DISPOSITIVO PARA AVALIAÇÃO DA PROFUNDIDADE DE CORROSÃO LOCALIZADA POR INSPEÇÃO RADIOGRÁFICA Maurício de Oliveira Marcos Rodrigues Técnicos de Inspeção de Equipamentos e Instalações da Refinaria Presidente Bernardes - Cubatão. João Batista dos Santos Silva Técnico de END-Nivel II da empresa ARCTEST. Trabalho apresentado na 6º COTEQ Conferência sobre Tecnologia de Equipamentos 19 a 21 de agosto de 2002 Salvador/BA As informações e opiniões contidas neste trabalho são de exclusiva responsabilidade dos autores Página 1 de 1
SINÓPSE: O ensaio radiográfico vem sendo utilizado como uma valiosa ferramenta de inspeção nas tubulações em serviço para detecção de corrosão. Todavia, apesar de permitir detectar locais com corrosão localizada, não consegue quantificar a severidade (profundidade) desta. Neste trabalho é proposto um dispositivo que, através da inspeção radiográfica, permita estimar a profundidade atingida pela corrosão localizada e ainda defina a sensibilidade do ensaio para isto. Página 2 de 2
1- INTRODUÇÃO A medição de espessuras por ultra som é utilizada tradicionalmente para inspeção de tubulações em serviço. No entanto existem limitações que dificultam ou inviabilizam a utilização desse ensaio, não garantindo os resultados esperados, como por exemplo: - Baixa probalidade de efetuar a medição no exato local corroído, no caso de desgaste localizado; - Altas temperaturas; - Diâmetro ou geometria da superfície externa na região corroída; - Existência de revestimento externo. Devido ao crescente número de ocorrências em tubulações em operação, principalmente as de pequeno diâmetro, passou-se a pesquisar novas técnicas para a inspeção. O ensaio radiográfico mostrou-se como sendo uma ótima ferramenta de inspeção, com ótimos resultados em tubulações com corrosão uniforme e cujo diâmetro permita a projeção de seu perfil de espessura sobre a chapa radiográfica. Ver imagem 1. IMAGEM 1 Imagem radiográfica digitalizada - tubulação de diâmetro 4 com corrosão interna uniforme. Em casos onde temos corrosão localizada, a imagem radiográfica pode detectar as áreas com corrosão, sem contudo ser possível quantificar a profundidade (severidade) destas. Ver imagem 2. IMAGEM 2 Imagem radiográfica digitalizada - tubulação de diâmetro 12 com corrosão interna localizada. Página 3 de 3
Para tubulações com diâmetros maiores que 6, a absorção da radiação pelo produto circulante pode dificultar a detecção da corrosão localizada. A imagem 3 mostra a influência da presença de líquido no interior da tubulação. NÍVEL LÍQUIDO ÁREAS COM CORROSÃO IMAGEM 3 Radiografia digital curva de 12 parcialmente cheia com óleo e apresentando corrosão localizada interna. Esse trabalho teve como objetivo desenvolver um dispositivo auxiliar que permita, para os casos onde o ataque corrosivo seja localizado, avaliar a profundidade atingida pela corrosão e que também permita checar se a sensibilidade do ensaio está adequada para isso. 2- DESENVOLVIMENTO DO DISPOSITIVO Cada material possui uma determinada capacidade de absorção de radiação X ou gama, por unidade de espessura. Durante a realização de um ensaio radiográfico, parte da radiação emitida é absorvida pela peça ensaiada. Regiões desta peça que possuam menor espessura permitirão maior passagem da radiação, consequentemente sensibilizando mais o filme, pois quanto maior a quantidade de radiação recebida por uma determinada região do filme, mais enegrecida ela ficará após a revelação. A idéia foi utilizar uma peça plana de dimensões reduzidas contendo diversas espessuras, de material similar ao objeto em inspeção. Foram então desenvolvidas peças de aço carbono planas, de 5 mm de espessura, contendo furos de fundo plano com profundidade variando de 1,0 mm a 5,0 mm. A imagem 4 mostra esquematicamente a imagem radiográfica de dois destes dispositivos. 1 2 3 4 5 IMAGEM 4 Exemplos da Imagem radiográfica dos dispositivos. A simples inclusão dessa peça no ensaio já nos dá idéia da sensibilidade para detectar variações de espessura localizadas. Isto é possível através da visualização na imagem radiográfica dos furos de fundo plano (perda de espessura do último furo visível). Todavia não se pode ainda comparar a densidade das regiões corroídas com a densidade de cada furo de fundo plano da peça para avaliar a profundidade de Página 4 de 4
corrosão pois a utilização da peça no ensaio acrescenta espessura e altera a densidade da imagem radiográfica do filme naquela região, como mostra a imagem 5. IMAGEM 5 Radiografia digital Curva de 12 com corrosão por ácidos naftênicos A solução desenvolvida foi a de inserir a peça em um chassi de chumbo ou outro material mais absorvente, de tal forma que a sua densidade numa imagem radiográfica seja equivalente à densidade da peça. A imagem 6 mostra o ensaio para obtenção da equivalência entre lâminas de écran e uma escala de aço carbono com espessuras variando entre 1,0 mm e 8,0 mm. 2 LÂMINAS LÂMINAS DE CHUMBO ESCALA DE AÇO CARBONO 5 mm IMAGEM 6 Imagem radiografica digitalizada - Comparação entre densidade de lâminas de écran ( chumbo ) e uma escala de espessuras de aço carbono. Nota-se que a densidade para duas lâminas de écran corresponde aproximadamente à densidade para 5 mm de aço. A imagem 7 mostra a utilização da peça inserida em um chassi de chumbo com duas lâminas. Nota-se, que foi obtida uniformidade na densidade da imagem radiográfica da peça com o objeto de inspeção e, que pela indicação de sensibilidade radiográfica da peça, reduções de espessura localizadas de até 1,0 mm seriam facilmente identificadas. Além disso, pode-se estimar a profundidade atingida pela corrosão, comparando-se na imagem radiográfica a densidade da região corroída do objeto em inspeção com a densidade de cada furo de fundo plano do dispositivo. IMAGEM 7 Radiografia digital Curva de 12 isolada termicamente e com corrosão interna localizada Página 5 de 5
Com a utilização imagem digital ou digitalizada e auxílio de software específico, pode-se identificar regiões da imagem do objeto em inspeção que possuam a mesma densidade que um dos furos de fundo plano selecionados, facilitando a análise da profundidade da corrosão como mostram as imagens 8 e 9. IMAGEM 8 Radiografia digital Regiões com a mesma densidade que o furo de 3,0 mm IMAGEM 9 Radiografia digital Regiões com a mesma densidade que o furo de 5,0 mm. O recurso de cores do software também pode ser utilizado para facilitar a análise da corrosão como mostram as imagens 10 e 11. Profundidade real = 1,7 mm IMAGENS 10 e 11- Imagem radiográfica digitalizada trecho de um tubo de caldeira, de pequeno, com redução de espessura de parede e alvéolos com menos que 2 mm de profundidade. Página 6 de 6
3- COMENTÁRIOS a) dispositivo foi desenvolvido para detecção e avaliação de corrosão localizada, não podendo ser utilizado para casos de corrosão uniforme; b) Para tubulações isoladas termicamente as indicações de corrosão localizada aparecerão projetadas na imagem radiográfica. Contudo, nos testes executados, a alteração da densidade não inviabilizou a utilização do dispositivo; c) A utilização do dispositivo ( peça com furos de fundo plano mais chassi de chumbo ) aumenta em cerca de 25% o tempo de exposição requerido para o ensaio. 4- CONCLUSÃO O dispositivo desenvolvido permite confirmar a sensibilidade do ensaio radiográfico e estimar a profundidade de áreas corroídas em tubulações que apresentem corrosão localizada. Página 7 de 7