APLICAÇÃO DO ULTRASSOM AUTOMATIZADO NA INSPEÇÃO DE SOLDA CIRCUNFERENCIAL EM DUTOS NA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO E GÁS

ENGENHARIA/SL/SEQUI-CI

DUTOS TERRESTRES

Mostrar a detectabilidade e

eficiência dos processos de

ensaio de ultrassom

automatizado e a radiografia

convencional aplicado na

inspeção de soldas

circunferenciais de dutos.

ULTRASSOM AUTOMATIZADO X RADIOGRAFIAULTRASSOM AUTOMATIZADO X RADIOGRAFIA

OBJETIVO

PROCESSO DE INSPEÇÃOPROCESSO DE INSPEÇÃO

ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

Recebimento de Tubos

Armazenamento de Tubos

Soldagem de Duques/Ternos

Ensaio Visual

Revestimento de Juntas

Curvamento de tubos

Concretagem de Tubos

Proteção e Restauração

Teste Hidrostático

Abaixamento e Cobertura

Revestimento de Juntas

Soldagem Linha

Ensaio Visual

Curvamento de tubos

Desfile de TubosArmazenamento

Duques/Ternos

Abertura de Pista

Liberação de Faixa

Locação e Marcação

UltrassomAutomatizado

UltrassomAutomatizado

PROCESSO DE CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DE DUTOS TERRESTRESPROCESSO DE CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DE DUTOS TERRESTRES

DUTOS TERRESTRESDUTOS TERRESTRES

ASME B31.8

API-1104

N - 464

ASTM E-1961

ASME B31.4

PROJETO, CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DE DUTO TERRESTREPROJETO, CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DE DUTO TERRESTRE

EXTENSÃO DO ENSAIO NÃO DESTRUTIVO

INSPEÇÃO VISUAL:

100% das juntas, em toda a circunferência.

INSPEÇÃO POR ENSAIO RADIOGRÁFICO OU ULTRASSOM:

100% das juntas, em toda a circunferência.

N-464 H – CONSTRUÇÃO, MONTAGEM E CONDICIONAMENTO DE DUTO TERRESTREN-464 H – CONSTRUÇÃO, MONTAGEM E CONDICIONAMENTO DE DUTO TERRESTRE

• CONVENCIONAL (Workmanship)

CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO:

REFLETIVIDADE X COMPRIMENTO

• ECA (Engineering Critical Assessment)

ALTURA X COMPRIMENTO

• Ultrassom Manual

• Ultrassom Automatizado

API 1104

NORMA – API 1104 PROCEDIMENTO DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOSNORMA – API 1104 PROCEDIMENTO DE ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

O ensaio por ultrassom das soldas circunferenciais d eve ser realizado por equipamento que atenda aos requis itos da norma ASTM E 1961 ou outro computadorizado e mecanizado que seja capaz de fornecer ensaios reprodutí veis e registros permanentes de 100% do volume da solda em toda a circunferência.

100% do volume

N-464 H – CONSTRUÇÃO, MONTAGEM E CONDICIONAMENTO DE DUTO TERRESTREN-464 H – CONSTRUÇÃO, MONTAGEM E CONDICIONAMENTO DE DUTO TERRESTRE

ASTM e 1961, 1998

APLICAÇÃO DO ULTRASSOM AUTOMATIZADOAPLICAÇÃO DO ULTRASSOM AUTOMATIZADO

“TRANSCANADA PIPELINE” - 1989

SOLDAGEM AUTOMATIZADA US – AUTOMATIZADO

CRITÉRIO ALTERNATIVO

Soldagem Automatizada

Ultrassom – Automatizado

ULTRASSOM AUTOMATIZADO GASBOL 1996ULTRASSOM AUTOMATIZADO GASBOL 1996

Descontinuidade

Visão das Etapas de Inspeção de Solda

LocalizaçãoComprimento

Registro dos Resultados

Dimensionamento(– 6 dB)

ULTRASSOM MANUALULTRASSOM MANUAL

Ultrassom Automatizado

Benefícios e Desvantagens

� Inspeção sem utilização de fontes radioativas;

� Resultados emitidos em tempo real;

� Realimentação imediata da qualidade da solda, reduzindo assim o número de reparos;

� Permite o uso de critério alternativo (comprimento x altura);

ULTRASSOM AUTOMATIZADO EM DUTOS DOS MATERIAIS E PROCESSO DE FABRICAÇÃOULTRASSOM AUTOMATIZADO EM DUTOS DOS MATERIAIS E PROCESSO DE FABRICAÇÃO

� Redução significável do tempo de inspeção;

� Sem demoras ou obstruções no processo de fabricação do duto;

� Exatidão no posicionamento do defeito em 3 dimensões, incluindo profundidade e largura.

ULTRASSOM AUTOMATIZADO EM DUTOS DOS MATERIAIS E PROCESSO DE FABRICAÇÃOULTRASSOM AUTOMATIZADO EM DUTOS DOS MATERIAIS E PROCESSO DE FABRICAÇÃO

Ultrassom Automatizado

Benefícios e Desvantagens

Sistema Automatizado de Sistema Automatizado de UltrassomUltrassom

ULTRASSOM AUTOMATIZADO EM DUTOS DOS MATERIAIS E PROCESSO DE FABRICAÇÃOULTRASSOM AUTOMATIZADO EM DUTOS DOS MATERIAIS E PROCESSO DE FABRICAÇÃO

Escaner e Cabeçotes Escaner e Cinta

Bloco de Referência Monitor

UltrassomComputadorizado

SISTEMA AUTOMATIZADO DE ULTRASSOMSISTEMA AUTOMATIZADO DE ULTRASSOM

Processo de Inspeção por Ensaios Não Destrutivos

CAPABILIDADE

REPETITIVIDADE

REPRODUTIBILIDADE

POD

CALIBRAÇÃO

CONTROLE DO PROCESSO

REQUISITOS PARA QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTOREQUISITOS PARA QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO

Probabilidade de Detecção dos END´S

(AEA QT News Article)

PROBABILIDADE DE DETECÇÃOPROBABILIDADE DE DETECÇÃO

COMPARAÇÃO DA PROBABILIDADE DE DETECÇÃOCOMPARAÇÃO DA PROBABILIDADE DE DETECÇÃO

Técnica de Exposição - PSVS

CrawlerAplicação

ENSAIO RADIOGRÁFICOENSAIO RADIOGRÁFICO

Cabeçotes Focalizados

Convencional Phased Array

SISTEMA AUTOMATIZADO DE ULTRASSOMSISTEMA AUTOMATIZADO DE ULTRASSOM

Plano Esférico

CABEÇOTE FOCALIZADOCABEÇOTE FOCALIZADO

SISTEMA AUTOMATIZADO DE ULTRASSOMSISTEMA AUTOMATIZADO DE ULTRASSOM

A-Scan

ToFD

ToFD & A-SCANToFD & A-SCAN

� Procedimento de US – AUT

� Demonstração para validação

� Corpos de prova com descontinuidades

� Equipamento de US – AUT

� Ensaio Radiográfico

� Inspetor US Nível 3

� Inspetor US Nível 2

� Macrografia

� Probabilidade de detecção

� Cálculo de incerteza da dimensão da altura

RESULTADOS DOCUMENTADOS

Plano de Qualificação

REQUISITOS PARA QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTOREQUISITOS PARA QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO

ISO – 9712 ISO – 17024

� Qualificado pela EmpresaA empresa prestadora serviço de inspeção emite cert ificado de treinamento do profissional no equipamento espec ífico a

ser utilizado.

Registro da Certificação

Certificação de Pessoal

REQUISITOS PARA QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTOREQUISITOS PARA QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO

23%

14%7%

56%

ER & USER & US SEM DEFEITOS

ERER COM DEFEITOS

USUS--AUTAUT COM DEFEITOS

ER & USER & US COM DEFEITOS

RESULTADO DA INSPEÇÃO POR JUNTA SOLDADARESULTADO DA INSPEÇÃO POR JUNTA SOLDADA

1008,227,464,4TOTAL

11,00,08,22,7N

32,94,116,412,3R

56,24,12,749,3A

US – AUT (%)

NRATOTAL

ER (%)

INSPEÇÃO POR DESCONTINUIDADES DETECTADASINSPEÇÃO POR DESCONTINUIDADES DETECTADAS

US-AUT ER

VARIABILIDADE DA DIMENSÃO DAS DESCONTINUIDADESVARIABILIDADE DA DIMENSÃO DAS DESCONTINUIDADES

US-AUT X ER – DIMENSÃO DAS DESCONTINUIDADESUS-AUT X ER – DIMENSÃO DAS DESCONTINUIDADES

0%

10%

20%

30%

40%

50%

<=9 (9;25] (25;50] (50;80] >8002468

10121416182022242628

Núm

ero

de D

esco

ntin

uida

des US

ER

Histograma de Comparações

2,0%

16,1%

43,1%

46,4%

33,3%

17,9%

13,7%

7,8%8,9%

10,7%

Dimensão da Descontinuidade

TUBO API – 5L X-70, DIÂMETRO 28” e ESPESSURA 15,9 mm (0 ,625”)

Análise em Laboratório

AMOSTRA – DESCONTINUIDADES NATURAISAMOSTRA – DESCONTINUIDADES NATURAIS

R342175FF/IER502210FF/IE2711

A201770FFA101782FF2611

R671575FFR701570 FF2511

N___A121510FF2411

R381400FFN___2311

A161178IEA161192IE2211

N___R42668FF2111

ParecerCompr.(mm)

PosiçãoTipoParecerCompr.(mm)

PosiçãoTipoN°

Desc.N°

Junta

ENSAIO RADIOGRÁFICOULTRA-SOM AUTOMATIZADO

“JUNTA 11” DESCONTINUIDADES DETECTADAS“JUNTA 11” DESCONTINUIDADES DETECTADAS

US-AUT X ER

FF

“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “21”“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “21”

ER – RX: Comprimento 20 mm

US – AUT: Comprimento 42 mm

MACRO X RADIOGRAFIA

DESCONTINUIDADE ACEITÁVEL PELA RADIOGRAFIA

“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “21”“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “21”

3 mm4 mm

INCLUSÃO DE ESCÓRIA

US-AUTxER

“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “22”“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “22”

US-AUT

DESALINHAMENTO DE 1,2 mmFALTA DE FUSÃO

DESCONTINUIDADE ACEITÁVEL PELO US-AUT

“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “23”“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “23”

A-SCAN

TOFD

C-SCANA -SCAN

“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “27”“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “27”

ESPESSURA DE 15,9 mm

5 mm 5 mm

IE

FP

FF

SEÇÃO DO CP

FILME ER

5 mm

“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “27”“JUNTA 11” DESCONTINUIDADE “27”

MATERIAL API X 70 – 42”- ESPESSURA 17 mm

CRITÉRIO ALTERNATIVOCRITÉRIO ALTERNATIVO

PROBABILIDADE DE DETECÇÃOPROBABILIDADE DE DETECÇÃO

INCERTEZA

REQUISITOS PARA QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTOREQUISITOS PARA QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO

INCERTEZA DE MEDIÇÃOINCERTEZA DE MEDIÇÃO

CONCLUSÃO

� Existe a necessidade da inclusão da dimensão

da altura das descontinuidades no critério de

aceitação do ensaio por ultrassom automatizado

referente a inspeção de solda circunferencial em

dutos da indústria de petróleo e gás.

ULTRASSOM AUTOMATIZADOULTRASSOM AUTOMATIZADO

�PROTRAN - Criação de Projeto “Avaliação de

Critério de Aceitação Alternativo em DutosTerrestres”

�UFRJ - Confiabilidade da Técnica de Ensaio NãoDestrutivo por Ultrassom

�PUC - Avaliação de Critérios Alternativos em

Construção e Montagem

CRITÉRIO ALTERNATIVOCRITÉRIO ALTERNATIVO

DESDOBRAMENTO

�EWI – Quantificação para Sistemas de Ensaios

por Ultrassom Automatizado – Tecnologia

Avançada e Metodologia (Advanced

Technologies and Methodology for Automated

Ultrasoninc Testing Systems Quantification)

DESDOBRAMENTO

CRITÉRIO ALTERNATIVOCRITÉRIO ALTERNATIVO

�ENGENHARIA/SL/SEQUI – Elaboração de

Especificação Técnica – Critério Alternativo

�NORMA PETROBRAS – Ultrassom

Automatizado para Inspeção de Soldas

Circunferencial

DESDOBRAMENTO

CRITÉRIO ALTERNATIVOCRITÉRIO ALTERNATIVO

ENGENHARIA

PROCESSO DE INSPEÇÃO POR ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

ENGENHARIA/SL/SEQUI-CIHumberto Campinho

E-mail: campinho@petrobras.com.br