................................................26
3.3 EXECUÇÃO E ENCERRAMENTO DO SERVIÇO..............................26
4 INSPEÇÃO............................................................................................................27
4.1 INSPEÇÃO EM MANILHAS..................................................................28
4.1.1 Área crítica nas Manilhas.............................................................28
4.2 TÉCNICAS DE INSPEÇÃO....................................................................29
5 ANÁLISE DE FALHA DE MANILHA...........................................................30
5.1 ANÁLISE QUÍMICA...............................................................................32
6 MANILHA DE ANÁLISE TESTE...................................................................32
6.1 INSPEÇÃO POR PARTÍCULA MAGNÉTICA......................................33
6.2 RESULTADOS.........................................................................................33
7 CONCLUSÕES...................................................................................................34
REFERÊNCIAS..............................................................................................................35
1 INTRODUÇÃO
10
O relatório visa relatar as experiências adquiridas como estagiário na
empresa Mariner Serviços Subaquáticos Ltda, atendendo aos requisitos da matéria
Estágio Supervisionado para a graduação no curso de Engenharia de Petróleo.
O presente estudo tem como finalidade descrever a rotina de trabalho do
setor de análise e teste ou falha, cujo trabalho principal é a análise do dimensionamento
dos elementos estruturais sofridos por manilhas usadas em amarras no sistema de
ancoragem de uma unidade flutuante,
Sistema de ancoragem é um conjunto de elementos capazes de manter a
unidade flutuante em equilíbrio sem a ajuda de posicionamento dinâmico. Composto
por um conjunto de linhas, a composição e o número das linhas são calculados com o
objetivo de manter a unidade flutuante dentro dos limites horizontais (deriva ou offset),
e cada linha é ancorada no solo marinho por âncoras ou estacas-torpedo. Estas linhas
são compostas pela combinação de amarras, cabos de aço e ou poliéster que são
conectados entre si por manilhas, elos e soquetes. As falhas nas linhas ocorrem
principalmente nas conexões, por tanto se deve utilizar o menor número possível de
conexões e antes de serem instaladas devem ser rigorosamente inspecionadas.
1.1 A INSTITUIÇÃO
A Mariner Serviços Subaquáticos Ltda Iniciou suas atividades a cerca de 20
anos no campo da instalação e manutenção de estruturas submersas.
A Mariner Serviços Subaquáticos Ltda é a matriz, localizada na rua
Olympio Rodrigues Passos nº 14 - Loja 01 - Bairro Jabour -, na cidade de Vitória – ES.
11
O estágio será realizado na filial localizada na Avenida Zen, S/Nº. - Quadra: B – Lotes
1, 2 e parte do 3 – Mar do Norte, na cidade de Rio das Ostras.
1.2 HISTÓRICO DA MARINER
Desde que iniciou suas atividades há cerca de vinte anos, a Mariner vêm
buscando um constante aperfeiçoamento no campo da instalação e manutenção de
estruturas submersas. Em 1996 iniciou a diversificação de suas atividades e hoje, opera
em diversas atividades tais como:
Mergulho raso profissional até 50 ms.
Montagens e reparos de estruturas submersas.
Inspeções subaquáticas através de inspetor certificado pela
ABENDE/SEQUI.
Inspeções visuais.
Inspeções com emprego de testes não destrutivos. Medição de potencial
eletroquímico.
Medição de espessura de parede por ultra-som.
Detecção e dimensionamento de trincas com emprego de partícula
magnética ou aparelhos de correntes parasitas.
Fotografia submarina.
Televisionamento submarino.
Salvamento e reflutuações.
Corte e solda submarinos.
Dragagens e derrocagens.
Lançamentos e reparos em dutos e emissários submarinos.
12
Concretagem submarina.
Operação e manutenção de quadros de bóias de sistema de produção de
petróleo “offshore”.
Trepanação, instalação de sensores e monitoração em dutos.
Manutenção, instalação e recuperação de sistemas de proteção catódica.
Serviços de programação, controle, preparo, triagem, manutenção,
preservação, inspeção e teste de materiais de ancoragem e de Terminais Oceânicos.
Inspeção, testes, reparos, preservação, tratamento térmico e
reclassificação de amarras e acessórios.
Inspeção, recuperação, testes, reclassificação e preservação de âncoras e
seus assessórios.
Caldeiraria e pintura industrial.
Inspeção e ensaios não destrutivos.
Com serviços prestados para diversos clientes em vários locais do país, a
empresa tem a Petrobrás como seu maior cliente com mais de quarenta trabalhos
atendidos.
A Mariner tem por regra, utilizar os melhores equipamentos encontrados
nos mercados nacional ou internacional, bem como, proporcionar contínuo treinamento
para seu pessoal. Com isso, busca atender às necessidades técnicas de cada cliente com
a utilização de mão de obra específica e equipamentos de última geração.
Para regular e controlar suas atividades a empresa baseia-se numa política
de Sistema de Gestão Integrada – SGI – que segue rigorosamente as diretrizes das
normas ISO 9001, ISO 14001 e OHSAS 18001. Esta linha de ação nos garante o rígido
atendimento às normas que regem a preservação do Meio Ambiente, a Segurança e a
Saúde Ocupacional.
13
1.3 POLÍTICA DA QUALIDADE, SEGURANÇA, MEIO AMBIENTE E SAÚDE
OCUPACIONAL.
A Mariner Serviços Subaquáticos Ltda, visando a atender as necessidades
de seus clientes, a proteção do Meio Ambiente, a Saúde e a Segurança de seus
funcionários, afirma o seguinte compromisso e assegura:
Prestar serviços nas atividades “offshore” e “onshore” para processos de
mergulho, marinharia e ancoragem que atendam as necessidades dos clientes e das
partes interessadas;
Atender os requisitos regulamentares e estatutários, normas, exigências
contratuais e os requisitos não-declarados pelos clientes;
Melhorar continuamente o desempenho da organização e dos processos
através do estabelecimento de objetivos mensuráveis avaliando-os sistematicamente
quanto sua consistência, eficácia e eficiência;
Desenvolver e Capacitar todo pessoal da organização, tornando-os aptos
a atuarem com responsabilidade e autoridade necessária para o Sistema de Gestão
Integrado.
2 SISTEMA DE ANCORAGEM
São muitos os desafios encontrados na indústria de Petróleo, e a exploração
em águas profundas foi um deles. Em unidades de produção terrestre ou em lâminas
d’água rasas as plataformas são fixadas por estruturas modulares de aço na sua maioria.
Já em águas profundas seria inviável o uso de modulares de aço, utiliza-se então as
Plataformas citadas abaixo:
Tension leg - são ancoradas por tendões (estruturas tubulares) fixos ao
fundo do mar por estacas e mantidos esticados pelo excesso de flutuação da plataforma,
o que reduz severamente o movimento de heave desta, permitindo a completação seca.
Spar - Consiste de um cilindro vertical de aço de grande diâmetro,
ancorado, operando com um calado de profundidade constante de cerca de 200 metros,
14
o que gera apenas pequenos movimentos verticais e, conseqüentemente, possibilita a
adoção de risers rígidos verticais. Neste tipo de plataforma há utilização de supressores
de vórtices em torno do cilindro com o objetivo de inibir vibrações.
FPSO - Os navios FPSO’s surgiram para atender os desafios de
escoamento da produção em águas profundas. Consiste em uma unidade estacionária de
produção que utiliza um navio ancorado, o qual suporta no seu convés uma planta de
processo, armazenamento do óleo produzido e permite o escoamento da produção para
outro navio, chamado aliviador, que periodicamente, amarrado no FPSO para receber e
transportar o óleo até os terminais petrolíferos.
Semi-Submersível – são compostas de uma estrutura de um ou mais
conveses, apoiada por colunas em flutuadores submersos. São estabilizadas pelas
colunas, produção ou perfuração, que são responsáveis por gerar o empuxo necessário
para a sua sustentação.
Possui dois tipos de sistema responsáveis pelo posicionamento da unidade:
Sistema de posicionamento dinâmico, propulsores no casco acionado por computador
que restauram a posição e Sistema de Ancoragem, vínculos físicos existentes entre a
plataforma e o leito marinho e que permitem manter o posicionamento em condições
ambientais adversas. Os esforços sofridos por estes vínculos que consistes em amarras,
cabos de aço, cabos de poliéster e conexões: manilhas e elos será o estudo de caso deste
trabalho.
Figura 1.1 – Tipos de Plataformas : Fixa, Semi-submersível, Spar, Tension Leg e FPSO.
15
Um sistema de ancoragem é composto por amarras, cabos de aço e ou
poliéster, que mantém a plataforma em equilíbrio, sem a ajuda de posicionamento
dinâmico, estas são ancoradas no solo marinho. Os sistemas de ancoragem são
projetados de maneira que os deslocamentos e os passeios no plano horizontal sejam o
menor possível e possuem um fator de segurança que geralmente suportam toda a vida
produtiva da plataforma, porém é necessário inspeções periódicas nas linhas a fim de
manter a integridade dos componentes.
2.1 A ATUAÇÃO DE UM SISTEMA DE ANCORAGEM DE UNIDADE
FLUTUANTE
Uma unidade flutuante está sujeita às forças dos ventos, ondas e correntes
marítimas, as linhas de ancoragem têm a função estrutural de fornecer forças de
restauração para manter em posição as plataformas semi-submersíveis ou os navios.
Para oferecer a força de restauração necessária às linhas de ancoragem são resignados
em catenária (ancoragem convencional) ou utilizadas como linhas retesadas (taut-leg)
ou tendões.
16
O sistema de ancoragem tem como finalidade restringir ao máximo os
deslocamentos das embarcações, um sistema de ancoragem se diz rígido quando o força
de restauração é maior que o offset. Quando maior a força de restauração e menor o
offset, maior a rigidez do sistema, quando menor a força de restauração e maior o offset,
menor será a rigidez.
A seguir, será apresentada uma descrição sucinta dos elementos de
restauração.
2.1.1 Ancoragem em Catenária
Na ancoragem em catenária as linhas amarração precisam ter grande parte
de seu comprimento encostado no solo marítimo, assim as forças transferidas para a
âncora são apenas com direção horizontal, com isso o próprio atrito da amarra com o
fundo do oceano auxilia a resistir à carga. As linhas de ancoragem encostadas no solo
marinho proporcionam grandes raios de ancoragem, que aumentam com a profundidade,
ou seja, os raios são ainda maiores quanto maior for a profundidade de instalação da
plataforma (Figura 2.1). A principal desvantagem é o congestionamento de linhas de
unidades próximas, interferindo diretamente no posicionamento das mesmas,
juntamente com os equipamentos submarinos.
Figura 2.1 – Ancoragem em Catenária.
17
2.1.2 Ancoragem em Taut-leg
A ancoragem taut-leg foi configurada a fim de reduzir os diâmetros da
amarração catenária (Figura 2.2). Neste caso as linhas ficam tensionadas, sendo assim
os esforços são transmitidos horizontalmente e verticalmente e não precisam ter parte do
seu comprimento em contato com o solo, reduzindo o raio de ancoragem para cerca de
1,5 a profundidade de instalação da plataforma (Figura 2.3). Este tipo de ancoragem
reduz os offsets devido a diminuição do raio de ancoragem.
Para o sistema taut-leg, é necessário que as linhas de ancoragem sejam mais
flexíveis com uso de cabos de poliéster ou cabos de aço com sistema de molas.
Figura 2.2 – Combinação das Ancoragens Catenária e taut-leg.
18
Figura 2.3 – Ancoragem em taut-leg
19
2.1.3 Ancoragem Vertical
A ancoragem vertical baseia-se na utilização de tendões verticais que
precisam estar sempre tracionados devido ao excesso de empuxo proveniente da parte
submersa da embarcação. Os tendões podem ser de cabo de aço ou material sintético,
proporcionando alta rigidez no plano vertical e baixa rigidez no plano horizontal. A
força de restauração no plano horizontal é fornecida pela componente horizontal da
força de tração nos tendões. Este tipo de ancoragem é usado principalmente em
plataformas TLP (Tension Leg Platform), mas também pode ser adotado por bóias,
monobóias, entre outras. A Figura 2.4 ilustra esse tipo de ancoragem.
Figura 2.4 – Ancoragem Vertical.
2.2 PRINCIPAIS COMPONENTES DO SISTEMA DE ANCORAGEM
20
Uma unidade estacionária de produção ou perfuração são ligadas ao fundo
do mar por cabos de aço, poliéster e/ou amarras, que são elementos fundamentais da
linha de ancoragem, ao longo de uma linha de ancoragem existem acessórios que tem
como na sua maioria a função de conectar uma amarra a outra ou a algum cabo ou a
equipamentos.
Amarra - São as correntes formadas por elos, conforme a tabela 2.1,
destinada a amarrar a unidade flutuante à âncora. São usadas na ancoragem de
embarcações, em geral fabricadas com aço carbono ou de baixa liga. Possuem elevada
vida útil e grande resistência à abrasão, o que as torna ideais para uso nos trechos de
entrada da linha de ancoragem na unidade (superfície do mar) e em contato com o solo
marinho.
O peso linear elevado é propriedade muito importante para o trecho apoiado
no solo quando o sistema de ancoragem é em catenária. Em compensação, as amarras,
pelo seu alto peso linear e custo elevado, não são indicadas para o trecho intermediário,
entre o fundo do mar e 100 m de profundidade, próximo a entrada da UEP.
As amarras são classificas em oceânicas ou navais. As amarras oceânicas
são utilizadas para ancoragem de unidades flutuantes em alto-mar. Amarras navais são
destinadas a navios de águas abrigadas.
O tamanho de uma amarra é definido pelo diâmetro nominal da barra de
aço. As amarras são classificadas em graus que variam de acordo com a resistência
mecânica ou tração de ruptura. O tipo de tratamento térmico sofrido pelo elo durante
sua fabricação é o que determina o maior ou menor grau, indicado na tabela 2.2.
Tabela 2.1 – Arranjos de Amarra
Tabela 2.2 – Classificadora de Amarras
Extremidade com elos comuns
Extremidade com elo final e
alongado
21
Cabo de Aço - Os cabos de aço são mais resistentes ao manuseio do que os
cabos de poliéster, têm diâmetro menor para a mesma carga máxima, são menos
sensíveis a danos de abrasão, podendo tocar no solo marinho durante a instalação. O
cabo de aço tipo Spiral Strand é utilizado em unidades flutuantes que são projetadas
para permanecer por mais de 5 anos no mesmo local devido à sua maior resistência à
fadiga e a corrosão, possui sucessivas camadas de fios torcidos em direções opostas,
gerando um cabo balanceado ao torque e muito sensível a danos no manuseio. A figura
2.5 ilustra os tipos de cabo de aço.
Figura 2.5 – Tipo de Cabo de Aço
Cabo de Poliester – Cabos de Fibras sintéticas trançados, usados em
ancoragem pelo baixo peso e capacidade de absorver as cargas ambientais,
transformando-as em deformação elástica.
São mais leves, porém com um diâmetro para a mesma carga mínima de
ruptura (MBL- Minimum Breaking Load) e possuem características elásticas que
viabilizam a instalação de sistemas de ancoragem taut leg (menor raio de ancoragem).
São mais caros que os cabos de aço e mais baratos que as amarras. São muito sensíveis
à abrasão e a contaminação por toque no fundo do mar (ingressos de grão de areia). A
figura 2.6 mostra um desenho esquemático de um cabo de poliéster.
22
Figura 2.6 – Desenho esquemático de um cabo de poliéster.
Manilhas – Acessório formado por duas partes facilmente desmontáveis, um
corpo de barra metálica em forma de U e um pino passando através de olhais em ambas
extremidades. A tabela 2.3 ilustra os tipos de manilhas.
Tabela 2.3 – Tipos de Manilha.
Tipo Ilustração
Reta
Curva
23
De união tipo D
De âncora
De união final
Elo - Componente que compõe a amarra. Também é usado como acessório
quando sua finalidade é ligar duas seções de amarra. Os elos são classificados conforme
a tabela 2.4.
Tabela 2.4 – Classificação de elos
24
2.3 PROBLEMAS ENCONTRADOS NO SISTEMA DE ANCORAGEM
Um projeto de ancoragem será especifico para o ambiente onde a
embarcação será instalada. Devem ser analisadas as condições ambientais que a
embarcação está sujeita, o tamanho da embarcação, os arranjos das linhas que podem
ser utilizados, o tempo que a embarcação ficará ancorada, após essa análise serão
determinados o arranjo das linhas, a configuração geométrica de cada linha, os matérias
utilizados para as linhas de ancoragem, bem como seus componente e resistências, serão
determinados também as limitações como: o offset máximo, a tensão máxima que a
linha pode chegar (coeficiente de segurança), a carga máxima que a âncora pode
suportar e o comprimento mínimo das linhas.
A escolha do projeto influenciará tanto nos custos como na qualidade do
sistema de ancoragem. Um estudo de viabilidade e análises de ancoragem é necessário
para se chegar à máxima eficiência e economia.
Um dos problemas que um Sistema de Ancoragem enfrentará é o passeio
das embarcações, ou seja, o offset, distância percorrida a partir do ponto inicial. A
posição das ancoras dos conjuntos de linhas de ancoragem devem minimizar o offset e
serão influenciadas pela posição da embarcação e pelo comprimento da linha de
ancoragem.
25
Outro fator que influencia bastante no Sistema de Ancoragem e pode vir ser
tornar um problema é a resistência dos materiais utilizados em cada linha, estes devem
suportar os esforços sofridos, como a ação do ambiente, os atritos entre a linha e o solo
marinho e os deslocamentos, lembrando que estes fatores implicam na tensão máxima
que a linha deve chegar.
3 DESCRIÇÃO DE ATIVIDADES PARA MATERIAIS DE ANÁLISE E TESTE
OU FALHA
Existem duas condições em que o material chega para ser inspecionado:
Análise e teste: Possui o intuito de verificar a integridade das demais linhas
instaladas.
Falha: Tem sua função por conta de um dano operacional ou material.
A Mariner Serviços Subaquáticos utiliza dois Sistemas em conjunto com a
Petrobras para a gestão, gerenciamento e rastreabilidade desses materiais, que são os
seguintes:
SGMO - Sistema de Gestão de Materiais e Ocorrência: Sistema que faz a
gestão dos serviços a serem executados nos materiais de análise e testes e falhas.
SGRMAT - Sistema de Gerenciamento e Rastreabilidade de Materiais:
Sistema que gerencia a rastreabilidade dos materiais de ancoragem da Petrobras.
A maioria dos materiais da ancoragem, são identificados por tag, cada
material possui um único Tag, e com este, o material é cadastrado no SGRMAT. Caso o
material recebido não esteja taqueado, é solicitado um tag novo através do SGRMAT.
3.1 COLETA E RECEBIMENTO DE MATERIAIS
1 - Todo material que se enquadra como análise e teste ou falha deve ser
identificado previamente no local de origem, através de lacre do cliente, na ausência,
lacre de outra empresa ou marcador industrial.
2 - Cabe ao responsável pela coleta do material, além de identificar por lacre
ou marcador industrial, abrir um registro no SGMO, com as definições para aquele
26
material. Caso tenha dois ou mais materiais recolhidos da mesma linha ou origem e na
mesma data, deve ser agrupado em um mesmo registro de atendimento no SGMO.
3 - No momento da chegada, cabe ao responsável de análise e testes,
preencher o formulário de recebimento de materiais de análise e teste a fim de levantar
informações básicas do material para que seja dado prosseguimento no tratamento.
4 - Depois de realizado o preenchimento do formulário, o mesmo deve ser
encaminhado para o responsável de análise e teste.
3.2 PREPARAÇÃO DO MATERIAL NA ÁREA DE ANÁLISE E TESTE
O responsável de análise e teste recebe o formulário do material, analisar o
quantitativo de materiais e avaliar espaço físico para armazenamento do mesmo. Logo
após, realizar inspeção visual e dimensional do material, atualizando no SGRMAT
informações como número do relatório de inspeção e posição física do material na área
de análise e testes, conforme procedimento de inspeção do material e encaminhar para o
gestor do SGMO.
3.3 EXECUÇÃO E ENCERRAMENTO DO SERVIÇO
Buscar o número do registro aberto no SGMO para tratamento do material
analisado seguindo o tratamento abaixo para cada tipo de serviço:
1) Análise Metalúrgica e da Falha: Material ou parte dele deve ser enviado
para o laboratório responsável pela análise.
2) Confecção de Amostras Testemunhos: Geralmente empregado para
amarras. Material extraído de outro com dimensões estabelecidas pelo cliente, para ser
posteriormente estudado. Depois de retirada deve ser segregada na área de análise e
testes.
3) Inspeção Eletromagnética: Deve ser programada junto à empresa
responsável da inspeção e Mariner que vai auxiliar na inspeção.
4) Inspeção por Líquido Penetrante: Deve ser programada junto ao setor de
programação de serviços da Mariner.
27
5) Inspeção por Partícula Magnética: Deve ser programada junto ao setor de
programação de serviços da Mariner.
6) Inspeção por Ultra-Som: Deve ser programada junto à empresa
responsável da inspeção.
7) Inspeção Visual / Dimensional: É a primeira inspeção realizada no
material, geralmente a partir dela que se define uma inspeção complementar pelo
cliente. Deve ser realizada para todos os materiais que são recebidos no setor de análise
e testes. Deve ser gerado relatório de inspeção conforme procedimento de inspeção do
material.
8) Localização de Material: Rastrear fisicamente o material solicitado.
9) Metalografia: Material ou parte dele deve ser enviado para o laboratório
responsável pela análise através de RT emitida pelo sistema SAP.
10) Pesagem de Arames Cabo de Aço: Retirada de amostra com
comprimento de um metro, sendo, dois trechos de 500 mm. Os arames devem ser
separados individualmente, e identificados se faz parte das pernas ou da alma.
Identificar construção do cabo. Após preparação os trechos devem ser lubrificados e
enviados para o laboratório.
11) Reservar Material Estoque: Reservar o material direto para estoque,
após inspeção visual / dimensional.
12) Separação Material para Posterior Análise: Separar material
devidamente identificado para o setor de análise e testes para posterior análise.
13) Teste de Conexão: Teste efetuado em dois materiais com finalidade de
se verificar a possibilidade ou não de conexão. É gerado um relatório padrão de
montagem.
14) Teste de Ruptura: Deve ser retirado o comprimento mínimo do corpo
de prova conforme norma ou definição do cliente. Deve ser levado em consideração tipo
de terminação e comprimento mínimo para a máquina de teste do local onde será
enviado para análise, que deve ser enviado para o laboratório.
4 INSPEÇÃO
28
Normalmente as falhas nas linhas de ancoragem ocorrem nas conexões,
então para qualquer que seja o acessório deve-ser verificar a existência de corrosão,
trincas, deformações e desgastes.
A inspeção deve ser feita periodicamente, a ser determinada em função das
condições de uso de cada acessório pelo órgão de inspeção responsável.
Recomenda-se que o período máximo para a inspeção de acessórios seja
igual ou inferior a 1 ano, porém caso o acessório sofra uma utilização anormal ou
indevida, o acessório deve ser separado para inspeção.
Durante as inspeções deve-se consultar os registros de inspeções anteriores,
bem como a documentação relativa à rastreabilidade de fornecimento, quando for
recebimento de acessório novo ou transferido para unidade.
Acessórios como soquetes e manilhas não devem ser recuperados.
4.1 INSPEÇÃO EM MANILHAS
Deformações plásticas apresentadas pela manilha ou pelo pino são causas
para suas substituições. Manilhas apresentando trincas, mossas, desgastes no pino e/ou
corpo igual ou superior a 10% do diâmetro de projeto devem ser substituídas.
4.1.1 Área crítica nas Manilhas
São áreas críticas no pino da manilha, as regiões de concentração de tensão.
São elas:
Os últimos filetes da rosca junto ao corpo.
A união de sua cabeça e o seu corpo.
Estas áreas devem ser inspecionadas com bastante rigor, e deverá ser
reprovadas aquelas que apresentar trincas.
São áreas críticas da manilha:
A união de seu olhal com o corpo
O arco da manilha
A figura 4.1 mostra alguns pontos críticos da manilha
Figura 4.1 – Pontos críticos na manilha.
29
4.2 TÉCNICAS DE INSPEÇÃO
As técnicas de inspeção utilizadas em acessórios de uma linha de ancoragem
são:
Inspeção Visual e Dimensional: Ensaio não destrutivo e normalmente
precede qualquer outro ensaio. A sua principal função é fornecer dados quantitativos
(além das informações qualitativas), mais facilmente que outros ensaios não destrutivos.
Inspeção por Partículas Magnéticas (PM): é utilizado na localização
descontinuidades superficiais e sub-superficiais em materiais ferromagnéticos e pode
ser aplicado tanto a peças acabadas quantosemi-acabadas e durante as etapas de
fabricação. Ele é baseado no princípio de que as linhas de campo magnético em um
material ferromagnético são distorcidas por uma interrupção na continuidade do
material, que pode ser provocada por variações dimensionais abruptas, presença de
descontinuidades estruturais (como trincas e porosidades) ou presença de qualquer
material (inclusões) com propriedades magnéticas diferentes do metal base. Se estas
descontinuidades são abertas à superfície ou se estão suficientemente próximas à
mesma, as linhas de fluxo distorcidas nesta região darão origem aos chamados campos
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de fuga, promovendo o aparecimento de pólos magnéticos, capazes de atrair partículas
magnetizáveis para esta região, revelando-as.
Inspeção por Líquido Penetrante (LP): O ensaio por Líquidos Penetrantes
é considerado um dos melhores métodos de teste para a detecção de descontinuidades
abertas à superfície em diferentes matérias isentos de porosidade, tais como: Metais
Ferrosos e Não-Ferrosos, Ligas Metálicas, Cerâmicas, Vidros, alguns tipos de Plásticos
ou materiais organo-sintéticos. Este método está baseado no fenômeno da capilaridade
que é o poder de penetração de um líquido em locais extremamente pequenos devido a
suas características físico-químicas como a tensão superficial. Descontinuidades em
materiais fundidos tais como gota fria, trincas de tensão, descontinuidades de fabricação
tais como trincas, costuras, dupla laminação, sobreposição de material ou ainda trincas
provocadas pela fadiga do material ou corrosão sob tensão, podem ser facilmente
detectadas pelo método de Líquido Penetrante.
Os Ensaios Não-Destrutivos também oferecem as garantias necessárias
quanto a qualidade, redução de custos, garantia dos negócios e segurança são
requeridos, tanto para já existentes quanto para novas instalações. Os Ensaios Não-
Destrutivos diminuem o risco de vazamentos ou outros defeitos, que aumentam a
integridade e segurança na instalação e podem reduzir custos.
Caso os acessórios tenham sido aprovados na inspeção visual, estes devem
ser inspecionados por partículas magnéticas, caso haja alguma região que impossibilite
este tipo de inspeção, deve-se utilizar a inspeção por líquido penetrante.
5 ANÁLISE DE FALHA DE MANILHA
A análise em questão é de uma manilha integrante de uma linha de
ancoragem que se rompeu na P-34. A manilha foi enviada a Petrobras para posterior
envio ao laboratório onde serão realizadas as seguintes análises: análise química,
metalográfica, ensaios de tração, ensaios Charpy e medidas de dureza.
Após o recebimento na Petrobras a manilha é encaminhada ao canteiro da
Mariner, onde foram realizadas as primeiras inspeções para a caracterização da falha.
Através de ensaios não destrutivos com liquido penetrante, foram
localizadas trincas no arco interno e externo da manilha, que podem ser vistos na figura
5.1 e 5.2. A caracterização das trincas foi realizada através de macrografias e
31
micrografias realizadas em microscópio óptico e eletrônico de varredura e análise
química.
Figura 5.1 – Trinca localizada através de inspeção por líquido penetrante
Figura 5.2 – Trinca interna
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5.1 ANÁLISE QUÍMICA
Conforme a tabela abaixo, o aço da manilha apresenta baixa liga Ni, Cr e
Mo e com teores de fósforo e enxofre de acordo com a Norma IACS W22.
Tabela 5.1 – Composição química da manilha.
Si Mn Al Cr C Ni Cu Mo P S
0,25 0,42 0,022 2,02 0,25 1,80 0,27 0,29 0,020 0,026
6 MANILHA DE ANÁLISE TESTE
Com o intuito de verificar a integridade das manilhas instaladas em um das
linhas de ancoragem da P-38, cinco manilhas foram desinstaladas e por solicitação da
Petrobras foram encaminhadas para o canteiro da Mariner como análise teste para serem
efetuadas as devidas inspeções.
As manilhas são do tipo reta para cabo de poliéster, de aço carbono, com
condições de superfície jateada.
Tabela 6.1 – Fabricante e capacidade da Manilha de poliéster.
TAG Fabricante Capacidade
ITEM 1 M41F MARLOW ROPES 8 PL 4412KN
ITEM 2 M42F MARLOW ROPES 8 PL 4412KN
ITEM 3 M43F MARLOW ROPES 8 PL 4412KN
ITEM 4 M44F MARLOW ROPES 8 PL 4412KN
ITEM 5 M45F MARLOW ROPES 8 PL 4412KN
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Figura 6.1 – Manilha reta para cabo de poliéster.
6.1 INSPEÇÃO POR PARTÍCULA MAGNÉTICA
Para a inspeção das manilhas o equipamento utilizado foi o Yoke, do
fabricante Metal Chek e modelo HMM6. O equipamento funciona da seguinte maneira:
A corrente alternada produz na peça um campo magnético com capacidade de detecção
de defeitos superficiais e subsuperficiais. A flexibilidade das pernas permite que o
campo seja direcionado precisamente para a área de inspeção desejada.
O pó magnético utilizado e o condicionador também são da Metal Chek, a
água como veículo e a partícula magnética via úmida colorida.
6.2 RESULTADOS
A inspeção por partícula magnética foi realizada nas regiões da manilha de
acordo com a orientação do setor de análise teste.
Não foi encontrada presença de descontinuidades (trincas), sendo assim, o
material encontra-se isento de anomalias.
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7 CONCLUSÕES
Após o término do estágio pude concluir que inspeções realizadas nos
materiais de ancoragem possuem um a valor muito significativo para que não haja
falhas no sistema. As inspeções periódicas ajudam a evitar rompimento de linhas e
indicam os tipos de esforços que o material está submetido.
Os acessórios que possuem a finalidade de conectar amarras, cabos de
poliéster e/ou aço, apresentam o maior índice de falha em uma linha de ancoragem.
Qualquer que seja a deformação plástica sofrida justifica a troca da conexão que não
deve ser recuperada.
Adquiri conhecimentos e um pouco de experiência na área de inspeção de
materiais, aprendi na prática como funcionam inspeções por Partículas Magnéticas e
Líquidos Penetrantes, ensaios que garantem a garantia do material tanto para já
existentes quanto para novas instalações.
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REFERÊNCIAS
[1] BERR, F.P., JÚNIOR, E.R.J., Resistência dos Materiais – 3ª Ed. – São
Paulo: Pearson Makron Books, 1995.
[2] COSTA, L. C., GOLÇALVES, R. C. F., “Inspeção em Linhas de
Ancoragem de Unidades de Produção”; XXI Congresso Nacional de Ensaios Não
Destrutivos, Salvador, agosto, 2002.
[3] RODRIGUES, M.L, MATOS, V.F.L, DIAS C.A.N, “Análise Estrutural
de Âncora de Carga Vertical”, Departamento de Engenharia Naval e Oceânica da USP,
São Paulo.
[4] Conceitos Básicos sobre Cálculos de Sistemas de Ancoragem utilizando
– Bureau Veritas do Brasil, Março de 2000.
[5] NBR ABNT 15103, “Amarras e Acessórios – Classificação, designação
e definição”, 2004.
[6] Petrobras N-2170, “ Inspeção em Serviços de Acessórios de Carga”,
2004.
[7] ABNT CB/50 – Projeto 50:002.03-006, “Movimentação de Carga –
Manilha”, 2008.
