RBI - Foco na Inspeção Não Intrusiva e NR-13

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1 RBI - Foco na Inspeção Não Intrusiva e NR-13

2 Camila Pontes Pena Graduação em Engenharia Química - UFMG Mestrado em Engenharia Metalúrgica e Materiais - UFMG Área de atuação (8 anos) no ISQ Brasil: RBI (Risk Based Inspection), corrosão, materiais, processos, planos de inspeção e treinamento em API 580 e 581 Certificação Internacional API 580

3 RBI - Foco na Inspeção Não Intrusiva e NR-13 Metodologia RBI RBI x NR-13 RBI x INI Considerações Finais

4 Metodologia RBI Geral API 580 / API 581 Risco = Probabilidade x Consequência Probabilidade de ocorrência de um determinado evento e suas consequências. Quando a probabilidade e a consequência são expressas numericamente, o risco é definido como o produto entre elas.

5 Metodologia RBI Filosofia Probabilidade de Falha Consequência de Falha Metalurgia Condições operacionais (T e P) Contaminantes Mecanismos de Corrosão Taxa de corrosão Susceptibilidade ao Trincamento Conhecimento Condições operacionais (T e P) Fluido processual Profundo de Processo e Toxicidade Inflamabilidade Dispersão Corrosão Risco de Falha

6 Metodologia RBI Filosofia Recolha da Informação Dados do equipamento Condições operacionais Metalurgia Instalada Mecanismos Degradação Histórico inspeção Condições de operação Propriedades dos fluidos Fluido que pode vazar Sistemas segurança Probabilidade Falha Consequência Falha Reavaliação do Risco Nível de risco admissível Efetividade da inspeção Planejamento da Inspeção Ações inspeção Mitigação do Risco

7 Risco Metodologia RBI Capacidades 1. Criação de planos de inspeção focados nos mecanismos de danos. Mecanismo identificado Inspeção adequada Perda de Espessura Thinning Th-A Intrusiva 50 a 100% IV + ME Não intrusiva 50 a 100% de Varredura por US ou perfil radiográfico Trincamento SCC Fratura Frágil Brittle Fracture SCC-B Intrusiva PM de 20 a 49% das soldas Não intrusiva Shear wave automatizado de % das soldas Data instalação Fonte: API 581 (traduzido) Tempo

8 Probabilidade de falha Metodologia RBI Capacidades 1. Criação de planos de inspeção focados nos mecanismos de danos. 2. Classificação de acordo com o risco. 3. Otimização / gestão dos recursos de inspeção Alto Risco 1 Maiores Recursos de Inspeção Baixo Risco 4 Menores Recursos de Inspeção A B C D E Consequência de falha

9 Risco Metodologia RBI Capacidades 1. Criação de planos de inspeção focados nos mecanismos de danos. 2. Classificação das tubulações da unidade de acordo com o risco. 3. Otimização / gestão dos recursos de inspeção. 4. Aumento da confiabilidade e da segurança operacional. Evolução do Risco utilizando programas típicos de inspeção Evolução do Risco após otimização das inspeções Mesmo nível de inspeção Risco residual Menor Risco de Falha Nível das atividades de inspeção Fonte: API 580 (adaptado)

10 Metodologia RBI Novidade Prática Recomendada Européia (em desenvolvimento) EN Risk based inspection framework (RBIF) faz conexões com a Manutenção como uma metodologia de gestão integrada: RBI + RCM; escopo mais amplo (sai do campo restrito do refino): hydrocarbon and chemical process industries, power generation and other industries; introduz o conceito de KPI (Key Performance Indicators): muito prático e importante para controlar o resultado do RBI em cada vez que ele é reavaliado.

11 Aplicação RBI - Equipamentos Estudo de Caso - Escopo Aplicação do RBI em uma petroquímica Tipo de Equipamento Quantidade Vaso 871 Filtro 74 Reator 27 Tanque 96 Torre 64 Trocador 774 TOTAL 1906

12 Aplicação RBI - Equipamentos Estudo de Caso - Resultados Plano macro da parada geral a partir dos históricos foi revisado com os resultados do RBI. Eliminadas atividades desnecessárias para mecanismos de dano ativos. Redução da quantidade de homem-hora: 8% nas colunas e torres 17% nos vasos de pressão 30% nas áreas de especialidades Atividades reduzidas: raqueteamento desmontagem de internos andaimes inspeção outras atividades de caldeiraria

13 Aplicação RBI - Equipamentos Estudo de Caso - Resultados A aplicação do RBI permitiu uma otimização da inspeção com: determinação correta dos mecanismos de dano; redução da quantidade de ensaios e intervenções conservadoras para mecanismos de dano não susceptíveis; eliminação das atividades de inspeção desnecessárias e que não trazem valor acrescentado; redução significativa do custo total da parada em termos de homem/hora trabalhada. aumento da efetividade do plano de inspeção; aumento da confiabilidade e disponibilidade dos equipamentos minimização das paradas não programadas.

14 RBI x NR-13 Visão geral Historicamente: dificuldades para se utilizar a técnica devido à NR-13 Uso limitado à redução de risco e prêmios de seguro (impossibilidade de ampliar intervalos) Alterações recentes: melhor aproveitamento mudança do foco

15 RBI x NR-13 Categorias NR-13 Grupo de Potencial de Risco Classe de Fluido 1 P.V P.V < 100 P.V 30 3 P.V < 30 P.V 2,5 4 P.V < 2,5 P.V 1 5 P.V < 1 A - Fluidos inflamáveis, e fluidos combustíveis com temperatura igual ou superior a 200 C - Tóxico com limite de tolerância 20 ppm - Hidrogênio e acetileno B - Fluidos combustíveis com temperatura menor que 200 C - Fluidos tóxicos com limite de tolerância > 20 ppm Categorias I I II III III I II III IV IV C - Vapor de água - Gases asfixiantes simples - Ar comprimido I II III IV V - Outro fluido D II III IV V V

16 RBI x NR-13 Categorias NR-13 CATEGORIA NR-13 POTENCIAL DE RISCO x TIPO DE FLUIDO Leva em conta somente a CONSEQUÊNCIA!!! Potencial de risco: energia contida no vaso. Classe de fluido: risco intrínseco de uma falha provocar incêndio, explosões ou intoxicação para a população.

17 RBI x NR-13 Categorias NR-13 NÃO são considerados os mecanismos de dano que atuam no equipamento, nem se a taxa de acúmulo desses danos é significativa Risco é estático NÃO leva em consideração na sua categoria de risco se está ocorrendo deterioração dos equipamentos NÃO considera a eficiência de Planos de Inspeção mais criteriosos e define intervalos de inspeção independente da avaliação da Integridade do Equipamento

18 Aplicação RBI - Equipamentos NR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014 Item : Vasos de pressão com enchimento interno ou com catalisador podem ter a periodicidade de exame interno ampliada, de forma a coincidir com a época da substituição de enchimentos ou de catalisador, desde que esta ampliação seja precedida de estudos conduzidos por PH ou por grupo multidisciplinar por ele coordenado, baseados em normas e códigos aplicáveis, onde sejam implementadas tecnologias alternativas para a avaliação da sua integridade estrutural. RBI Permite prolongar o prazo de inspeção de equipamentos com recheio interno desde que sejam implementadas tecnologias alternativas para a avaliação da sua integridade estrutural aplicável Exemplo: reatores com catalisadores especiais que se degradam na presença de ar e umidade, sendo que a cada parada geral são desperdiçados milhões de dólares para sua substituição devido à sua abertura para atender ao prazo de inspeção interna. Uso do RBI para justificar a não abertura do equipamento é extremamente adequado => METODOLOGIA RECONHECIDA INTERNACIONALMENTE

19 Aplicação RBI - Equipamentos NR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014 Item : Vasos de pressão que não permitam acesso visual para o exame interno ou externo por impossibilidade física devem ser submetidos alternativamente a outros exames não destrutivos e metodologias de avaliação da integridade, a critério do PH, baseados em normas e códigos aplicáveis à identificação de mecanismos de deterioração. NR-13 SUGERE metodologias de avaliação da integridade... baseados em normas e códigos aplicáveis à identificação de mecanismos de deterioração O USO DE INI + RBI RBI atende a todos estes requisitos Auxilia na definição de qual exame alternativo à inspeção interna seria adequado para cada tipo de dano ao qual o equipamento está submetido Tecnologias de Inspeção Não Intrusiva (INI).

20 Aplicação RBI - Equipamentos NR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014 Um programa de avaliação de integridade estrutural deve assegurar: Conhecimento RBI!!! Identificação e do dano dimensionamento do dano Capacidade do equipamento resistir a este dano

21 Tubulações Visão Geral - Inspeção Itens com risco acima do limite estabelecido 10% 90% Equipamentos Tubulações MOTIVOS 1. NR-13 exigia a inspeção rigorosa somente dos equipamentos. 2. Tubulações são numerosas. 3. Tubulações são pouco inspecionadas.

22 Tubulações Visão Geral - Inspeção API 580 API 581 normatizam a metodologia API 570 recomenda o uso RBI NR-13 passou a sugerir

23 Tubulações e a nova NR-13 O que mudou? Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014 NR-13 Passou a fazer parte do escopo as tubulações (ou sistemas) interligadas caldeiras e vasos de pressão enquadrados com fluidos das classes A e B: inflamáveis combustíveis tóxicos hidrogênio acetileno

24 Tubulações e a nova NR-13 O que mudou? Tubulações enquadradas na nova NR-13 devem ter a documentação atualizada, incluindo: especificações aplicáveis; fluxogramas de engenharia; projetos de alteração e reparo; dispositivos de segurança; indicador de pressão; relatórios de inspeção conforme com as exigências da norma. Inspeção de segurança inicial (tubulações a partir da data da publicação da Portaria) + Inspeções periódicas

25 Tubulações e a nova NR-13 O que mudou? Obrigatoriedade: plano e programa de inspeção que avalie: os fluidos transportados; a pressão e a temperatura de trabalho; os mecanismos de danos previsíveis; as consequências para os trabalhadores, instalações e meio ambiente trazidas por possíveis falhas das tubulações. Intervalo de inspeção prazo máximo da IVI do vaso de interligação mais crítico ou prazo ampliado 100% por programa de inspeção baseado em mecanismos de danos e criticidade (limite 10 anos)

26 Tubulações e a nova NR-13 Aplicação RBI Classificação das tubulações de acordo com o risco. Alto Médio Baixo Definição dos planos de inspeção detalhando para cada tubulação: Mecanismo de dano ativos Técnica de inspeção a ser utilizada Extensão da inspeção (onde inspecionar) Data ideal para a realização da inspeção Componente Mecanismos de Degradação Ativo Recomendação de Inspeção Data para Realização Tubulação-01 A. Corrosão Sob Isolamento B. Sulfetação A. Remoção total de isolamento + inspeção visual externa em 100% da linha; B. ME spot para registro de espessura. 12/12/2016

27 Tubulações e a nova NR-13 Aplicação RBI - Resultados identificação dos mecanismos de degradação + ranking de risco + avaliação das consequências de falhas + minimização dos riscos de perda de contenção RBI: possibilita a adequação das tubulações às demandas da NR-13 e alargamento de 100% em relação ao prazo de IVI do equipamento

28 Inspeção Não Intrusiva CUSTO: perda de produção + preparação + MO IVI Inspeção Visual Interna + SEGURANÇA: entrada + AUMENTO DO RISCO: abertura INSPEÇÃO NÃO INTRUSIVA

29 Risco RBI x INI Evolução do Risco após otimização das inspeções Avaliação RBI tem como premissa a otimização das ações de inspeção. Mesmo nível de inspeção garante menor Risco de Falha Evolução do Risco utilizando programas típicos de inspeção Risco residual Aumento das ações de inspeção intrusivas pode acarretar maior Risco de Falha ao equipamento Nível das atividades de inspeção Fonte: API 580 (adaptado)

30 RBI x INI Probabilidade Risco de Falha Consequência Planejamento de Inspeção (Efetividade de Inspeção em função do Risco) Efetividade Mínima Inspeção Intrusiva OU Inspeção Não Intrusiva

31 RBI x INI Efetividade de Inspeção RBI Categoria de Efetividade de Inspeção Qualitativa Cada Método de Inspeção Confiança % 60-80% 40-60% 20-40% 0-20%

32 RBI x INI Efetividade de Inspeção RBI - Thinning Fonte: API 581

33 RBI X INI Efetividade de Inspeção RBI SCC Cáustico Fonte: API 581

34 RBI X INI INI - Categorias Também utiliza o princípio de selecionar um método com o requisito mínimo de efetividade para manter o risco abaixo do mínimo Category POD Sizing Low Medium High Lower probability of detecting the flaw type than does IVI A probability of detecting the flaw type broadly similar to that of IVI Higher probability of detecting the flaw type than does IVI Fonte: RP Practice DNV-RP-G103. Limited, generally qualitative information regarding flaw size or wall thickness Semi-quantitative or comparative information regarding flaw size or wall loss Accurate, quantitative information regarding flaw size or wall thickness

35 Considerações Finais Critério NR-13 RBI Probabilidade de Falha / Mecanismos de Dano NÃO SIM Consequência SIM SIM Risco Estático Varia com tempo Plano de Inspeção Estático Variável INI Prevista Prevista (Efetividade) Nível de Complexidade Baixo Alto Investimento Baixo Alto

36 Considerações Finais IVI: historicamente a mais utilizada por todos: Detecta vários defeitos mesmo sem terem sido previamente previstos no procedimento de inspeção Grande cobertura da superfície, muito boa para identificar danos isolados sem ter conhecimento prévio de onde este dano estava INI: pode ser uma alternativa: a capacidade de detecção está vinculada com a técnica específica utilizada as técnicas empregadas tendem a ser bem mais específicas para o que se procura

37 Considerações Finais NR 13 Suporte de lei (simples) PASSADO: IVI: END convencionais PRESENTE: INI: RBI + Novas Tecnologias de END INI Suporte técnico (complexo) RBI + Novas Tecnologias de END de alta efetividade

38 AGRADECIMENTOS

39 Uma Rede de Tecnologia e Qualidade MUITO OBRIGADA!!! Camila Pontes Pena Coordenação RBI cppena@isqbrasil.com.br instituto de soldadura e qualidade Rua do Campo n Bairro Vale do Sereno - Nova Lima (MG) - Brasil Tel: Fax: