Inspeção e Manutenção 17/02/2013 2

Transcrição

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2 Inspeção e Manutenção 17/02/2013 2

3 Noções de Combate a Corrosão 17/02/2013 3

4 Corrosão 17/02/2013 4

5 Forma de Corrosão Fonte: Corrosão, V. Gentil, Ed LTC. 17/02/2013 5

6 Corrosão por Composto de Enxofre 17/02/2013 6

7 Definição de Corrosão 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. 17/02/2013 7

8 Mecanismos da Corrosão 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. 17/02/2013 8

9 Mecanismos da Corrosão Corrosão Química 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(k 2.t); 17/02/2013 9

10 Mecanismos da Corrosão Corrosão Eletroquímica 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. 17/02/

11 Pilha de Corrosão Fonte: Corrosão, V. Gentil, Ed LTC. 17/02/

12 Pilha Eletroquímica de Corrosão Fonte: Corrosão, V. Gentil, Ed LTC. 17/02/

13 Série Eletro-motriz Fonte: Corrosão, V. Gentil, Ed LTC. 17/02/

14 Equação de Oxidação: Mg Mg e - E 0 = +2,37V Equação de Redução: 2H + + 2e - H 2 E 0 = 0,00V Equação Total ou REDOX: Mg + 2H + Mg 2+ + H 2 H 2 SO 4 Mg Cu E 0 = +2,37V Força Eletromotriz (FEM): E=E 0 +0,0591 log [Mg].[H + ] 2 [Mg 2+ ].[H 2 ] 17/02/

15 Diagrama de Pourbaix Fonte: Corrosão, V. Gentil, Ed LTC. 17/02/

16 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. 17/02/

17 Combate a Corrosão 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). 17/02/

18 Combate a Corrosão 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). 17/02/

19 Manutenção em Ligações Flangeadas 17/02/

20 Condições Necessárias Para uma Boa Vedação. 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 17/02/

21 Condições Necessárias Para uma Boa Vedação. 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 17/02/

22 Condições Necessárias Para uma Boa Vedação. 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. 17/02/

23 Condições Necessárias Para uma Boa Vedação. 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. 17/02/

24 Seqüência de Aperto de Flanges 17/02/

25 Seqüência de Aperto de Flanges 17/02/

26 Falhas Decorrentes ao Mau Aperto de Flanges 17/02/

27 Falhas Decorrentes ao Mau Aperto de Flanges 17/02/

28 Inspeção e Ensaios em Tubulações 17/02/

29 Inspeção em Tubulações 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. 17/02/

30 Inspeção em Tubulações 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 17/02/

31 Inspeção em Tubulações 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. 17/02/

32 Inspeção em Tubulações Suportes e Fundações 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. 17/02/

33 Inspeção em Tubulações Fundações 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. 17/02/

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35 Inspeção em Tubulações Tomadas de Instrumentos 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. 17/02/

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38 Inspeção em Tubulações Critério para Inspeção 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. 17/02/

39 Inspeção em Tubulações Critério para Inspeção 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. 17/02/

40 Inspeção em Tubulações 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 17/02/

41 Inspeção em Tubulações Costado da Tubulação Sob isolamento 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; 17/02/

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43 Inspeção em Tubulações Costado da Tubulação Sob isolamento 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. 17/02/

44 Inspeção em Tubulações Costado da Tubulação Sob isolamento 17/02/

45 Inspeção em Tubulações Flanges e Válvulas 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. 17/02/

46 Inspeção em Tubulações Purgadores. Instrumentos. 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). 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 17/02/

47 Inspeção em Tubulações 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. 17/02/

48 Inspeção em Tubulações 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. 17/02/

49 Inspeção em Tubulações Medição de Espessura. 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. 17/02/

50 Inspeção em Tubulações Cálculo de Espessura Mínima (ASME/ANSI B.31) 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 devemos considerar a tolerância de + 12,5% de variação de espessura de parede nominal devido a fabricação 17/02/

51 Inspeção em Tubulações 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. 17/02/

52 Inspeção em Tubulações Espessura Mínima em Tubulações com Trecho Enterrado 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. 17/02/

53 Inspeção em Tubulações As avaliações deverão constar de: Espessura Mínima em Tubulações com Trecho Enterrado 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. 17/02/

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59 Ensaios Não-destrutivos 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. 17/02/

60 Ensaios Não-destrutivos 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. 17/02/

61 Teste de Pressão. 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. 17/02/

62 Teste hidrostático. 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: P t 1,5P S S d h c Onde: P t = pressão mínima do teste hidrostático. P d = pressão de projeto da tubulação. S c = tensão admissível do material na temperatura de teste. S h = tensão admissível do material na temperatura de projeto. 17/02/

63 Teste hidrostático. 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. 17/02/

64 Cuidados no Teste hidrostático. 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. 17/02/

65 Cuidados no Teste hidrostático. 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. 17/02/

66 Cuidados no Teste hidrostático. 17/02/

67 Cuidados no Teste hidrostático. 17/02/

68 Fim!!! 17/02/