Detecção de trincas de fadiga por Emissão Acústica
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- Fátima Back Castilhos
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1 Detecção de trincas de fadiga por Emissão Acústica GRINSP Mauro Duque de Araújo Arilson Rodrigues da Silva Cláudio Allevato
2 Emissão Acústica Objetivo: Ouvir sons produzidos pela propagação de trincas por fadiga Pré-Amplificador Amplificador Filtros
3 Assinatura típica de EA de descontinuidades ou ruídos Vazamento / fluxo Contato mecânico / Abrasão Propagação de trincas Empolamento por hidrogênio Trinca confirmada EMI / RFI
4 Estratégias para detecção de trincas 1. SOBRETENSÃO EM SERVIÇO EM TESTE DE PRESSÃO Efeito Kaiser Ausência de EA até que a máxima carga anterior seja excedida. Dunegan Corollary Testes hidrostáticos periódicos detectam descontinuidades em propagação.
5 Estratégias para detecção de trincas 2. Monitoramento Contínuo Campos de Tensões constantes Campos de Tensões Variáveis Em operação normal Em fases especificas - Resfriamento - Aquecimento - Em variações especificas
6 Seleção da Estratégia FATORES: - Objetivo do exame - Mecanismos de deterioração, DDAs associados, locais de ocorrência - Nível de tensões - Variação do Campo de Tensões associado x tempo - Cinética de nucleação e propagação das trincas - Analise de riscos Próximo
7 Seleção da Estratégia FATORES: Nível de Tensões Carregamento de pressão durante TH Carregamento de tensão térmica durante operação A tensão efetiva máxima é de 80 MPa A tensão efetiva é de 1123 MPa, 14 vezes maior que a máxima durante teste Voltar
8 Seleção da Estratégia FATORES: Campo de Tensões associado X Tempo Voltar
9 CASO 1 - CST
10 1- REATOR Material: AISI 304 (Encruado e Martensítico) Pressão de operação: 5Kgf/cm 2 Temperatura: 100º C Regime operacional: Contínuo Estratégia escolhida Monitoramento contínuo Fluido : Hidrocarbonetos + Soda caustica Mecanismo de deterioração: CST Danos: Trincas Local: Tampo inferior Tensões associadas: Tensões de pressão + Tensões residuais Cinética de nucleação/propagação: Desconhecida e possivelmente rápida Conseqüência da falha: Grave Risco Alto
11 Corrosão sob Tensão - CST Voltar
12 Monitoramento continuo Gráfico de acompanhamento de atividades de EA V IV III II I DIA DE MONITORAÇÃO ch 1 ch 2 ch 3 ch 4 ch 5 ch 6 ch 7 ch 8 I II III IV V AE Calls
13 CASO 2 FADIGA MECÂNICA
14 2.1 - VASO DE PRESSÃO Objetivo: Detecção de trincas de fadiga Material: Aço Carbono Pressão de operação: 8Kgf/cm 2 Temperatura: 40º C Regime operacional: Cíclico Fluido : N2 + carvão Mecanismo de deterioração: Fadiga Mecânica Danos: Trincas Local: Casco Estratégia escolhida Monitoramento contínuo por 5 horas Ou Sobrepressão Tensões associadas: Tensões de pressão Cinética de nucleação/propagação: Não determinada, provavelmente baixa Conseqüência da falha: Grave Risco Alto
15 Fadiga Mecânica Voltar
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17 2.2 - CILINDROS DE GAS SEM COSTURA Objetivo: Detecção de trincas Material: A GR70 Pressão de operação: 2100 PSI Temperatura: 25º C Sobrepressão Regime operacional: Cíclico Fluido : Hidrogênio Mecanismo de deterioração: Fadiga Mecânica Danos: Trincas Local: Casco e Tampos Tensões associadas: Tensões de pressão Cinética de nucleação/propagação: Determinada Conseqüência da falha: Grave Risco Alto
18 Equipamento inspecionado
19 TRAÇO PARA REGIÃO DA RÉPLICA 1 SOBRE SOLDA DE SELAGEM INDICANDO PRESENÇA DE DESCONTINUIDADES (TRINCAS ). TRINCA DETECTADA.
20 CASO 3 FADIGA TÉRMICA
21 3.1 - REATOR Objetivo: Monitorar evolução de trincas existentes Material: A SAF 2205 Pressão de operação: 19 Kgf/cm 2 Temperatura: 200º C Regime operacional: Cíclico Fluido : Soda Caustica Estratégia escolhida Monitoramento contínuo durante Aquecimento + Teste hidrostático Mecanismo de deterioração: Corrosão-Fadiga / Fadiga Térmica Danos: Trincas Local: Boca de visita Tensões associadas: Tensões térmicas Cinética de nucleação/propagação: Desconhecida Alta (calculada) Conseqüência da falha: Grave Risco Alto
22 Fadiga Térmica Voltar
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24 Monitoramento durante aquecimento Monitoramento durante TH
25 3.2 - CALDEIRA Objetivo: Identificar a presença de trincas Material: A Pressão de operação: 32 Kgf/cm 2 Temperatura: 290º C Regime operacional: Cíclico Estratégia escolhida Monitoramento contínuo durante Resfriamento Fluido: Vapor Mecanismo de deterioração: Fadiga Térmica Danos: Trincas Local: Casco e tampos Tensões associadas: Tensões térmicas Cinética de nucleação/propagação: Baixa Conseqüência da falha: Grave Risco Alto
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28 CASO 4 CORROSÃO-FADIGA
29 1- REATOR Objetivo: Detecção de trincas Material: AISI 304 Pressão de operação: 1,37 Kgf/cm 2 Temperatura: 130º C Regime operacional: Cíclico Estratégia escolhida Monitoramento contínuo em operação por 30 horas Fluido : Poliol Mecanismo de deterioração: Corrosão-Fadiga Danos: Trincas Local: Casco e Tampos Tensões associadas: Tensões Térmicas Cinética de nucleação/propagação: Desconhecida, provavelmente baixa Conseqüência da falha: Grave Risco Alto
30 Corrosão-Fadiga Voltar
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32 Região localizada pelo exame de EA - Confirmada a existência de trincas sob o anel de vácuo
33 Trincas encontradas sob o anel de vácuo
34 temperatura pressão O monitoramento em operação constatou que as atividades de EA ocorrem quando há variações na temperatura
35 CONCLUSÃO O Sucesso do exame por Emissão Acústica depende da seleção correta da estratégia de monitoramento.
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