E-QP-EUS-009 REV. A 27/Abr/2011 IRIS - US-N2-IR

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1 PROCEDIMENTO DE END - ULTRASSOM IRIS - US-N2-IR Procedimento Operacional ENGENHARIA Os comentários e sugestões referentes a este documento devem ser encaminhados ao SEQUI, indicando o item a ser revisado, a proposta e a justificativa. SL SERVIÇOS E LOGÍSTICA Este documento normativo tem a validade de 2 (dois) anos a partir da sua edição, prazo máximo para a realização da próxima revisão. Este prazo poderá ser alterado em razão de requisitos operacionais. SEQUI CERTIFICAÇÃO QUALIFICAÇÃO E INSPEÇÃO 1 OBJETIVO 2 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA 3 TERMINOLOGIA 4 MATERIAIS A SEREM ENSAIADOS 5 SAÚDE E SEGURANÇA 6 APARELHAGEM 7 ACESSÓRIOS 8 PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE 9 FAIXA DE TEMPERATURA PARA O ENSAIO 10 ACOPLAMENTO ÍNDICE 11 MÉTODO DE CALIBRAÇÃO DO EQUIPAMENTO 12 INSTRUÇÕES AO OPERADOR DE SONDA 13 TÉCNICA DE VARREDURA 14 QUALIDADE DO SINAL 15 SEQUENCIA DO ENSAIO 16 REGISTRO DOS RESULTADOS 17 AVALIAÇÃO DO RESULTADO 18 CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO 19 ANEXOS Apresentação Este procedimento estabelece as condições necessárias para a execução do ensaio não destrutivo pela técnica IRIS (Internal Rotary Inspection System) para avaliação de tubos de troca térmica, a ser utilizado no Sistema Petrobras de Qualificação de Pessoal em END - SEQUI. 16 páginas A IMPRESSÃO E REPRODUÇÃO DESTE DOCUMENTO TORNA A CÓPIA NÃO CONTROLADA

2 CONTROLE DE REVISÕES REV. DESCRIÇÃO DATA 0 Emissão original Inclusão dos procedimentos de IRIS no SEQUIDOC 13/01/2011 A Excluído item 19 que mencionava o relatório de registro de resultados, pois estava redundante com o item anexo. Renumerado o item anexo para 19. Corrigido a ordem dos anexos e a formatação das tabelas. Alteração da referência da norma N-1590 pelo PG-25-SEQUI/CI-046. Item 16.4 inserido o item n laudo. Realizado revisão ortográfica. 27/04/2011 2

3 1 OBJETIVO Este procedimento estabelece as condições necessárias para a execução do ensaio não destrutivo pela técnica IRIS (Internal Rotary Inspection System) para avaliação de tubos de troca térmica, a ser utilizado no Sistema Petrobras de Qualificação de Pessoal em END - SEQUI.. 2 DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA - PI-25-SL/SEQUI Plano de Gestão Integrada do SEQUI - N 2690 Ensaio Não-Destrutivo IRIS; - PG-25-SEQUI/CI Ensaio Não-Destrutivo Qualificação de Pessoal - N 1594 Ensaio Não-Destrutivo - Ultrassom - N 2511 Inspeção em Serviços de trocadores de Calor. 3 TERMINOLOGIA São adotadas as definições constantes do Plano de Gestão Integrada do SEQUI - PI-25- SL/SEQUI-001, além das seguintes: 3.1 IRIS Internal Rotary Inspection System Técnica que utiliza o método de ultra-som, tipo pulso-eco, por imersão, empregando um transdutor com feixe ultra-sônico incidindo num espelho rotativo que o reflete para a parede do tubo. Essa técnica é normalmente utilizada para avaliação de perda de espessura de tubos de trocadores de calor e caldeiras. 3.2 Tubo padrão Tubo com características metalúrgicas similares ao material a ser inspecionado e espessura conhecida contendo descontinuidades naturais e/ou artificiais por meio do qual o equipamento IRIS é calibrado, para o ensaio de materiais similares, quanto à propagação do som e ajuste da sensibilidade do ensaio. 3.3 Operador Profissional com a função de auxiliar na execução do ensaio, principalmente na inserção e extração da sonda e demais atividades, exceto avaliação das indicações. 3.4 Inspetor Profissional qualificado com função de orientar o operador, acompanhar o ensaio e ser responsável pela avaliação dos resultados. 3

4 3.5 Equipe de inspeção A equipe de inspeção é composta de todos os elementos envolvidos no ensaio, devendo ser constituída por no mínimo um inspetor e um operador. 3.6 Trocador de calor Equipamento tipo casco e tubo destinado a trocar calor entre dois fluidos sem que estes se misturem. 3.7 Espelho fixo Espelho utilizado para fixação dos tubos, sendo diferenciado do espelho flutuante por apresentar maior diâmetro externo. 3.8 Corrosão uniforme Corrosão caracterizada por uma perda uniforme do material 3.9 Corrosão alveolar Corrosão caracterizada por apresentar cavidades na superfície metálica, possuindo fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu diâmetro Corrosão pitiforme Corrosão caracterizada por cavidades apresentando fundo em forma angular e profundidade geralmente maior que o seu diâmetro Espessura mínima É a menor espessura encontrada ao longo do comprimento do tubo, independente do lado em que a mesma esteja ocorrendo. 4 MATERIAIS A SEREM ENSAIADOS 4.1 Materiais: aço carbono, aço inoxidável austenítico e latão. 4.2 Componente: tubo de troca térmica. 4.3 Dimensões: diâmetros de ¾ (19,05mm) a 1 (25,4mm);Espessura: 1,6mm a 2,8mm. 4.4 Detalhes de construção do tubo: com ou sem costura. 4

5 5 SAÚDE E SEGURANÇA 5.1 Antes da aplicação deste procedimento todas as pessoas envolvidas com a inspeção, devem estar familiarizadas com os conteúdos dos procedimentos de segurança local. 5.2 As inspeções devem ser conduzidas em locais ventilados, para se evitar intoxicações por inalação. 5.3 Em função dos locais de inspeção e dos produtos a serem utilizados, o inspetor deve avaliar a necessidade de uso de EPI apropriados. 5.4 Antes do início do serviço deve ser verificada as condições de aterramento e isolamento elétrico do equipamento. 6 APARELHAGEM Aparelho IRIS PAN AMERICAN modelo ULTIMA, com software de análise e armazenamento de dados. 7 ACESSÓRIOS 7.1 Sondas Transdutor: O transdutor a ser usado deve ser do tipo normal com onda longitudinal apropriado para a faixa de espessura, com freqüência de 10 ou 15 MHz Dispositivo centralizador. Será selecionado em função do diâmetro interno do tubo a ser ensaiado. Em alguns casos o uso do dispositivo centralizador é dispensado, pois em função do diâmetro interno do tubo é possível a utilização de fita adesiva para manter o conjunto centralizador. Normalmente esta técnica é utilizada para diâmetros menores do que 1 (25,4 mm) Turbina. Será selecionada em função do diâmetro interno do tubo a ser ensaiado. 7.2 Sistema de fornecimento de água. Este sistema é composto de: - Bomba; - Regulador de pressão; - Filtro Quando a pressão da rede for superior a 4 kgf/cm 2 (60 PSIG), o uso da bomba é dispensável, desde que seja garantida a rotação mínima da turbina. 5

6 Nota: O sistema de fornecimento de água deve ter dispositivo para eliminar as possíveis bolhas de ar. 8 PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE 8.1 A preparação da superfície deve ser executada de modo a obter-se um sinal resposta (apresentação do aparelho) com no mínimo 70% de nitidez para permitir avaliação da superfície externa do tubo (ANEXO B), condição essa mantida em todo o trecho do comprimento do tubo considerado inspecionado. 8.2 Para alcançar uma limpeza adequada recomenda-se que a pressão utilizada no hidrojateamento dos tubos a inspecionar, deve ser no mínimo de psig. Nos casos de tubos que trabalhem com produtos que ocasionem incrustação interna (exemplo: água de resfriamento) a pressão deve ser acima de psig, a velocidade máxima de deslocamento da sonda de limpeza de 0,12 m/s. 9 FAIXA DE TEMPERATURA PARA O ENSAIO A temperatura deve estar na faixa de 2 a 47 ºC durante todo o ensaio. 10 ACOPLAMENTO 10.1 Quando inspecionando tubos na posição horizontal, o acoplamento é obtido pela injeção de água da própria sonda. Quando inspecionando tubos na posição vertical, é necessário que o tubo esteja completamente cheio de água para permitir o acoplamento Sempre que houver perda no acoplamento, o trecho no qual tal fato ocorreu, deve ser reinspecionado. 11 METODO DE CALIBRAÇÃO DO EQUIPAMENTO 11.1 A velocidade de deslocamento da sonda no tubo padrão deve ser de no máximo 2,5 m/min O aparelho é considerado calibrado se detectar todas as descontinuidades existentes no tubo padrão (conforme anexo 1) e se os valores indicados para as dimensões não apresentarem desvio superior a 10% do valor real das descontinuidades A calibração deve ser efetuada diariamente e a cada: a) início de serviço; b) reinício do serviço após cada interrupção; c) ao final da jornada de trabalho; d) quando suspeitar de descalibração do sistema. 6

7 *Nota: Sempre que for constatada descalibração, o ensaio deve ser repetido para os tubos inspecionados desde a última calibração. 12 INSTRUÇÕES AO OPERADOR DE SONDA Antes de iniciar o serviço o inspetor deverá passar todas as informações necessárias para a execução da inspeção, de modo a permitir uma perfeita harmonia entre operador e inspetor. Observar durante estas instruções que a velocidade de varredura não pode exceder 2,5 m/min e uma especial atenção na localização e dimensionamento dos defeitos. 13 TÉCNICA DE VARREDURA 13.1 A avaliação dos tubos durante a inspeção deve ser executada quando da retirada da sonda a partir da extremidade oposta a qual foi inserida, numa velocidade máxima de 2,5 m/min A fim de se obter uma melhor qualidade de imagem deve-se buscar o máximo de centralização possível do transdutor em relação à circunferência do tubo inspecionado. 14 QUALIDADE DO SINAL A apresentação do sinal na tela do aparelho deverá ter no mínimo 70% de nitidez para permitir a avaliação da superfície externa do tubo, condição esta mantida em todo comprimento do tubo considerado inspecionado. Esta apresentação também deverá manter uma boa linearidade vertical. Bolhas de ar e partículas em suspensões devem ser evitadas pois são prejudiciais a uma boa imagem na tela. A presença de bolha deve ser evitada através da purga periódica do filtro de água. O efeito de partículas em suspensão deve ser reduzido com instalação de um filtro na tubulação de água para enchimento dos tubos. Quando o tubo se torna muito fino, o eco de fundo não retorna mais ao espelho, ocorrendo perda de sinal com linhas continuando do lado direito da tela após o sinal da parede externa do tubo. A mínima espessura será medida interpolando-se a posição do sinal da parede externa do tubo. Quando o tubo apresentar superfície interna limpa, com a imagem distorcida e o eco da parede externa não retornando, pode ocorrer que a mola do dispositivo centralizador esteja atuando com pouca força e o eixo da turbina afastado em demasia do eixo do tubo. Nesta situação o feixe ultra-sônico não atinge a parede interna do tubo perpendicularmente e em conseqüência a perda de sinal na tela. Nesta situação deve-se aumentar a pressão das molas do dispositivo centralizador, mantendo-se o eixo da turbina o mais coincidente possível com eixo do tubo. 7

8 15 SEQUÊNCIA DO ENSAIO 15.1 Ligar o aparelho, quando aparecer a tela inicial do IRIS, sair do programa e inicializar o WINDOWS Criar um sub-diretório dentro do diretório DIRIS para a inspeção a ser executada Digitar: IRIS e <enter> A tela principal do IRIS aparecerá. È sempre Importante observar a Linha de Status (linha cinza na parte inferior da tela), pois ela nos mostra todas as opções disponíveis naquele momento Tecle <F3> File (arquivo) Entrar com o nome do arquivo ou utilizar um já existente; O nome do arquivo poderá ser padronizado como sendo o nome do cliente. Tecle F9 para voltar para a tela principal Tecle <F2> Setup (Configuração) Entre com a configuração do tubo a ser inspecionado: Turbine # - Entrar com o número da turbina. Esta pode ser: a) Micro diâmetro interno entre 9,00 e 12,60 mm b) Mini diâmetro interno entre 10,00 e 12,60 mm c) Small diâmetro interno entre 12,60 e 38,00 mm d) Large diâmetro interno entre 38,00 e 100,00 mm RPM (Rotação por minuto), Selecione NORMAL OU FAST. A rotação varia normalmente de 1650 a 1800 RPM para o modo normal e 3300 a 3600 para o modo rápido(fast). Reads/Rev. (Leitura/Rotação) - Indica a quantidade de leituras por rotação da sonda. O ideal é 360, pois com menos você terá uma imagem muito grande para ajustar na tela. Tube Units (Unidade de medida a usar na inspeção) Com a <Barra de Espaço> do teclado, escolher entre: Metric - métrico Inch - Polegadas padrão é Metric. Thickness (Espessura do tubo) - Entrar com a espessura medida do tubo. Diameter (Diâmetro do tubo) - Entrar com o diâmetro interno medido do tubo. 8

9 Position (Posição do tubo) - Indica a posição da sonda no momento. Funciona somente no modo Automático. Auto Adv./Manual/Encoded - Escolher com a <barra de espaço> o modo de inspeção Manual. As opções Auto Adv (Avanço automático) e Encoded serão utilizadas somente com o dispositivo adicional para a leitura automática. Auto Adv. (Avanço Automático) - Nesta opção, é realizado um avanço automático de 2,5 m por minuto, independente de ser movida a sonda ou não. Encoded - Esta escolha é feita quando se utiliza o dispositivo de alimentação automático. Retr. Speed (Velocidade de avanço) - Indica a velocidade de avanço da sonda. Não funciona para o modo Manual. Material (Material) - Selecionar na tabela o tipo de material do tubo, entrando com o número desejado. Após ter alterado o Setup, tecle <F9> para sair Tecle <F4> Tube (Identificação do tubo) Entrar com a identificação do tubo a ser inspecionado. Por exemplo: T1, T2, 1, 2, etc Tecle <F5> - Start (iniciar a inspeção) Ao teclar <F5>, aparecerá à tela de inspeção e seguinte caixa de mensagem: When ready... Press any key Apertar qualquer tecla para iniciar a inspeção. Feito isto, a imagem do tubo aparecerá na tela. Na Linha de Status, aparecerão às opções para ajuste e fotografia: Inspect (inspeção) indica que o tubo está sendo inspecionado. Enter=Snap (fotografia) grava a imagem no disco. fornecer a posição da sonda no campo Position. Na Linha azul na parte inferior da tela aparece a quantidade de fotos já tiradas no campo Disk Space=Stop (Congela a imagem) Congela a imagem para avaliação mais detalhada. 9

10 <F9> - <F10> Frequency (freqüência) Aumenta (F10) ou diminui (f9) a recepção da rotação da turbina (RPM). <F1> a <F4> Enhance (Aumenta) Aumenta (F2 e F4) ou diminui (F1 e F3) a intensidade dos sinais. <F5>-<F6> e <F7>-<F8>(Limites) Remove os sinais perdidos da imagem. <F5> e <F6>, remove os sinais do lado esquerdo da tela (parede interna) ; <F7> e <F8>, remove os sinais do lado direito da tela (parede externa) <Barra de Espaço> - Congela a imagem Ao teclar a <Barra de Espaço>, a Linha de Status aparecerá com as seguintes opções: Examine Enter Snapshot F2 Examine F5 Print F6 Setup F7 Profile F8 B&W<>COL F9 Exit Enter Snapshot (Fotografia) - Tecle <Enter> para tirar a fotografia. Entrar com a posição em metros onde se encontra a sonda no campo position. F2 Examine (Exame detalhado do tubo) - Nesta opção, você poderá fazer um exame mais detalhado do tubo, como vemos a seguir: Andar com as linhas de guia horizontal (pequena linha branca que aparece do lado direito da tela) para verificar a espessura da posição desejada. Pode-se 10

11 também clicar com o mouse em cima da imagem do tubo na posição desejada que a guia irá diretamente para esta posição. Você poderá também usar as setas de direção do teclado. Ao clicar nestas setas, aparecerão as guias verticais para medir a espessura do tubo na posição desejada, como vemos a seguir. Aparece do lado direito e esquerdo da tela para uma regulagem mais precisa. Pode-se clicar com o mouse em cima da imagem para as guias se posicionarem e com as setas de direção do teclado (<- ->) pode-se fazer um ajuste mais preciso. F5 Print (Imprimir) - Imprimir a imagem da tela. F6 Setup (Configuração) - Alterar a configuração da faixa de espessura a ser analisada (Thickness Threshold). F7 Profile (Perfil) - Altera entre o modo Profile (Perfil) e Scope (Alcance). Faixa Analisada F8 B&W<>COL - Altera a tela para o modo Branco e Preto / Colorido. F9 Exit (Sair) - Sai do modo de exame detalhado do tubo e continua a inspeção. F3 Restart (Reiniciar) - Reinicia a inspeção do tubo, zerando todos os valores. F5 Print (Imprimir) - Imprime a tela. F9 Exit (Sair) - Sai da inspeção e volta ao Menu Principal. Aparecerá a seguinte mensagem: Terminate inspection of this tube? Y/N Encerrar a inspeção deste tubo? (Sim/Não)? Quando Sim (Y), aparecerá a seguinte tela: Defects Obs d Tube Note I I E E D MWT C P C P R 11

12 Onde: IC = Corrosão Interna IP = Pit Interno EC = Corrosão Externa EP = Pit Externo DR = Tubo sujo MWT = Espessura mínima da parede É importante entrar corretamente com estas informações, pois elas sairão no relatório final. Após esta etapa, o programa pede para entrar com um novo tubo para inspeção ou então examinar algum já existente Tecle <F9> Exit IRIS (Sair do programa) Ao teclar F9, a seguinte mensagem aparecerá: Isto significa: Create text file for C:\IRIS8.3\(nome do arquivo).iri Y/N Criar arquivo de texto para C:\IRIS8.3\(nome do arquivo).iri Sim/Não Onde: nome do arquivo - aparecerá o nome fornecido no início através do comando F3, que deverá ser o nome do cliente, como por exemplo PETROBRAS, etc. Tecle Y (Yes) para a criação do arquivo texto. Após isto, aparecerá a seguinte tela: CUSTOMER: PETROBRAS Entre com o nome do Cliente e tecle <Enter>. Estará assim encerrado o programa. 16 REGISTRO DOS RESULTADOS 16.1 Os resultados dos ensaios devem ser registrados por meio de um sistema de identificação e rastreabilidade que permita correlacionar o local ensaiado com o relatório e vice-versa. 12

13 16.2 O método de localização e a quantidade de tubos a serem inspecionados devem obedecer ao mapeamento previamente fornecido pelo cliente A terminologia para denominação das descontinuidades deve estar de acordo com as definições contidas no item 3 deste procedimento Deve ser emitido um relatório contendo, no mínimo os seguintes itens: a) Nome do emitente (Unidade da PETROBRAS ou firma executante); b) Identificação numérica; c) Número e revisão do procedimento; d) Identificação do equipamento; e) Método de calibração; f) Descrição do tubo: material, diâmetro, espessura e detalhe de construção; g) Quantidade de tubos inspecionados e respectiva localização no equipamento; h) Descrição do aparelho e transdutores utilizados, com respectivos números de série; i) Registro de resultados conforme alíneas j e k (ver nota); j) Nível de sensibilidade ou ajuste utilizado; k) Para cada tubo inspecionado devem ser indicados: Região ao longo do comprimento onde não foi possível realizar a inspeção, e a causa; Localização e valor da menor espessura detectada em relação a um referencial adotado; Definição do tipo de descontinuidade indicando lado de origem (interna/ externa). l) Data; m) Identificação, assinatura e nível, da equipe de inspeção (operador e inspetor). n) Laudo *Nota: Devem ser fornecidos registros de todas as indicações encontradas. 17 AVALIAÇÃO DO RESULTADO Definir as características dos defeitos encontrados, por exemplo: corrosão interna/ externa. Deverá ser reportada a espessura mínima dos tubos avaliados, localizando a distância com relação ao espelho fixo de acesso e caracterizar o defeito. 18 CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO Reduções de espessura >=12% (doze por cento) da espessura nominal devem ser consideradas reprovadas 19 ANEXOS - Anexo 1 Tubo padrão para calibração IRIS - Anexo 2 Formulário para relatório de registro de resultados 13

14 ANEXO 1 TUBO PADRÃO PARA CALIBRAÇÃO IRIS 14

15 ANEXO 2 FORMULÁRIO PARA RELATÓRIO DE REGISTRO DE RESULTADOS FOLHA DE CALIBRAÇÃO N 0 1. Cliente: 2. Norma/ Procedimento utilizado: 3. Registros de Calibração e de ensaio Turbina: Identificação da Sonda: Unidade: Espessura: Material: Diâmetro: Modo de inspeção (avanço): Tubo padrão nº: Indicações nº Indicação (IE ou II) Espessura mínima da parede Localização/ Observação 4. Legenda: Indicação interna: I I; Indicação externa: IE; Amassamento: A Sem indicação: SI 5. Local do ensaio / Data: 6. Operador / Inspetor: Nº 15

16 ANEXO 2 FORMULÁRIO PARA RELATÓRIO DE REGISTRO DE RESULTADOS 1. Cliente: 2. Componente de Ensaiado: Tubos (material): Diâmetro: mm Espessura: mm Comprimento (mm) Espelho de referência: Condição da superfície: 3. Norma/ Procedimento utilizado: Critério de aceitação: 4. Registros de calibração: Folha de calibração Nº Tubos ensaiados: Tubos Nº L C Indicação (II ou IE) Localização Espessura mínima da parede Laudo Observação 5. Legenda: Descontinuidades Indicação interna: II; Indicação externa: IE; Amassamento: A; Sem indicação: SI; Linha: L; Coluna: C. Laudo Reprovado - Rep Aprovado - Apr 6. Local do Ensaio/Data: 7. Operador/inspetor: N 0 8. Assinatura 9. Modalidade do exame 16