Objetivo:

O objetivo desse artigo é mostrar o roteiro de inspeção em tubulações isoladas
termicamente, sujeitas a corrosão sob isolamento em unidades industriais, evidenciando
métodos e técnicas de inspeções em juntas soldadas de topo, ângulo, encaixe solda,
drenos e vent’s.

INTRODUÇÃO:

Tubos e Tubulações
Tubos são condutos fechados, destinados principalmente ao transporte de
fluídos. Todos os tubos são de seção circular, apresentando-se como cilindros ocos. A
grande maioria dos tubos funciona como condutos forçados, isto é, sem superfície livre,
com o fluído tomando toda a área da seção transversal. Fazem exceção apenas as
tubulações de esgoto, e às vezes as de água, que trabalha com superfície livre, como
canais.
Chama-se de “tubulação” um conjunto de tubos e de seus diversos acessórios.

Acessórios de tubulação
São componentes de tubulação utilizados para diversas funções, como segue:

• Ligações entre tubos: flanges, uniões, luvas;
• Purga e drenagem: luvas e niples (soldados ou rosqueados);
• Mudança de direção (curvas e joelhos);
• Derivações: tês, cruzetas, peças “Y”, selas, colares e anéis de reforço;
• Alterações nos diâmetros: reduções;
• Fechamento de extremidades de tubos: “caps”, plugues, flanges cegos.
  
  Isolamento térmico
  
  Componentes utilizados para reduzir a troca de calor entre a tubulação (por
  consequência do fluido transportado) e o meio ambiente. É utilizado para minimizar as
  perdas de energia, para manter o fluido transportado na temperatura adequada ou
  preservar suas características físicas e químicas e, ainda, como barreira de proteção
  pessoal.
  
  

Corrosão:

Corrosão é a deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou
eletroquímica do meio ambiente associada ou não a esforços mecânicos. A
deterioração causada pela interação físico-química entre o material e seu meio
operacional apresenta alterações prejudiciais indesejáveis.
A deterioração de materiais não metálicos, como: concreto, borracha, polímeros e
madeira, devida à ação química do meio ambiente é considerada por muitos autores
como corrosão.
Sendo á corrosão, em geral um processo espontâneo, está constantemente
transformando os materiais metálicos de modo que a durabilidade e desempenho dos
mesmos deixam de satisfazer os fins que se destinam.

A Corrosão ocorre principalmente de duas maneiras:

Corrosão atmosférica eletroquímica: Esse processo ocorre através de uma reação de
oxirredução entre o material e a umidade do ar.
Corrosão atmosférica química: Temperatura; radiação; gases; chuvas ou ventos.
Reação Química – A corrosão é um processo de oxirredução, ou seja, um material (no
caso, o metal) sofre oxidação (perde elétrons), e o outro, redução (ganha elétrons).
Para sofrer oxidação, o metal deve apresentar um potencial de redução menor que o
material que entrou em contato com ele.
A corrosão química também é chamada de corrosão seca, pelo fato de ocorrer com
contato direto entre o material e o agente corrosivo, sem a necessidade de solução
aquosa. Ela acontece em temperaturas acima do ponto de orvalho, devido à reação
com o oxigênio ou outros gases, formando uma fina camada de óxido.

Prevenção.

Formas mais simples de prevenção de corrosão envolvem evitar que as junções de
metal acumulem água, sirvam como barreira ao ar atmosférico ou permitam que a
água escorra entre as placas. Se não for possível inibir totalmente a passagem de
água, a sugestão é criar quebras nas conexões para drenagem.

Prevenção da corrosão Química.

Aplicação de revestimentos metálicos: consiste em proteger as peças metálicas com
outros metais de maior potencial de oxidação, ou seja, provocar a corrosão
preferencial deste revestimento, método conhecido como proteção catódica. Isso pode
ser feito de duas formas; por galvanização ou por metalização.
Corrosão Sob Isolamento (CUI), Mecanismo de Dano Relacionado e Técnica de
Inspeção.

O que significa corrosão sob isolamento (CUI)?

Trata-se de corrosão externa localizada ou generalizada que ocorre em
tubulações e equipamentos em aços carbono isolados, aços de baixo carbono isolados,
aços inoxidáveis austeniticos termicamente. Para que a corrosão ocorra, é necessário
umidade no isolamento (que vem através de água de chuva, teste de dilúvio para
sistema de incêndio) e o oxigênio deve estar presente.
Água e oxigênio são os principais condutores desse tipo de corrosão. A água
que entra no isolamento atinge um ponto seco na parede da tubulação ou equipamento
quente.
Para aços inoxidáveis e duplex é possível obter CUI que é caracterizado por
ECSCC (Trincas de Corrosão Sob Tensão por Cloreto) devido a cloretos contidos nos
materiais de isolamento e na água próximo a torre de resfriamento.
Temperatura de funcionamento: API 571 dá a faixa de temperatura para CUI
como -12°C a 175°C (10,4°F a 347°F) para Carbonos, e 60°C a 205°C (140°F a 401°F)
para austeníticos. A taxa de corrosão aumenta com um aumento na temperatura, com
a taxa de corrosão mais severa entre 100°C e 120°C (212°F e 248°F).
Ciclos de temperatura de funcionamento: A variação das temperaturas de
operação ao longo da história de vida do equipamento também é um fator importante.
Algumas tubulações e equipamentos podem se tornar propensos a CUI, mesmo que
sua temperatura de operação normal esteja acima da faixa de CUI.

IDENTIFICAÇÃO DE TUBULAÇÕES E EQUIPAMENTOS SUJEITOS A CUI

Antes de iniciar sua inspeção de tubulações e equipamentos sujeitos a CUI, o
primeiro passo mais importante é concluir um levantamento de CUI de toda a sua
fábrica. Isso ajudará você a identificar os circuitos de tubulação mais propensos ao CUI
e classificá-los com base na gravidade. Como apoiado pelas diretrizes da API 581 do
American Petroleum Institute, este é um elemento essencial no processo de inspeção
baseada em risco (RBI). Esta classificação preliminar economiza muito tempo durante
a inspeção de campo. Para esta etapa inicial, você precisará das seguintes entradas:

CONHECER OS MATERIAS DAS TUBULAÇÕES E EQUIPAMENTOS

Conhecer os materiais das tubulações e equipamentos é um dos principais
fatores decisivos para saber se o seu circuito de tubulação é propenso ou não a CUI. O
aço carbono e o aço inoxidável austenítico são mais suscetíveis à CUI. O aço carbono
sofre redução de espessura geral sob isolamento, e as trincas da corrosão por estresse
(CCS) é o principal fator de dano no austenítico experimentando CUI. O aço férrico é
menos propenso à CUI.
Revestimento sob isolamento – É amplamente aceito que o revestimento protetor
sob isolamento é um dos métodos mais eficazes para prevenir a CUI. Estes
revestimentos são tintas especiais adequadas para temperatura de trabalho da
tubulações ou do equipamento.
A inspeção e prevenção da CUI é possível.
A inspeção é feita através ensaios não destrutivos pelo método direto e pelo
método indireto.
Método Direto
Inspeção Visual com remoção completa do isolamento
O método mais confiável para detectar CUI em sistemas de aço carbono e baixa
liga é remover fisicamente o isolamento ou à prova de fogo e inspecionar visualmente a
superfície quanto a danos. Essa abordagem é cara, pois o isolamento ou a proteção
contra incêndio em equipamentos ou suportes estruturais (ou seja, vigas em I, saias de
vasos, etc.) precisam ser removidos e reinstalados.

Inspeção por Líquido Penetrante / Corrente Parasitas (Eddy Current Trincas)
Normalmente, a Trincas de Corrosão sob Tensão por Cloreto em tubulações e
equipamentos de aço inoxidável isolados normalmente não é detectado até que ocorra
um vazamento. Quando isso ocorre, a inspeção da área usando líquido penetrante ou
Eddy Current é uma maneira eficaz de determinar a extensão do dano (ou seja, trincas)
em aço inoxidável austenítico e duplex. O dano é frequentemente associado à zona
afetada pelo calor da solda.

Método Indireto

Os métodos de inspeção indireta podem ser classificados como métodos
semiquantitativos que tentam estimar o grau relativo de dano de corrosão superficial
presente ou como métodos qualitativos que tentam procurar o impacto que o dano de
corrosão superficial tem no sistema de isolamento.

Métodos semiquantitativos

Estes são métodos de inspeção que quantificam indiretamente o grau relativo de
corrosão da superfície que ocorreu. Normalmente, o Trincos de Corrosão sob
Isolamento por Cloretos em tubulações e equipamentos de aço inoxidável isolados
normalmente não é detectado até que ocorra um vazamento. Quando isso ocorre, a
inspeção da área usando Líquido Penetrante ou Eddy Current é uma maneira eficaz de
determinar a extensão do dano (ou seja, rachaduras) em aço inoxidável austenítico e
duplex. O dano é frequentemente associado à zona afetada pelo calor da solda. mídia
penetrante; — quando pulverizados, os penetrantes são fáceis de inflamar quando
expostos a fontes de ignição; Esses métodos são conduzidos sem a remoção completa
do isolamento ou da proteção contra fogo do equipamento ou suporte estrutural e
incluem métodos de inspeção ultrassônica, radiográfica, de correntes parasitas ou
térmicas.

Método de Exame de Ondas Guiadas

O exame de Ondas Guiadas pode ser usado para detectar CUI na tubulação.
Este teste pode ser realizado sem a necessidade de remoção extensa do isolamento.
Ele também pode fornecer cobertura de inspeção em longas distâncias sob as
circunstâncias certas. O exame de Ondas Guiadas utiliza um conjunto de transdutores
ultrassônicos de baixa frequência, fixados à circunferência do tubo de um tubo, para
gerar uma onda axialmente simétrica em ambas as direções, longe do conjunto de
transdutores. Essas matrizes de transdutores podem gerar ondas de torção, flexão ou
longitudinais. A Figura XX mostra exemplos de equipamentos de ondas guiadas e
displays de sinais.

Método Radiográfico

Há uma variedade de técnicas envolvendo métodos radiográficos que podem ser
usados para detectar danos no CUI. As radiografias de perfil podem ser obtidas usando
uma técnica radiográfica tangencial ou de parede dupla. — tubulações contendo líquidos
de alta viscosidade, revestimentos externos pesados, tubulações enterradas ou
tubulações com um número excessivo de soldas/acessórios podem reduzir a extensão
da cobertura da inspeção; Figura XXX – Esquema de configuração de radiografia de
perfil A radiografia requer essencialmente uma fonte de radiação oposta a um meio de
detecção que registra a radiação como um filme ou imagem digital. Estes incluem
radiografia de perfil, radiografia de densidade de filme, radiografia flash, perfil
radiométrico, radiografia em tempo real, radiografia computadorizada e radiografia
digital.

Método de exame radiográfico em tempo real (RTR) – RTR, comumente referido
como fluoroscopia, fornece uma visão clara do diâmetro externo do tubo através do
isolamento, produzindo uma silhueta do diâmetro externo do tubo em um monitor tipo
TV que é visualizado durante a inspeção [ver Figura XXXX)]. Nenhum filme é usado ou
revelado. O dispositivo de tempo real possui uma fonte de radiação e um
intensificador/detector de imagem que estão conectados a um C-arm [Figura XXXXX)].
Existem duas categorias de dispositivos de radiografia em tempo real, uma que usa uma
fonte de raios X e outra que usa uma fonte de isótopo radioativo de gadolínio (ou seja,
Ga-153). Cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens; no entanto, os
sistemas de raios X oferecem uma resolução muito melhor do que os sistemas
isotópicos.

Método de Correntes Parasitas Pulsadas (PEC)

O PEC tem sido usado nos últimos anos para detectar áreas de desbaste de
paredes em tubulações isoladas através de revestimento de alumínio ou aço inoxidável.
Também é usado para inspecionar pernas à prova de fogo em esferas de
armazenamento. É um método de exame eletromagnético sem contato usado para
detectar a perda média de parede de materiais de aço carbono e de baixa liga. Uma foto
de um sistema de corrente parasita pulsada é mostrada na Figura XXXXXX.

Método Termográfico / Infravermelho

O método de exame de imagem térmica/infravermelha (ou seja, termografia) é
outra abordagem para avaliar o potencial de CUI em vasos e tubulações isolados. A
termografia é uma técnica de inspeção rápida e passiva que produz uma imagem
térmica da superfície de um componente usando uma câmera de imagem térmica
infravermelha (IR). As câmeras IR são usadas para detectar pontos úmidos no
isolamento devido a uma diferença de temperatura entre o isolamento seco e úmido.

Bibliografia:

API 570 Piping Inspection Code – Inspection, Repair, Alteration and Rerating Of InService Piping Systems, 4º. Edition, 2016
Norma para inspeção de tubulação em serviço.
API 580 Risk-based Inspection – API recommended practice 580, 3º. Edition, 2016
Norma de inspeção baseada no risco de operação, com isso a norma diz o que
inspecionar de acordo com o risco que a tubulação ou equipamento apresenta em caso
de falha.
API 581 Risk-Based Inspection Methodology – API recommended practice 581, 3º.
Edition, 2016
Norma de inspeção baseada no risco de operação, com isso a norma diz o que
inspecionar de acordo com o risco que a tubulação ou equipamento apresenta em caso
de falha.
API 583 Corrosion Under Insulation and Fireproofing, API recommended practice 583,
1º. Edition, 2014
Norma de inspeção para tubulações e equipamentos isolados.
Luiz Antônio Moschini de Souza, Guia de Inspeção 06, Inspeções de Sistemas de
Tubulações, IBP- Instituto Brasileiro de Petróleo, Rio de Janeiro, 2017.
Manual de inspeção de tubulações com diretrizes para realização de inspeção.
Nepomuceno, Lauro Xavier, Técnicas de Manutenção Preditiva, Volume 2, Editora
blucher, 1989
O exame visual como elemento de manutenção,
Ensaios de Líquidos Penetrantes,
Ensaios por partículas Magnéticas,
Ensaio Radiográfico aplicado a Manutenção Industrial,
Ensaios e Controles de Ultrassom,
Ensaios e controle com correntes parasitas,
Nunes, Laerce de Paula, Pintura industrial na proteção anticorrosiva, 3º. Edição,
Petrobrás, 2007.
Esquema de pintura para Superfícies Quentes. Aspectos econômicos de pintura.
PETROBRÁS N-2555, Inspeção em Serviço de Tubulações, REV. A, 2000
Norma Petrobrás com diretriz em inspeção em serviço de tubulações.
Shell Global Solutions International B. V., Corrosion Under Insulation in Solid Stainless
Steel Equipment, Alert No. 2005AW03, 2005
Estudo de caso de corrosão sob tensão em aço inoxidável austenitico no durante serviço
ocasionado por corrosão sob isolamento.
Vicente Gentil, Corrosão, 5º. Edição, LTC – Livros Técnicos e Científicos S/A, Rio de
Janeiro, 2007
Livro de corrosão no qual descreve os tipos de corrosão nos materiais.
SITES:
http://www.pasa.com.br/2016/pec.asp – PEC – Corrente Parasitas Pulsadas.
Ensaio não destrutivo PEC – Corrente Parasitas Pulsadas, ensaio utilizado para realizar
medições de espessura e localizar danos sem remover o isolamento térmico.
http://www.pasa.com.br/2016/radiografia_digital.asp – Radiografia Digital
Radiografia digital ensaio radiográfico utilizado na indústria para medir espessura da
parede do tubo sem necessidade de remoção do isolamento térmico.
http://www.termonautas.com.br/termografia.html – Termografia
Ensaio realizado para verificar a temperatura do isolamento dessa forma é possível
detecção de dano com a diferença de temperatura. Com isso fica assertivo a remoção
localizada do isolamento térmico.
https://araujoengenharia.com.br/ec-trincas/ – Eddy Current Trinca
Ensaio realizado em materiais metálicos sendo aço carbono ou aço inoxidável com o
intuito de detectar trincas superficiais e subsuperficiais próximas a superfície.
https://blog.hita.com.br/conheca-belzona-5871-a-solucao-mais-eficaz-contra-acorrosao-sob-isolamento/
Revestimentos para tubulações e equipamentos anticorrosiva.
https://abraco.org.br/src/uploads/intercorr/2012/INTERCORR2012_6.pdf
Corrosão sob tensão em meio caustico de tubulação de unidade de processo.
https://www.aiche.org/sites/default/files/2019-06-BeaconPortuguese%20%28Brazil%29.pdf
Falha de tubulação com trinta anos devido a corrosão sob isolamento.
https://www.aiche.org/sites/default/files/2019-06-BeaconPortuguese%20%28Brazil%29.pdf
Corrosão em juntas soldadas.
https://www.sgsgroup.com.br/-/media/local/brazil/documents/whitepapers/industrial/sgs-ind-corrosion-under-insulation-pt-brazil.pdf
Corrosão sob isolamento – Por que a CSI não é o problema? Uma discussão típica
sobre os desafios que conduzem o problema da corrosão sob isolamento.
https://www.belzona.com/pt/focus/cui.aspx
Corrosão sob isolamento – A porosidade do aço aumenta com o calor e permite que
uma excelente aderência seja atingida. Belzona, portanto, desenvolveu produtos
ativados por calor que tornam-se menos viscosos com temperatura e penetram em
superfícies quentes.

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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