1- Inspeção de Fornos Introdução

7/26/2019 1- Inspeo de Fornos Introduo

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Inspeo de fornosInspeo de fornos

API RP 573


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Inspeo de fornos - API RP 573Ins

peo de fornos - API RP 573

1-Inspeo para fornos (com chama)utilizados em refinarias e petroqumicas

1-1-Para dar confiailidade aoequipamento e se!urana a planta

1-"-Identificando as #ari$#eisoperacionais que impactam aconfiailidade


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1-3-%tilizando pr$ticas de inspeo que!arantam a oteno de dados emoperao ou em parada

1-&-Para a#aliao do desempen'o atuale futuro do equipamento


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"-(ipos mais comuns de fornos - API RP 573"-(ipos mais comuns de fornos - API RP 573


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3-)omponentes dos fornos3-)omponentes dos fornos


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3-1-Na fornalha

*s tuos asor#emcalor

Principalmente porradiao

+a c'ama e +o refrat$rioincandescente,


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3-2-Entre a fornalha e aconeco

(emos os tuos de proteo

icam na entrada da seo decon#eco

Receem normalmente o maior

flu.o de calor Pois esto su/eitos a radiao econ#eco


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3-3-Na coneco

Ap0s os tuos de proteo

)alor asor#ido dos !ases de

comusto Principalmente por con#eco,

3-!-"s t#$os da coneco

Possuem aletas ou pinos Para aumentar a superfcie de

troca trmica,


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(uo aletado 2 finned tue

(uo pinado 2 studded tue

pode ser asor#ido mais calor por

comprimento de tuo do que nostuos da fornal'a

3-5-Ap%s os t#$os da coneco

Pode 'a#er tuos para uperaquecer #apor

*u pr-aquecer ar de comusto


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!-&ornos de reforma!-&ornos de reforma


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!-1-&ornos de reforma

Aquecimento a partir do teto ou dasparedes

Para mel'or distriuio do calor radianteao lon!o dos tuos

4arias lin'a de tuos #erticais paralelos *perando com temperatura entre 15618)9 a 1 6:")9


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5-&orno de p'r%l'se

emel'ante ao forno de reforma

%tiliza materiais que so modifica;es dosmateriais utilizados nos fornos de reforma

)ur#a sofrem eroso

A superfcie do tuo de#e ser lisa e * material de#e ser resistente a

caronetao


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8-


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-3-Ao car$ono

Para ai.a temperatura

=ormalmente limitado a 6&"7)9 Para e#itar

>sferoidizao e !rafitizao

Ao lon!o do tempo


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+ecomposio da perlita pela competio dosmecanismos de esferoidizao e !rafitizaonos aos carono e ai.a li!a

A cur#a de esferoidizao para a con#ersode metade do carono 6de um ao carono com?15@)9 em caronetos esferoidizado

A cur#a de !rafitizao para con#erso demetade do carono 6de um ao )-?5


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-!-Ad'o de *r e o


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-5-Ao 'no+'d,e's A#stent'cos

6)r-=i-e9

=ormalmente utilizado ondeC A temperatura e.cede a 13 67&)9

A corrosi#idade do processo muito alta,


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--A se.#'r/ os mater'a's ma's com#nspara os t#$os e se#s l'm'tes de

temperat#ra conforme API 0td 53


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As temperaturas limites estorelacionadas ao limite de resistncia

atores como presso parcial de D" eo.idao sempre resultam emtemperaturas limites menores


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7-A conf'a$'l'dade do forno depende7-A conf'a$'l'dade do forno dependededeC

7-1-*perao dentro dos limites depro/eto

7-"-A#aliao das condi;es fsicas nasparadas

7-3-Pre#enir fal'a dos tuos em operao

al'a C ruptura eEou #azamento


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7-&-al'a dos tuos resulta da deterioraopro!ressi#a

)ausada por #$rios mecanismos de

deteriorao Por e.emplo

(uo de fornos esto su/eitos a

Ruptura? fluncia eEou o.idao de#ido a ele#ao de temperatura

)orroso pelo produto


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-A 'nspeo 'sa aal'ar os efe'tos dascond'4es operac'ona's anter'oresso$re as propr'edades dos mater'a's e

preer o desempenho para a pr%+'macampanha/

-1-Inspeo #isual

-"-nsaios mecBnicos


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-5-A#aliar #ida remanescente a fluncia

-8-


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-7-Inspeo (ermo!r$fica

--Inspeo #isual em operao

-:-A#aliao atra#s de cupons eEousondas de corroso


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-Itens de #m pro.rama deconf'a$'l'dade para #m forno

especf'co/

:-1-Fista dos poss#eis mecanismos dedeteriorao do equipamento

:-"-(cnica de inspeo adequada paraidentificar o mecanismo de deterioraoque realmente atua no equipamento


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:-3-Re#iso do 'ist0rico de operao?manuteno e reparo para identificarmecanismos ati#os de deteriorao do

equipamento :-&-A#aliar os efeitos das condi;es

operacionais e reparos anteriores sore a#ida remanescente do equipamento

:-5-+efinir ser#ios ou procedimentos queminimizem a proailidade de fal'a pelosmecanismos de deteriorao identificado


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:-8-+eterminar a ta.a de deteriorao dosmecanismos ati#os de deteriorao doequipamento

:-7->staelecer mtodos e tcnicas paraa#aliar os impactos das mudanas deprocesso ou condi;es operacionais

sore a ta.a de deteriorao


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:--A#aliar a #ida remanescente dostuos para cada um dos mecanismosconsiderando as condi;es anteriores de

operao e reparo? as condi;es atuais eas ta.as de deteriorao

:-:-+eterminar as condi;es de contorno

nas quais a pro/eo da #ida dos tuos eta.a de deteriorao permanecem #$lidas


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:-1-(arefas de monitoramento eEouacompan'amento para !arantir que ascondi;es de operao estaro dentro

dos limites pre#istos na a#aliao e :-11-procedimentos a ser utilizados para

a#aliar o impacto sore a #ida dos tuos

em caso de ser e.trapolada as condi;esoperacionais


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:-1"-Plano de inspeo monitoramento ea#aliao de outros componentes eequipamentos que possam impactar na

deteriorao dos tuos? comoC Gueimadores

opradores de fuli!em

uportes

(ermopares? etc,,,


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1-0e.#rana

A ImportBncia de um #azamento ou fal'ade tuo de forno dependeC

(emperatura

Presso

luido de processo Focalizao do forno

Resposta do operador


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=ormalmente o fluido e inflam$#el e #airesultar em fo!o

>.iste sempre um potencial de ferimento

de pessoas e impacto amiental %m pro!rama adequado de inspeo e

manuteno de um forno C

%m importante componente de


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11-" prop%s'to da 'nspeo n#m pro.ramade conf'a$'l'dade 6/

oter dados para a#aliar as condi;es fsicas

6ou inte!ridade9 do equipamento Reparos podero ser feitos se a a#aliao

indicar #ida menor que a campan'a dese/adaou

Reparos e sustitui;es podero ser pre#istospara o futuro? dependendo do resultado dainspeo ou do acompan'amento em operao


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12-ecan'smos de deter'orao

Ao tuos de fornos podem apresentardeteriorao tanto e.terna quanto interna

*s mecanismos tpicos de deterioraoso mostrados na taela a se!uir emfuno do tipo de unidadeC


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12-1-Ata#e por 82

12-1-1-9escar$onetao s#perf'c'al

Guando a temperatura alta e a pressoparcial de D" ai.a

12-1-2-9escar$onetao 'nterna ef'ss#rao

Guando a temperatura ai.a?mas acimade "")? e presso alta de 'idro!nio


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Fe!enda para cur#as de =elsonFe!enda para cur#as de =elson


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12-2-*orroso 'nterna 6 afetada porC )omposio do fluido processado 2

compostos de en.ofre e $cidos or!Bnicos

(emperatura do metal e )omposio dometal

1"-"-1-)orroso por compostos deen.ofre resulta em perda de espessuralocalizada ou !eneralizada


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1"-"-"-Hcidos or!Bnicos promo#em perdade espessura em re!i;es onde o flu.o turulento

1"-"-3-)loretos? 'idro!nio e outroscompostos contriuem para o aumento data.a de corroso


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1"-"-&-A ta.a de corroso dependenteda temperatura do fluido e do metal

=as re!i;es de maior temperaturanormalmente a ta.a de corroso maior

=a fi!ura a se!uir mostrado maior perdade espessura na face do tuo #oltado

para c'ama


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1"-"-5-=a corroso por compostos deen.ofre apresenta ta.a crescente at75 63::)9? a partir desta temperatura a

ta.a de corroso decresce pela formaode sulfetos est$#eis na superfcie do metal


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1"-"-8-luido com #elocidade ele#ada ou contendo partculas ou flu.o if$sico

apresentam ta.a ele#ada de corroso

porque remo#em a carepa de corroso e

dei.a o metal e.posto na no#o ataque

pelo meio


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12-3-*orroso e+terna aos t#$os

A corroso e.terna depende da datemperatura e atmosfera do forno

eralmente o tuo ir$ corroer poro.idao

Pois a atmosfera do forno normalmenteapresenta e.cesso de o.i!nio necess$rioa queima do comust#el


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1"-3-1-A corroso pode ser localizada ou!eneralizada nos tuos

1"-3-"-*.idao e.cessi#a e formao de

carepa espessa resultado de operaoacima das condi;es pre#istas Resultado de lierao e.cessi#a de

ener!ia nos queimadores ou ormao de deposito no interior dostuos 6coque9


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1"-3-3-+eposito de produto de comustoou formao de 0.ido sore o tuo podeser identificado pelo im

J.ido ma!ntico e dep0sito decomusto no


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1"-3-&-Podemos ter outros tipos deataque dos tuos

*perando com falta de o.i!nio e

dependendo da qualidade do comust#el Podemos ter

ulfetao ou caronetao


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1"-3-5-+ependendo do teor de en.ofre nocomust#el podemos formar sulfatos

Guando os !ases esfriam

6na parada ou nas se;es de ai.atemperatura da caldeira9

*corre formao de $cido pela asoro

de umidade pela fuli!em altamente'i!rosc0pica =este caso teremos a corroso $cida


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=a con#eco? onde pode ocorrertemperatura aai.o do ponto de or#al'o

Podemos ter corroso $cida

A perda de espessura nesta re!io dificilde oter

Pois no poss#el o acesso aos tuos


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1"-3-8-)orroso por cinzas fundentes Guando o comust#el tem alto teor de

4an$dio

* metal em temperatura na fai.a detemperatura de 1" 685)9a 1& 678)9 ofre ataque intenso por compostos de

#an$dio de ai.o ponto de fuso * 0.ido de #an$dio remo#e o 0.ido protetor?

e.pondo o metal a no#a o.idao


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12-!-&l#:nc'a (creep) Guando a temperatura do metal esta

acima da temperatura de fluncia e o

material esta su/eito a tensosuficientemente ele#ada? *corre deformao e ruptura ap0s um

lon!o tempo de operao A ta.a de deformao do metal aumenta )om aumento da temperatura e da tenso


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e o tuo esti#eradequadamente pro/etado atenso que causar$ ruptura

ser$ a tenso tan!encial6'oop stress9? de#ido Kpresso interna,

e o suporte? monta!em ou

pro/eto for inadequadopoder$ ocorrer fal'a de#idoa tenso lon!itudinal


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A temperatura tem um papelpreponderante no tipo e se#eridade dadeteriorao dos tuos dos fornos,

A temperatura ao lon!o de um tuo naseo de radiao pode #ariarconsidera#elmente


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A principais causas de #ariao anormalde temperatura soC

+eposio ou incrustao interna? que

isola a parede do tuos do flu.o deproduto conduzido pelo mesmo ou

)ondi;es de queima inadequadas ou

impr0prias? que resultam em flu.o de calore.cessi#o pela parede do tuo


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Podem ser sinais potenciais de flunciaC *#ramento6sa!!in!92 normalmente

causado porC

+iminuio da resistncia estrutural de#idoa sore-aquecimento

>spaamento inadequado entre suportes

radiente de temperatura no pre#isto queretira o tuo do suporte

al'a de um ou mais suportes


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Ar#eamento 6oLin!9 2causado por incidnciade c'ama ou formao de coque

* aquecimento e uma face do tuos faz comque o mesmo se deforme na direo da fonte decalor

* arqueamento tamm pode ser causadoimpedimento de dilatao lon!itudinal dos tuosque enroscam nos espel'os ou suportes? ou

Pelo comprimento inadequado de tuos queforam sustitudos indi#idualmente


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;aran


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e a laran/a atriuda a sore-tenso6sore-aquecimento em curto espao detempo9? e a temperatura e tenso #oltam a

condio ori!inal? normalmente a #ida dotuo no ser$ reduzida,

e a laran/a resultante de danos porfluncia 6sore-aquecimento de lon!adurao9? a #ida a fluncia ser$ reduzida,

Faran/a considerada mais sria quecur#amento e arqueamento ,


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12-5-#danas etal=r.'cas * ao su/eito a temperatura ele#ada e

tens;es por lon!o perodo de tempo

apresentam mudanas metalNr!icas >stas mudanas incluemC )aronetao

+escaronetao >sferoidizao )rescimento de !ro

>strutura normal do ao carono>strutura normal do ao carono


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errita O Perlita 6lamelas de errita e e3)9errita O Perlita 6lamelas de errita e e3)9Aai.o de 6&"8)9 o tempo para mudana muitoAai.o de 6&"8)9 o tempo para mudana muito

lon!o comparado com a #ida do equipamentolon!o comparado com a #ida do equipamento

Ausncia das $reas escuras de Perlita de#ido ao rearran/oAusncia das $reas escuras de Perlita de#ido ao rearran/o


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da )ementita 6e3)9 em !ros arredondadosda )ementita 6e3)9 em !ros arredondadosResultado da e.posio do ao carono a temperaturas naResultado da e.posio do ao carono a temperaturas nafai.a de &) a 73 )fai.a de &) a 73 )* processo lento a &) mas le#a apenas al!umas 'oras* processo lento a &) mas le#a apenas al!umas 'oras

a 73)a 73)

Ausencia das $reas escuras de Perlita pela perda doAusencia das $reas escuras de Perlita pela perda do


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carono que se con#erteu em composto !asoso,carono que se con#erteu em composto !asoso,Isto ocorre quando o ao e e.posto a temperatura acimaIsto ocorre quando o ao e e.posto a temperatura acima

de 73) na presena de *",de 73) na presena de *",*u pode ocorrer com a penetrao de D" em*u pode ocorrer com a penetrao de D" emtemperaturas mais ai.astemperaturas mais ai.as

Fin'as escuras pontil'adas de 0.ido de ferro nosFin'as escuras pontil'adas de 0.ido de ferro nos


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contornos de !ro e tamm !randes $reas escuras decontornos de !ro e tamm !randes $reas escuras de0.ido de ferro0.ido de ferro

Ao em contato com o.i!nio em temperaturaAo em contato com o.i!nio em temperaturanormalmente acima de 73) o.ida rapidamente nonormalmente acima de 73) o.ida rapidamente nocontorno do !rocontorno do !ro

)rescimento de !ro e tamm descaronetao,)rescimento de !ro e tamm descaronetao,


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>m temperatura acima de &) o !ro tende a crescer?>m temperatura acima de &) o !ro tende a crescer?resultando em perde de resistncia do materialresultando em perde de resistncia do material

>strutura de tmpera com cristais na forma de a!ul'as>strutura de tmpera com cristais na forma de a!ul'as


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>strutura de tmpera? com cristais na forma de a!ul'as,>strutura de tmpera? com cristais na forma de a!ul'as,Guando o ao aquecido acima de 73) e resfriadoGuando o ao aquecido acima de 73) e resfriadoruscamente frequentemente ocorre esta estruturaruscamente frequentemente ocorre esta estrutura


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(odas estas condi;es le#am aC Reduo !eral da resistncia mecBnica

ou

Alterao da dutilidade * que pode e#entualmente resultar em

fal'a do material


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ater'al como o 5*r-5opode sersuscept#el a

>ndurecimento por precipitao quando

A concentrao de elementos residuaiscomo 0sforo? >stan'o e Antimnio estoacima do limite?

> o material fica e.postos as condi;esde operao do forno por um tempoprolon!ado


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* resultado pode ser fra!ilizao pelo re#enido Apresentando reduo do alon!amento e

Perda fra!ilidade ao ental'e

*s elementos acima precipitam nos contornosde !ro ap0s um ano entre 5"763)9 e11"68)9

A temperatura de transio dNctil-fr$!il domaterial pode c'e!ar a 361&:)9

* material poder$ apresentar fratura fr$!il


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Ino+ !1 e s#sceptel a fra.'l'>ao seoperar na temperat#ra 5&

dependendo dos traos dos elementos

presentes na sua composio A tenacidade reduz para temperatura

aai.o de "6:3)9

ratura fr$!il pode ocorrer se 'ou#erimpacto


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12--Eroso A #elocidade do flu.o atra#s da

serpentina pode pro#ocar eroso nos

tuos e cone.;es e a #elocidade for crtica e e 'ou#er incidncia de particular ou

!otculas 6impin!ement9 * prolema se a!ra#a quando '$ siner!iacom o processo de corroso


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*s tuos a eroso esta associada a#elocidade ele#ada

>roso nas cone.;es esta associada a

#elocidade mais Qimpin!ement %m aumento si!nificati#o de car!a num

forno? aumenta a #elocidade? resulta em

ele#ao da perda de metal por corrosoe eroso


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12-7-&ad'.a ?6rm'ca cresce a cada ciclo


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A trinca por fadi!a ocorre *nde '$ solda dissimilar

=as li!a;es da aleta com o tuo onde '$oscilao de temperatura

>m tuos com flu.o i-f$sico

>m pontos de interli!ao dos tuos comsuportes que dificultam a e.pansotrmica


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12--*ho#e t6rm'co Resultado de #aria;es ruscas da

temperatura

M muito comum nas partidas das unidades As peas de espessuras ele#adas so mais

suscept#eis a c'oque trmico

Para e#itar c'oque trmico e preciso limitar econtrolar as ta.as de aquecimento eresfriamento do equipamento

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1- Inspeção de Fornos Introdução