quinta-feira, 7 de março de 2019

Explosão de Caldeiras

Explosões de caldeiras podem resultar de diversos fatores. A principal razão para esse acidente é um defeito da válvula de alívio da pressão. A corrosão interna das placas é outra razão primária de uma explosão ou falha catastrófica nesse equipamento.

Baixos níveis de água são responsáveis por muitos casos de explosões. Elas podem acontecer quando a água chega abaixo do nível da fornalha, causando um superaquecimento e, ocasionalmente, queimando na câmara de água.

Esses problemas geralmente estão ligados à má formação dos operadores e negligência dos procedimentos de manutenção.

Na concepção típica de uma caldeira, a água é aquecida e transformada em vapor, que é armazenada no interior da câmara principal. O vapor sob pressão é enorme e requer métodos de funcionamento exatos, a fim de evitar uma explosão. Se o vapor é utilizado de acordo com o projeto, o equipamento normalmente é capaz de proporcionar muitos anos de serviço confiável. Os problemas ocorrem quando os operadores pegam “atalhos” em vez de seguir o protocolo de manutenção exatamente. Como em qualquer tipo de sistema pressurizado, a explosão de uma caldeira pode ser fatal para qualquer pessoa que esteja por perto.

A maioria dos modelos utiliza uma válvula de alívio da pressão para controlar a quantidade de pressão interna gerada pelo equipamento. Comumente uma válvula com mola é pré-definida para ser liberada ou aparecer a um dado nível de pressão.

O excesso de vapor escapa através da válvula de alívio de pressão e evita o acidente. Às vezes, essas válvulas ficam corroídas e desgastadas, impedindo-as de funcionar como projetado. A maioria das caldeiras tem programações de manutenção para testar e substituir quaisquer válvulas inoperantes.

A água quente cria uma casca e gera corrosão no interior da caldeira do tanque, que pode levar ao aço com defeito e, eventualmente, uma explosão se o equipamento é deixado de lado.

O interior do tanque deve ser limpo e examinado periodicamente para monitorar o estado da caldeira. Se a corrosão fica no interior do tanque, o metal torna-se frágil e até mesmo os rebites ou soldaduras usadas para selar o tanque podem desenvolver pontos fracos. Os minerais e os produtos naturais encontrados dentro da composição da água em si podem também ser causas de uma explosão.


O motivo para que esse acidente seja tão prejudicial é que o vapor ocupa um espaço 1.600 vezes maior do que a água. Quando essa força poderosa tem apenas um espaço pequeno para escapar, tenta deixar a área de uma só vez. O poder de toda a pressão de vapor libertado uma vez durante uma explosão é similar àquela causada pela detonação de uma enorme quantidade de explosivos ou pólvora.

O Que São Caldeiras e Para Que Elas Servem?

Caldeiras é um tipo de recipiente do qual é utilizado para produzir vapor através do aquecimento da água. Esse aquecimento pode ser utilizado tanto para alimentar maquinas como para esterilizar algum material, cozinhar algum produto orgânico, enfim, tudo que se refira as aplicações industriais.

A segurança do trabalhador está sobre a responsabilidade da NR 13 (Norma Regulamentadora Nº 13) que tem como objetivo assegurar essa equipe de trabalhadores que atua diante da manutenção dessas caldeiras.

Quais São as Principais Causas de Explosão de Caldeiras?

1- Aumento de pressão:
Existe vários fatores que podem contribuir para o aumento de pressão das caldeiras. Alguns exemplos mais comuns são os problemas nas válvulas, falhas mecânicas e até defeito de fabricação.


2- Choque térmico:

Os choques térmicos são muito mais frequentes quando ocorre frequentemente paradas e a recolocação em marcha de queimadores.

Outra situação muito comum também que pode levar aos choques térmicos é quando a caldeira recebe água fria em uma entrada de água quente e vice-versa.

3- Corrosão:

Outra situação que pode vir a causar uma explosão em caldeiras está também na corrosão. Ela age como se fosse um modelo de redução de espessura da superfície que são submetidas a pressão.

Infelizmente a corrosão é um dos fatores que não são fáceis de serem vistos, pois ela não é acompanhada pela elevação da pressão durante o trabalho.

4- Explosão nos gases:

Normalmente as explosões no lado dos gases são causadas por uma reação química, ou seja, pelo então, processo de combustão.

Esse processo ocorre dentro de um período de tempo muito pequeno, resultando então em um aumento rápido da pressão dentro de um espaço bem restrito. As caldeiras mais comuns que explosão por essa razão são as que operam com os combustíveis gasosos e líquidos.

5- Falta de água:

É de suma importância que o aço se mantenha em contato com a água o tempo todo para que assim ele consiga se manter refrigerado, ou seja, é essencial que a água consiga o fazer, sem provocar o excesso de temperatura do aço.

Se a água não conseguir chegar em um determinado local por um tempo irá ocorrer então o superaquecimento, assim, a tendência é que ele perca a resistência. Pesquisas recentes comprovaram que a maior parte das explosões tendem a acontecer pela falta de água.

6- Operação em marcha forçada:

Às vezes, as caldeiras podem ter potência suficiente apenas para atender a uma determinada demanda, porém, ela é forçada a trabalhar mais causando assim um superaquecimento em várias partes, causando a deformação delas ou até mesmo a ruptura, o que pode causar certamente a explosão do equipamento.

7- Soldas Irregulares:

Quando existem soldas irregulares nas caldeiras, existe um grande risco de o procedimento executado ocorrer falhas. Os locais mais comuns de haver problemas são as juntas das soldas, já que é exatamente nesse local que o metal tende a apresentar uma certa resistência.

Conclusão

Infelizmente as explosões das caldeiras vem sendo um dos maiores indícios de acidentes em empresas.

Por essa razão, é importante que se fique atento em algumas situações, faça as inspeções e siga o protocolo de manutenção corretamente pois, assim como demonstramos acima, as caldeiras costumam explodir também por erros humanos.

Um dos fatores de maior importância são as inspeções dentro dos prazos e a realização das manutenções indicadas na inspeção da caldeira. Existem hoje no mercado, diversas empresa que atuam na inspeção de caldeiras e vasos de pressão, no entanto, verifiquem suas experiências de atuação, pois é um dos equipamentos mais importantes de uma empresa.

Fontes:

terça-feira, 19 de fevereiro de 2019

Tipos de Corrosão

A corrosão metálica é a transformação de um material ou liga metálica pela sua interação química ou eletroquímica num determinado meio de exposição, processo que resulta na formação de produtos de corrosão e na libertação de energia. Quase sempre, a corrosão metálica (por mecanismo eletroquímico), está associada à exposição do metal num meio no qual existem moléculas de água, juntamente com o gás oxigênio ou íons de hidrogênio, num meio condutor.

A corrosão por processos eletroquímicos apresenta mecanismos idênticos sempre constituídos por regiões nas quais há a formação de ânodos e cátodos, entre as quais há a circulação de elétrons e no meio a circulação de íons. Mas a perda de massa do material e a maneira pela qual se dá seu ataque se processará de diferentes maneiras e evoluções.

Listam-se aqui diversos tipos de corrosão e seus específicos mecanismos, abordando-se as características do ataque corrosivo e as formas de desgaste.

Corrosão uniforme

A corrosão se processa em toda extensão da superfície, ocorrendo perda uniforme de espessura. É chamada por alguns de corrosão generalizada, mas essa terminologia não deve ser usada por tornar-se redundante. O termo generalizada é aplicável à corrosão por pite ou alveolar, quando manifestadas em toda a extensão da superfície corroída.


Corrosão por pites

A chamada corrosão por pites (do inglês pit, "poço" ou "cova") é uma forma de corrosão localizada que consiste na formação de pequenas cavidades de profundidade considerável e o mais importante, significativa frente a espessura do material. Ocorre de maneira extremamente determinada, podendo portanto ser chamada de puntiforme, não apresentando ataque no material circundante.


Caracteriza-se por atacar materiais metálicos que apresentam formação de películas protetoras passiváveis e sendo resultado, geralmente, da atuação de "ilha" ativa-passiva nos locais de pequena área (disto pontos) onde há o rompimento de tal camada passiva.

Sendo uma corrosão que não implica uma homogênea redução da espessura e ocorrendo no interior de equipamentos torna-se um tipo de corrosão de acompanhamento mais difícil.

É um tipo de corrosão que nos materiais passiváveis a acção dos halogenetos (Cl-, Br-, I-, F-) causa o rompimento da passividade e a dissolução causada localmente da película produz uma área ativa que diante do restante passivado circundante, muito maior, produz uma corrosão muito intensa e localizada. O potencial em que haja a quebra de passividade é uma variável muito importante neste processo, sendo considerado de fato que o que ocorra seja a alteração do comportamento da polarização anódica do sistemas de materiais, tanto o metálico quanto seu produto passivo, pela ação dos íons halogenetos.

É de se considerar que um fator importante para o mecanismo da formação de pites seja a existência de pontos de maior fragilidade da película passivante (defeitos em sua formação), fazendo com que o pH no interior do pite se altere substancialmente para o espectro ácido dificultando a restituição da camada passiva inicial. Resultando disto que a pequena área ativa anódica formada diante de uma grande área catódica provoca a corrosão localizada e intensa já citada.

Corrosão por concentração diferencial

A variação de determinados componentes no meio no qual o material está permanentemente ou mesmo eventualmente imerso (em contato) provoca igualmente ação corrosiva, a qual é denominada corrosão por concentração diferencial. Seu mecanismo de ação é a formação de pilhas de concentração iônica diferencial e pilhas de aeração diferencial.

Este tipo de corrosão pode ser dividido em corrosão por concentração iônica diferencial, associada com a variação de determinadas concentrações iônicas propriamente ditas do meio, a corrosão por aeração diferencial, variando a concentração de determinados gases da atmosfera gasosa em contato com o material, a corrosão em frestas, ocasionada por configuração geométrica do material corrosível, que possibilita a formação de variações de concentração ou de aeração e pelo mesmo motivo, a corrosão filiforme, mas associada a configurações dos revestimentos aplicados, tais como a pintura.

Corrosão por concentração iônica diferencial

A corrosão por concentração molecular diferencial ocorre quando no eletrólito com o qual o metal está em contato apresentam-se diferenças de concentração de íons do metal ou ainda outro cátion ou ânion que propicie a corrosão, como o Na+ e outros íons alcalinos ou ainda sulfatos, por exemplo, consequentemente propiciando a partir de um primeiro ataque, a variação de cátions do metal. Este diferencial propiciará a formação de pilhas através da presença de diferentes potenciais eletroquímicos das áreas de maior e menor concentração, que funcionarão respectivamente como cátodo e como ânodo.

Corrosão por aeração diferencial

Quando há variações nas concentrações de oxigênio no meio eletrólito ocorre a chamada tecnicamente corrosão por aeração diferencial.

Com a concentração de oxigênio mais alta no meio circundante, mais catódico se torna o potencial eletroquímico de um material metálico, tornando as áreas em contato com esta concentração mais elevada de oxigênio catódicas, gerando diferença de potencial em relação as áreas de meio de menor concentração de oxigênio, que passam a ser anódicas. Este tipo de corrosão ocorre frequentemente em regiões intermediárias entre dois meios, como ar e água ou ar e solo, como nas estruturas metálicas com partes subaquáticas ou no solo.

Corrosão em frestas

A ação da aeração diferencial e ou da concentração iônica diferencial produzem a formação de pilhas em frestas em materiais metálicos. Estas frestas podem ser definidas como as ocorrentes em juntas soldadas de chapas sobrepostas, em juntas de chapas unidas por rebites, em ligações de tubulações unidas por flanges, em ligações de tubulações proporcionadas por roscas de parafusos, nos revestimentos feitos através de chapas aparafusadas e inúmeras configurações de geometrias que proporcionem a formação de frestas.

A formação de pilhas de concentração iônica diferencial é preferencial em meios líquidos e a formação de pilhas de aeração diferencial é preferencial em meios gasosos.

Sendo portanto as frestas inerentes as construções por meio de metais, no projeto devem ser minimizadas com o objetivo de reduzir a corrosão.

Corrosão filiforme

Quando a corrosão se processa sob camadas de revestimento, como a pintura, ela é denominada de corrosão filiforme. Embora o mecanismo principal desta corrosão não seja completamente entendido, atribui-se aos mesmos mecanismos da corrosão por frestas a esta corrosão, especialmente quando em defeitos no revestimento a aeração diferencial. Esta corrosão processa-se tipicamente nas bordas da superfície do material, progredindo por filamentos que curiosamente apresentam reflexões de mesmo ângulo do de incidência quando encontram obstáculos.

Corrosão galvânica

O contato elétrico entre materiais diferentes resulta no processo corrosivo conhecido como corrosão galvânica. A intensidade deste tipo de corrosão será proporcional à distância entre os valores dos materiais envolvidos na tabela de potenciais eletroquímicos, em outras palavras, na "nobreza" dos materiais. Exerce influência neste tipo de corrosão a proporcionalidade entre as áreas anódica e catódica. Tal proporção deverá ser maior possível com vistas a se obter a mínima corrosão na área anódica aliada a sua uniformidade.



Formas de corrosão

Corrosão por placas

A corrosão por placas se dá quando os produtos da reação de corrosão formam-se em placas que progressivamente se desprendem do volume do material. É comum em metais que formam películas protetoras a princípio, mas ao ganharem espessura pelo aumento do volume do produto de corrosão, estas causam fraturas, perdem aderência no material principal, desprendem-se e expõe novas massas de metal ao ataque.

Corrosão alveolar

A corrosão alveolar ocorre quando a perda de volume provocado pela corrosão se dá sob forma mais localizada, com maior profundidade que a corrosão por placa e sem o desprendimento de material não corroído como a corrosão por placas, passando a formar crateras. Normalmente iniciam por corrosão por pite. São frequentes em metais que formam películas semi-protetoras ou quando o processo de corrosão se dá por depósito, como em casos de corrosão por aeração .


Corrosão por pite
Aquela que sua profundidade é maior que seu diâmetro.

Corrosão intergranular ou intercristalina

Quando o ataque se manifesta no contorno dos grãos, ocorre com mais frequência nos aços inoxidáveis austeníticos, quando sensitizados e expostos a meios corrosivos, porém ocorre também no alumínio, duralumínio, cobre e suas ligas, além de outros materiais.

Corrosão transgranular ou transcristalina

Quando o fenômeno se manifesta sob a forma de trincas, que se propagam pelo interior dos grãos do material, como no caso da corrosão sob tensão dos aços inoxidáveis austeníticos, etc. Determinando meio de exposição processo que resulta na formação de produtos de corrosão e na libertação de energia.

Na prática - Bombas, turbinas e vertedouros

Na engenharia hidráulica e na engenharia mecânica é grande a preocupação com a cavitação, assim como com a abrasão das areias e demais sedimentos transportados pela água no interior de bombas e turbinas, sobretudo devido aos prejuízos que podem causar nas estações elevatórias e nas turbinas e ainda nos vertedores das usinas hidrelétricas.

Não se deve confundir o fenômeno químico da corrosão com os fenômenos físicos da cavitação e da abrasão, embora os efeitos visuais nas pás de bombas e de turbinas sejam parecidos, assim como nas superfícies de concreto dos canais dos vertedores.






terça-feira, 5 de fevereiro de 2019

Inspeção de Vasos de Pressão

Equipamento em operação necessita de atenção constante. Para minimizar problemas no momento da operação, é preciso pensar sempre à frente e realizar paradas preventivas. Nesta parada, a inspeção caso esteja vencida, é de extrema importância. Além das inspeções, é necessário executar as recomendações da inspeção

A STD monitora os prazos das inspeções e calibrações dos seus instrumentos de segurança, para manter os equipamentos sempre em dia com as inspeções, estando dentro da norma e mantendo uma operação segura.


Elaboramos PAR (Projetos de Alteração e Reparo), item obrigatório sempre que um vaso de pressão passa por reparos ou alterações.

Este procedimento fornece todo o padrão normativo, operacional e de controle de qualidade para que o reparo seja feito à luz de sua norma de referência, trazendo confiabilidade e garantia de qualidade, além de atender aos requisitos da NR-13.

A equipe é formada por engenheiros e inspetores qualificados. Esta equipe vem garantindo a excelência nesta operação, gerando controle, segurança e economicidade aos nossos clientes.

Nossa diversificada gama de equipamentos e ferramentas incluem, bombas para teste hidrostático, equipamento para monitoramento de pressão x tempo e temperatura x tempo, aparelhos de ultrassom, câmeras para inspeção interna remota (endoscopia), entre outros.

Serviços de diligenciamento e inspeção de fabricação;

Elaboração e montagem de prontuário (reconstituição, verificação e atualização);

Execução de teste hidrostático;

Execução e/ou acompanhamento de ensaios não-destrutivos (EVS, LP, PM, ME e UT);

Câmeras para inspeção interna remota (endoscopia);

Execução de cálculo da PMTA ou PMTP;

Abertura e atualização do livro de registro de segurança;

Execução de projeto de instalação;

Fornecimento de placas de identificação, incluindo plaquetas de categoria;

Qualificação de procedimentos de soldagem, soldadores e operadores;

Acompanhamento de testes mecânicos;

Cilindro secador de máquina de papel;

Recebimento e conferência de materiais;

Fiscalização de montagem;

Emissão de ART, etc...

Entre em contato conosco e entenda nossa consultoria.

www.stdengenharia.com.br


quinta-feira, 17 de janeiro de 2019

História das Válvulas de Segurança

As válvulas de segurança são aplicadas em serviços com fluidos compressíveis, como gases e vapores, aliviando o excesso de pressão de forma rápida e instantânea.

Válvulas de alívio têm abertura proporcional ao aumento de pressão ao qual ela está instalada e após ser atingida a pressão de ajuste. São aplicadas principalmente em serviços com fluidos incompressíveis, ou seja, fluidos no estado líquido. Nessas válvulas o curso de abertura é sempre proporcional à sobre-pressão do sistema. Já as válvulas de alívio e segurança podem operar tanto com gases e vapores como com líquidos, dependendo da aplicação.

No final do século XVII, mais precisamente no ano de 1679, a primeira panela de pressão usando vapor pressurizado estava sendo inventada pelo ilustre físico e inventor Denis Papin. Durante a primeira demonstração de sua utilidade, em frente a toda a Sociedade Real francesa, sua mais nova invenção explodiu. Foi preciso, portanto, pensar em algo que conseguisse aliviar a pressão do vapor de dentro da panela. Foi aí que Papin inventou a primeira Válvula de Segurança e, apenas após isso, que sua panela de pressão operou corretamente e sem acidentes. Em 1681 ele conseguiu criar uma patente para a sua invenção.



As válvulas devem ser providas de dispositivo de acionamento manual (ALAVANCA) para comprovação de que os elementos estão livres. ASME VIII PG-136 - As válvulas para serviços com ar, água acima de 60ºc, ou vapor, deve ter um dispositivo adequado de levantamento. § Nota: Acionar somente quando a pressão estiver acima de 75% da Pressão de Ajuste (PA).

Esqueleto de uma válvula de segurança:



Pressão de Operação

Pressão em libras por polegada quadrada (psi) à qual o vaso está normalmente submetido em serviço. Deve ser prevista uma margem adequada entre a pressão de operação e a máxima pressão de trabalho permissível (PMTP).

Pressão Máxima de Trabalho Permissível

É a pressão máxima de trabalho calibrada permissível em um vaso, à temperatura designada. Um vaso não pode ser operado acima desta pressão ou seu equivalente a qualquer temperatura do metal, que não seja a utilizada em seu projeto; logo, para aquela temperatura do metal, é a pressão mais elevada na qual a válvula de segurança da pressão primária é ajustada para abrir.

Pressão de Abertura

Expressa em libras por polegada quadrada no manômetro, a pressão de abertura é a pressão de entrada na qual a válvula foi ajustada para abrir sob condições de serviço. Em serviço com líquido, a pressão de abertura é determinada pela pressão de entrada na qual a válvula começa a descarregar um fluxo contínuo de líquido. Em serviço com gás ou vapor, a pressão de abertura é determinada pela pressão de entrada na qual a válvula irá "subir" sob condições de serviço.




quinta-feira, 3 de janeiro de 2019

Fique por dentro das mudanças da NR-13

No dia 20/12/2018 foi publicada a revisão da NR-13. Umas das mudanças que destacamos aqui neste post é a inclusão de tanques metálicos de superfície para armazenamento e estocagem de produtos finais ou de matérias primas, não enterrados e com fundo apoiado sobre o solo, com diâmetro externo maior do que 3 m (três metros), capacidade nominal maior do que 20.000 L (vinte mil litros), e que contenham fluidos de classe A ou B, conforme a alínea “a” do subitem 13.5.1.2 desta NR.

Com as atualizações, a STD se adequou para realizar além das inspeções API 653, também atender a NR-13.

Segue o Link para download da Revisão 2018 da NR-13: