Sumário. Nota dos Autores... Abreviaturas... Apresentação... Prefácio...

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1 Sumário Nota dos Autores... Abreviaturas... Apresentação... Prefácio... XV XVII XIX XXI 1 Introdução Falhas Mecânicas Fadiga Fadiga mecânica Fadiga térmica Ruptura por Sobrecarga Ruptura por sobrecarga não associada a sobreaquecimento Ruptura por sobrecarga associada a sobreaquecimento Desgaste Erosão/Corrosão-erosão Cavitação Impingimento Falhas Devidas à Corrosão Não Associada a Esforços Mecânicos Corrosão Eletroquímica Corrosão Intergranular Corrosão Seletiva Corrosão Galvânica Corrosão por Pites Corrosão por Célula Oclusa Corrosão por bissulfeto de amônio Corrosão Ácida Corrosão por CO

2 XXIV ANÁLISE DE FALHAS EM EQUIPAMENTOS DE PROCESSO Corrosão por H 2 SO Corrosão por condensação de gases de combustão (dewpoint corrosion) Corrosão por HCl Corrosão por H 2 S Falhas Devidas à Corrosão Associada a Esforços Mecânicos Corrosão sob tensão (CST) CST em meios contendo cloretos CST em meios cáusticos (fragilização cáustica) CST em meios contendo amônia CST por ácidos politiônicos CST em ph próximo ao neutro Corrosão-Erosão Corrosão-Fadiga Falhas Devidas à Corrosão em Altas Temperaturas Oxidação em altas temperaturas/oxidação interna Sulfetação Corrosão Naftênica Corrosão por Cinzas Fundidas Falhas Devidas a Danos Causados por Hidrogênio Empolamento por hidrogênio/trincamento induzido por hidrogênio (TIH)/Trincamento sob tensão por sulfeto (TTS)/ Trincamento por Hidrogênio orientado por tensão (THOT) Ataque pelo hidrogênio em altas temperaturas (AHAT) Trincamento a frio Falhas Devidas à Alteração Metalúrgica Grafitizacão Fragilização por fase sigma Fluência Casos Especiais Referências bibliográfica Glossário

3 Índice de Casos Práticos por Mecanismo de Falhas 2 Falhas Mecânicas 2.1 Fadiga Fadiga mecânica a) Ruptura de niple de vent de uma bomba centrífuga em operação 9 b) Trincamento de poço do termopar c) Ruptura de tirante de um suporte de mola d) Ruptura de niple de dreno de uma bomba centrífuga em operação 21 e) Ruptura de mola de válvula de segurança e alívio de pressão.. 24 f) Trincamento em niple do vent de uma tubulação Fadiga térmica a) Falha em serpentina de vapor de forno de processo Ruptura em lanças de ramonadores de um forno de processo do capítulo 7, item Casos Especiais (capítulo 9) b) Mecanismos de danos em bico de tocha (flare) e) Falha em feixe tubular de um permutador de calor f) Ruptura de palheta da turbina de turbogerador Ruptura por Sobrecarga Ruptura por sobrecarga não associada a sobreaquecimento a) Rupturas em tubos de trocador de calor b) Ruptura de gancho de talha Ruptura por sobrecarga associada a sobreaquecimento a) Ruptura em tubo de forno de processo Desgaste Erosão/Corrosão-erosão Cavitação Impingimento a) Falha em boia de chave de nível de um vaso vertical de condensado Erosão (Abrasão)... 72

4 XXVI ANÁLISE DE FALHAS EM EQUIPAMENTOS DE PROCESSO b) Falha em coletor e tubo da serpentina de vapor de torre extratora Corrosão-erosão Falhas Devidas à Corrosão Não Associada a Esforços Mecânicos 3.1 Corrosão eletroquímica Todos os casos práticos descritos nos capítulos 3 e 4 foram causados por corrosão eletroquímica Todos os casos práticos descritos no capítulo 6, item 6.1 ocorreram devido à geração de hidrogênio atômico, oriundo de reações catódicas da corrosão eletroquímica em meios contendo H 2 S 3.2 Corrosão intergranular Todos os casos práticos de corrosão sob tensão por ácidos politiônicos e corrosão sob tensão em meios cáusticos foram intergranulares 3.3 Corrosão seletiva a) Falha em tubo de permutador de calor Corrosão galvânica a) Falha em espelho flutuante de permutador de calor b) Falha em tubulação de vent de bomba centrífuga Corrosão por pites a) Furo em mangote flexível de gás combustível b) Furo em linhas de gás combustível Deterioração em demister de vaso de sucção de compressor de hidrogênio do capítulo 4, item Casos especiais( capítulo 9) (air cooler) Corrosão por célula oclusa a) Furo em solda entre niple e válvula de dreno de uma tubulação 112 Falha em tubo de permutador de calor do capítulo 3, item Casos especiais( capítulo 9) (air cooler) Corrosão por bissulfeto de amônio a) Ruptura em tubos de trocador de calor durante a operação da planta de processo Corrosão ácida Corrosão por CO Corrosão por H 2 SO Corrosão por condensação de gases de combustão (dewpoint corrosion)

5 ÍNDICE DE CASOS PRÁTICOS POR MECÂNICA DE FALHAS XXVII Corrosão por HCl Corrosão por H 2 S a) Falha em bico soprador de vapor de ramonagem de forno de processo b) Falha em junta de expansão de tubulação de gases para caldeira Falhas Devidas à Corrosão Associada a Esforços Mecânicos 4.1 Corrosão sob tensão (CST) CST em meios contendo cloretos a) Deterioração em demister de vaso de sucção de compressor de hidrogênio b) Trincamento em tubo de serpentina de aquecimento de um tanque de armazenamento c) Falha na serpentina de resfriador de óleo do mancal de uma bomba centrífuga d) Falha em rotor de ventilador (air cooler) e) Falha em feixe tubular de um permutador de calor CST em meios cáusticos (fragilização cáustica) a) Trincamentos em tubulação de uma unidade de processo CST em meios contendo amônia c) Trincamento em tubo de trocador de calor CST por ácidos politiônicos a) Trincas em flange da tubulação de saída de carga de um forno de processo b) Trincamento em revestimento interno (clad) do costado de uma torre de processo CST em ph próximo ao neutro a) Trincamento circunferencial em gasoduto Corrosão-erosão Corrosão-erosão também foi classificada como sendo um mecanismo de desgaste (capítulo 2). Portanto, o caso prático aplicável é Falha em coletor e tubo da serpentina de vapor de torre extratora do capítulo 2, item Corrosão-fadiga a) Trincamento em tubo de resfriador de óleo b) Falha em tubos de permutador de calor

6 XXVIII ANÁLISE DE FALHAS EM EQUIPAMENTOS DE PROCESSO c) Trincamento em tubo de trocador de calor Falhas Devidas à Corrosão em Altas Temperaturas 5.1 Oxidação em altas temperaturas/oxidação interna Todos os casos práticos descritos nos capítulos 5 foram causados por oxidação em altas temperaturas b) Mecanismos de danos em bico de tocha (flare) Oxidação direta 347 f) Ruptura de palheta da turbina de turbogerador Oxidação direta/oxidação interna Sulfetação a) Falha em tubo da convecção de forno de processo b) Vazamentos pelos plugues da carcaça de uma bomba centrífuga 236 Corrosão interna em tubulação do sistema de vácuo de uma unidade de destilação a vácuo do capítulo 5, item Corrosão naftênica a) Corrosão interna em tubulação do sistema de vácuo de uma unidade de destilação a vácuo Corrosão por cinzas fundidas a) Ruptura em tubo de uma caldeira de alta pressão Falhas Devidas a Danos Causados por Hidrogênio 6.1 Empolamento por hidrogênio/trincamento induzido por hidrogênio (TIH)/Trincamento sob tensão por sulfeto (TTS)/Trincamento por hidrogênio orientado por tensão (THOT) a) Falha em solda de selagem de tubos de um gerador de vapor Trincamento sob tensão por sulfeto b) Ruptura em estojos de fixação de tampo flutuante de trocador de calor Caso 1 Trincamento sob tensão por sulfeto c) Ruptura em estojos de fixação de tampo flutuante de trocador de calor Caso 2 Trincamento por hidrogênio orientado por tensão 278 b) Mecanismos de danos em bico de tocha (flare) Empolamento por hidrogênio, Trincamento induzido por hidrogênio Ataque pelo hidrogênio em altas temperaturas (AHAT) a) Falha em anel bipartido de trocador de calor Trincamento a frio a) Trincamento em niple de vent de uma bomba centrífuga

7 ÍNDICE DE CASOS PRÁTICOS POR MECÂNICA DE FALHAS XXIX 7 Falhas Devidas à Alteração Metalúrgica 7.1 Grafitizacão a) Ruptura em tubo de caldeira durante operação Fragilização por fase sigma a) Ruptura em lanças de ramonadores de um forno de processo Falha em junta de expansão de tubulação de gases para caldeira do capítulo 3, item b) Mecanismos de danos em bico de tocha (flare) Fluência a) Trincamento em tubo de teto inclinado de um forno de processo b) Ruptura em tubo de forno de unidade de geração de hidrogênio c) Ruptura em coletor de forno de unidade de geração de hidrogênio Casos Especiais a) Falha em esferas de rolamento de uma bomba centrífuga b) Mecanismos de danos em bico de tocha (flare) Fadiga térmica, Oxidação em altas temperaturas, Empolamento por hidrogênio, Trincamento induzido por hidrogênio, Fragilização por fase sigma c) Trincamento em tubo de trocador de calor Corrosão-fadiga, Corrosão sob tensão em meios contendo amônia (air cooler) Corrosão por pites, Corrosão por célula oclusa, Corrosão sob tensão por cloreto e) Falha em feixe tubular de um permutador de calor Fadiga térmica, Corrosão sob tensão em meios contendo cloreto f) Ruptura de palheta da turbina de turbogerador Fadiga térmica, Oxidação em altas temperaturas, Oxidação interna