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RBI - Foco na Inspeção Não Intrusiva e NR-13
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 BasedInspection), corrosão, materiais, processos, planos de inspeção e treinamento em API 580 e 581
Certificação Internacional API 580
Metodologia RBI
RBI x NR-13
RBI x INI
Considerações Finais
RBI - Foco na Inspeção Não Intrusiva e NR-13
Metodologia RBIGeral
API 580 / API 581
Probabilidade de ocorrência de um determinado evento esuas consequências.
Quando a probabilidade e a consequência são expressasnumericamente, o risco é definido como o produto entreelas.
Risco = Probabilidade x Consequência
Risco de Falha
MetalurgiaCondições operacionais (T e P)
Contaminantes
Taxa de corrosãoSusceptibilidade ao Trincamento
Mecanismos de Corrosão
Probabilidade de Falha
Consequência de Falha
Condições operacionais (T e P)Fluido processual
ToxicidadeInflamabilidade
Dispersão
Metodologia RBIFilosofia
Conhecimento Profundo
de Processo e Corrosão
Probabilidade Falha
Consequência Falha
Planejamento daInspeção
Mitigação do Risco
Reavaliação do Risco
Ações inspeção
Recolha da Informação
Dados do equipamento
Condições operacionais
Metalurgia Instalada
Mecanismos Degradação
Histórico inspeção
Nível de risco admissível
Efetividade da inspeção
Condições de operação
Propriedades dos fluidos
Fluido que pode vazar
Sistemas segurança
Metodologia RBIFilosofia
Ris
co
TempoData
instalação
Perda de Espessura“Thinning”
Trincamento“SCC”
Fratura Frágil“Brittle Fracture”
1. Criação de planos de inspeção focados nos mecanismos de danos.
Th-A
SCC-B
Intrusiva– 50 a 100% IV
+ ME
Não intrusiva– 50 a
100% de Varredura por US
ou perfil radiográfico
Intrusiva– PM de 20 a
49% das soldas
Não intrusiva– Shear
wave automatizado de 20-
100% das soldas
Mecanismo
identificado
Inspeção
adequada
Fonte: API 581 (traduzido)
Metodologia RBICapacidades
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.
5
4
3
2
1
A B C D E
Pro
babilid
ade d
e f
alh
a
Consequência de falha
Baixo Risco
Alto Risco
Menores Recursos de Inspeção
Maiores Recursos de Inspeção
3
1
4
10
Metodologia RBICapacidades
Evolução do Risco utilizando programas típicos de inspeção
Evolução do Risco após otimização das inspeções Risco residual
Nível das atividades de inspeção
Ris
co
Fonte: API 580 (adaptado)
Mesmo nível de inspeçãoMenor
Risco de Falha
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.
Metodologia RBICapacidades
Metodologia RBINovidade
Prática Recomendada Européia (em desenvolvimento)
↓EN 16991 - 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.
Aplicação RBI - EquipamentosEstudo de Caso - Escopo
Aplicação do RBI em uma petroquímica
Tipo de
EquipamentoQuantidade
Vaso 871
Filtro 74
Reator 27
Tanque 96
Torre 64
Trocador 774
TOTAL 1906
Plano macro da parada geral a partir dos históricos foirevisado com os resultados do RBI.
Eliminadas atividades desnecessárias para mecanismos dedano 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
Aplicação RBI - EquipamentosEstudo 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 intervençõesconservadoras para mecanismos de dano não susceptíveis;
eliminação das atividades de inspeção desnecessárias e quenão trazem valor acrescentado;
redução significativa do custo total da parada em termos dehomem/hora trabalhada.
aumento da efetividade do plano de inspeção;
aumento da confiabilidade e disponibilidade dosequipamentos – minimização das paradas nãoprogramadas.
Aplicação RBI - EquipamentosEstudo de Caso - Resultados
RBI x NR-13Visão geral
Historicamente: dificuldades para se utilizar a técnica devido à NR-13
Alterações recentes: melhor aproveitamento –mudança do foco
Uso limitado à redução de risco e prêmios de seguro(impossibilidade de ampliar intervalos)
Classe de Fluido
Grupo de Potencial de Risco
1P.V 100
2P.V < 100P.V 30
3P.V < 30P.V 2,5
4P.V < 2,5P.V 1
5P.V < 1
Categorias
A- Fluidos inflamáveis, e fluidos
combustíveis com temperatura igual ou superior a 200°C
- Tóxico com limite de tolerância ≤ 20 ppm
- Hidrogênio e acetileno
I I II III III
B- Fluidos combustíveis com
temperatura menor que 200°C- Fluidos tóxicos com limite de
tolerância > 20 ppm
I II III IV IV
C- Vapor de água- Gases asfixiantes simples- Ar comprimido
I II III IV V
D- Outro fluido II III IV V V
RBI x NR-13Categorias NR-13
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.
CATEGORIA NR-13
POTENCIAL DE RISCO x TIPO DE FLUIDO
RBI x NR-13Categorias 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
RBI x NR-13Categorias NR-13
Item 13.5.4.7: 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.
Permite prolongar o prazo de inspeção de equipamentos comrecheio interno desde que “sejam implementadas tecnologiasalternativas para a avaliação da sua integridade estrutural”
Exemplo: reatores com catalisadores especiais que se degradamna presença de ar e umidade, sendo que a cada parada geral sãodesperdiçados milhões de dólares para sua substituição devido àsua abertura para atender ao prazo de inspeção interna.
Uso do RBI para justificar a não abertura do equipamento éextremamente adequado => METODOLOGIA RECONHECIDAINTERNACIONALMENTE
Aplicação RBI - EquipamentosNR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014
RBIaplicável
Item 13.5.4.6: 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.
“metodologias de avaliação da integridade ... baseados em normase códigos aplicáveis à identificação de mecanismos dedeterioração”
RBI atende a todos estes requisitos
Auxilia na definição de qual exame alternativo à inspeção internaseria adequado para cada tipo de dano ao qual o equipamento estásubmetido → Tecnologias de Inspeção Não Intrusiva (INI).
NR-13 SUGERE
O USO DE INI + RBI
Aplicação RBI - EquipamentosNR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014
Um programa de avaliação de integridade estrutural deve assegurar:
Conhecimento do danoIdentificação e
dimensionamento do dano
Capacidade do equipamento resistir a este dano
Aplicação RBI - EquipamentosNR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014
RBI!!!
10%
90%
Itens com risco acima do
limite estabelecido
Equipamentos
Tubulações
MOTIVOS
1. NR-13 exigia a inspeção rigorosa somente dos equipamentos.
2. Tubulações são numerosas.
3. Tubulações são pouco inspecionadas.
Tubulações Visão Geral - Inspeção
API 580 API 581
normatizam a metodologia
API 570 recomenda o uso
NR-13 passou a sugerir
RBI
Tubulações Visão Geral - Inspeção
inflamáveis
combustíveis
tóxicos
hidrogênio
acetileno
Tubulações e a nova NR-13O que mudou?
Passou a fazer parte do escopo as tubulações (ou sistemas)
interligadas caldeiras e vasos de pressão enquadrados com fluidos
das classes A e B:
Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014 – NR-13
Tubulações enquadradas na nova NR-13 devem ter adocumentação 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
Tubulações e a nova NR-13O 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)
Tubulações e a nova NR-13O que mudou?
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
Tubulações e a nova NR-13Aplicação RBI
ComponenteMecanismos de Degradação
AtivoRecomendação de Inspeção
Data para Realização
Tubulação-01A. 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
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
Tubulações e a nova NR-13Aplicação RBI - Resultados
+
+
+
CUSTO: perda de produção + preparação + MO
SEGURANÇA: entrada
Inspeção Não Intrusiva
INSPEÇÃO NÃO INTRUSIVA
+
+
IVIInspeção
Visual Interna
AUMENTO DO RISCO: abertura
Evolução do Risco utilizando programas típicos de inspeção
Evolução do Risco após otimização das
inspeções Risco residual
Nível das atividades de inspeção
Ris
co
Aumento das ações de inspeção intrusivas
pode acarretar
maior Risco de Falha ao
equipamento
Avaliação RBI tem como premissa a otimização das
ações de inspeção. Mesmo nível de inspeção
garante menor Risco de Falha
RBI x INI
Fonte: API 580 (adaptado)
Probabilidade
Consequência
Risco de Falha
Planejamento de Inspeção
(Efetividade de Inspeção em função do Risco)
Inspeção
Intrusiva
Inspeção Não
IntrusivaOU
RBI x INI
Efetividade Mínima
Confiança
80-100%
60-80%
40-60%
20-40%
0-20%
RBI x INIEfetividade de Inspeção RBI
Categoria de Efetividade de Inspeção Qualitativa↓
Cada Método de Inspeção
Fonte: API 581
RBI x INIEfetividade de Inspeção RBI - Thinning
Fonte: API 581
RBI X INIEfetividade de Inspeção RBI – SCC Cáustico
Fonte: RP Practice DNV-RP-G103.
→ Também utiliza o princípio de selecionar um método com o requisito mínimo de efetividade para manter o
risco abaixo do mínimo
Category POD Sizing
LowLower probability of detecting
the flaw type than does IVI
Limited, generally qualitative
information regarding flaw size or wall
thickness
Medium
A probability of detecting the
flaw type broadly similar to that
of IVI
Semi-quantitative or comparative
information regarding flaw size or wall
loss
HighHigher probability of detecting
the flaw type than does IVI
Accurate, quantitative information
regarding flaw size or wall thickness
RBI X INIINI - Categorias
Considerações Finais
Critério NR-13 RBI
Probabilidade de Falha /
Mecanismos de DanoNÃO 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
IVI: historicamente a mais utilizada por todos:
Detecta vários defeitos mesmo sem terem sido previamenteprevistos no procedimento de inspeção
Grande cobertura da superfície, muito boa para identificar danosisolados sem ter conhecimento prévio de onde este dano estava
INI: pode ser uma alternativa:
a capacidade de detecção está vinculada com a técnica específicautilizada
as técnicas empregadas tendem a ser bem mais específicas para oque se procura
Considerações Finais
NR 13Suporte de lei
(simples)
PASSADO:
IVI: END convencionais
PRESENTE:
INI: RBI + Novas
Tecnologias de END
Considerações Finais
INI Suporte técnico
(complexo)
RBI + Novas
Tecnologias de END
de alta efetividade
AGRADECIMENTOS
Uma Rede de Tecnologia e Qualidade
Camila Pontes PenaCoordenação – RBI
cppena@isqbrasil.com.br
instituto de soldadura www.isqbrasil.com.bre qualidade
Rua do Campo n° 80 - 34000 – 000 Bairro Vale do Sereno - Nova Lima (MG) - BrasilTel: +55 31 3263-3263- Fax: +55 31 3263-3264
MUITO OBRIGADA!!!
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