Inspeção de Tubos de Troca Térmica Pelo Ensaio IRIS

RP-GTI-001

REV. 1 ABASTECIMENTO-REFINO DATA: 25/02/2003

10/10/2005 1 G:\Tee\Inspeção\Gti/IRIS-Boas Praticas_Execução_Ensaio IRIS_2.doc

RECOMENDAÇÃO PRÁTICA DO GTI

INSPEÇÃO DE TUBOS DE TROCA TÉRMICA PELO ENSAIO IRIS OBJETIVO: Esse documento tem por objetivo apresentar as Boas Práticas para a execução do Ensaio IRIS (Internal Rotational Inspection Sistem). Aplicação: Inspeção de Tubos de Troca Térmica

PALAVRAS-CHAVE INSPEÇÃO

IRIS TUBOS DE TROCA TÉRMICA

RP-GTI-001



ÍNDICE

1- OBJETIVOS 2- NORMAS APLICÁVEIS

3- CONDIÇÕES EM QUE É RECOMENDADO O USO DO ENSAIO IRIS

4- LIMITAÇÕES DO ENSAIO IRIS

5- BOAS PRÁTICAS RECOMENDADAS

6- LIMPEZA INTERNA

7- EQUIPAMENTOS

8- INSPETORES DO ENSAIO IRIS

9 – PRODUTIVIDADE DO ENSAIO

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Boas Práticas para a Execução do Ensaio Iris em Tubos de Troca Térmica

1 – Objetivo:

Apresentar as informações práticas para a realização do ensaio IRIS em tubos de troca térmica

2 – Normas aplicáveis:

N-1590 – Ensaio Não-Destrutivo - Qualificação de Pessoal;

N- 2690 - Ensaio Não-Destrutivo IRIS;

3 - Condições em que é recomendado o uso do Ensaio IRIS para a inspeção de tubos de troca térmica.

- Quando se deseja inspecionar as pernas dos tubos de feixes em “U”.

- Quando é necessário o registro dos resultados do ensaio para a comparação em futuras inspeções - cálculo de taxa de perda de espessura dos tubos;

- Quando se deseja o resultado imediato da inspeção para a tomada de decisão;

- Quando se que saber o tipo e a localização de um defeito;

- Quando se deseja inspecionar grandes lotes de tubos em curto espaço de tempo. O ensaio IRIS é mais rápido e de menor custo do que a remoção de tubos para a inspeção direta;

- Quando o tamanho do lote justifique, economicamente, a contratação do serviço.

4 – Limitações do ensaio IRIS.

- O ensaio IRIS não detecta trincas;

- Pode não detectar defeitos com diâmetro menor ou igual a 1,5 mm;

- Ao detectar defeitos com espessuras iguais ou inferiores a 0,5 mm a leitura fornecida pelo aparelho poderá permanecer fixa em 0,5 mm, independente do seu valor real;

- O resultado do ensaio depende da qualidade da limpeza interna do tubo inspecionado;

- Deve ser limitado o tempo de trabalho de cada operador - a interpretação do ensaio é cansativa para o operador;

- A qualidade do ensaio é influenciada pelo aparelho utilizado;

- A aplicação do ensaio é limitada para tubos com diâmetro entre 9 e 100 mm.

- O ensaio não apresenta bom resultado para a inspeção de tubos aletados, quando estas apresentam continuidade com o material do tubo.

Observação: O ensaio IRIS não é o mais adequado para a inspeção de tubos de material não ferro magnéticos.

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5 - Práticas recomendadas para a execução do ensaio:

5.1 – Analisar, previamente, os relatórios de condições físicas do equipamento e definir se o ensaio IRIS se aplica as necessidades.

5.2 – Combinar com o executante o tipo de relatório desejado.

5.3 – Passar para o executante dados do equipamento necessários ao teste, tais como:

5.3.1 – Material, diâmetro, espessura nominal e comprimento do tubo;

5.3.2 – Desenho de detalhes do espelho;

5.3.3 – “A critério” do solicitante do ensaio poderão ser fornecidas informações sobre o tipo de deterioração esperada.

Atenção: Este tipo de informação irá reduzir o tempo de ensaio, entretanto, pode induzir o executante a desprezar outros tipos de deteriorações existentes.

5.4 – Efetuar uma amostragem inicial para verificar qual das pontas do feixe se encontra em piores condições, pois na extremidade oposta a de inserção da sonda o cabeçote efetua a medição de espessura do tubo até a região de mandrilagem (inclusive), enquanto que na extremidade de entrada da sonda isto não acontece.

5.5 – Definir com o executante da limpeza interna aos tubos um padrão mínimo de limpeza que garanta a imagem na tela do aparelho equivalente ao definido na norma N- 2690.

5.6 – Submeter, antes do início do serviço, o inspetor e o equipamento ao teste de avaliação no padrão da norma N-2690.

Atenção: É necessário que todos os defeitos do padrão sejam corretamente identificados.

5.7 – O ensaio deverá ser executado conforme a norma N-2690.

5.8 – Prever as facilidades para manter os tubos objeto de inspeção inundados com água.

5.9 – Prever as facilidades para a execução do ensaio, tais como:

a) Alimentação elétrica estável e independente de outros equipamentos;

b) Aterramento elétrico;

c) Alimentação de água limpa com pressão mínima de 50 psig ou recipiente de armazenamento para o uso da bomba portátil de alimentação do aparelho;

d) Cobertura para a proteção do equipamento contra intempéries, preferencialmente com bancada de trabalho.

6 - Limpeza para o Ensaio IRIS.

A limpeza interna do tubo é uma etapa importante para a obtenção de resultados confiáveis no ensaio IRIS. A limpeza por hidrojato é a técnica mais usual e indicada para tal. Existem casos onde a limpeza por hidrojato precisa ser complementada por processos de limpeza química.

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O tipo de produto interno ao tubo e o seu material são fatores determinantes para a definição do tipo de limpeza a ser empregado. Equipamentos que operam com produtos pesados ou água de resfriamento são de limpeza mais difícil.

Recomendações práticas para uma boa limpeza por hidrojato:

- utilizar bicos de hidrojato sem erosão nos furos, com ângulos de incidência ao tubo entre 300 e 450 , preferencialmente com movimento rotativo;

- efetuar a limpeza com baixa velocidade de avanço do bico injetor (definir a velocidade em teste de campo).

- pressão mínima no bico de hidrojato de 15.000 psig. Não é recomendado o uso de mais de um bico simultaneamente.

- utilização de escova rotativa melhora o resultado da limpeza.

Atenção: A utilização de brunidor não é recomendada, pois este compacta a sujeira na parede do tubo e compromete o resultado do ensaio;

- recomenda-se que o ensaio IRIS seja executado logo após a conclusão da limpeza, preferencialmente na mesma jornada de trabalho.

ATENÇÃO:

a) sujeira ou produto de corrosão externo ao tubo, não prejudicam a qualidade do ensaio;

b) recomenda-se a fiscalização constante dos trabalhos de hidrojateamento, visando o atendimento aos parâmetros definidos;

c) serviços de hidrojateamento a alta pressão exigem cuidados adicionais quanto a segurança na sua execução.

7 Equipamentos para o ensaio IRIS.

Todos os equipamentos IRIS se utilizam do mesmo princípio físico. Os processadores de informações é que são diferenciados e influenciam na confiabilidade/qualidade dos resultados do ensaio.

Os processadores mais atualizados possuem grande capacidade de armazenamento de dados e imagens possibilitando o tratamento das informações nos modos B-scan e C-scan. Estes aparelhos também incorporam melhorias significativas nas interfaces de comunicação via tela, que proporcionam maior conforto ao operador e no armazenamento e manipulação de dados para relatórios, que facilitam a rastreabilidade futura d as informações.

Alguns equipamentos também dispõe do dispositivo “encorder”, que aciona automaticamente a sonda ao longo do tubo indicando a sua posição instantânea. Contudo, este dispositivo só é utilizado mediante solicitação do cliente, pois ele reduz a produtividade e apresenta dificuldades no seu repasse da sonda em locais de interesse.

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ATENÇÃO:

a) Não é recomendado o uso de aparelhos que não possuam software com digitalização da imagem da inspeção e conseqüente aquisição e armazenamento de dados.

b) A alimentação elétrica para qualquer um dos tipos de aparelhos não deve sofrer interferências de máquinas de soldas e motores elétricos e deve dispor de aterramento independente.

8 - INSPETORES DO ENSAIO IRIS

O inspetor deverá ser qualificado conforme norma N-1590.

DISPOSIÇÃO TRANSITÓRIA:

Durante o período de implantação deste sistema de qualificação no SEQUI está sendo considerado como conhecimento mínimo necessário para o inspetor de ensaio IRIS a qualificação em US-N1-ME do SNQC/END.

9 - PRODUTIVIDADE DO ENSAIO

Tem-se praticado a produtividade de aproximadamente 70 tubos de permutador/dia (diâmetro de ¾ pol. x 6.096 mm de comprimento)

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PROPRIEDADE DA PETROBRAS 2 páginas

ENSAIO NÃO-DESTRUTIVO IRIS

PCONTEC SC-27 Ensaios Não-Destrutivos

1ª Emenda

Esta é a 1ª Emenda da Norma PETROBRAS N-2690, devendo ser grampeada na frente da Norma e se destina a modificar o seu texto na(s) parte(s) indicada(s) a seguir. Substituir a FIGURA A-1 atual pela FIGURA A-1 a seguir:

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1ª Emenda

ANEXO A - FIGURAS

NOTAS: 1) TOLERÂNCIAS DAS MEDIDAS NA ESPESSURA IGUAL A 0,05. 2) DIMENSÕES MÍNIMAS EM MILÍMETROS, SALVO INDICAÇÃO EM CONTRÁRIO.

400

50

100

50

50

50

50

50

50

50

50

t

0,2t

0,4t

0,2t

0,4t

0,6t

0,8t

0,2t

0,5t

4,0 TROC.4,0 CALD.

4,0 CALD.4,0 TROC.

ø2,4 CALD.ø2,0 TROC.


ø4,8 TROC.ø6,3 CALD.




FIGURA A-1 - TUBO PADRÃO PARA CALIBRAÇÃO DE APARELHOS IRIS

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PROPRIEDADE DA PETROBRAS 9 páginas

ENSAIO NÃO-DESTRUTIVO IRIS

Procedimento

Cabe à CONTEC - Subcomissão Autora, a orientação quanto à interpretação dotexto desta Norma. O Órgão da PETROBRAS usuário desta Norma é oresponsável pela adoção e aplicação dos seus itens.

CONTECComissão de Normas

Técnicas

Requisito Técnico: Prescrição estabelecida como a mais adequada e quedeve ser utilizada estritamente em conformidade com esta Norma. Umaeventual resolução de não segui-la ("não-conformidade" com esta Norma) deveter fundamentos técnico-gerenciais e deve ser aprovada e registrada peloÓrgão da PETROBRAS usuário desta Norma. É caracterizada pelos verbos:“dever”, “ser”, “exigir”, “determinar” e outros verbos de caráter impositivo.

Prática Recomendada: Prescrição que pode ser utilizada nas condiçõesprevistas por esta Norma, mas que admite (e adverte sobre) a possibilidade dealternativa (não escrita nesta Norma) mais adequada à aplicação específica. Aalternativa adotada deve ser aprovada e registrada pelo Órgão daPETROBRAS usuário desta Norma. É caracterizada pelos verbos:“recomendar”, “poder”, “sugerir” e “aconselhar” (verbos de caráternão-impositivo). É indicada pela expressão: [Prática Recomendada].

SC - 27Cópias dos registros das “não-conformidades” com esta Norma, que possamcontribuir para o seu aprimoramento, devem ser enviadas para aCONTEC - Subcomissão Autora.

As propostas para revisão desta Norma devem ser enviadas à CONTEC -Subcomissão Autora, indicando a sua identificação alfanumérica e revisão, oitem a ser revisado, a proposta de redação e a justificativa técnico-econômica.As propostas são apreciadas durante os trabalhos para alteração desta Norma.

Ensaios Não-Destrutivos

“A presente Norma é titularidade exclusiva da PETRÓLEO BRASILEIROS.A. – PETROBRAS, de uso interno na Companhia, e qualquer reproduçãopara utilização ou divulgação externa, sem a prévia e expressa autorizaçãoda titular, importa em ato ilícito nos termos da legislação pertinente,através da qual serão imputadas as responsabilidades cabíveis. Acirculação externa será regulada mediante cláusula própria de Sigilo eConfidencialidade, nos termos do direito intelectual e propriedadeindustrial.”

Apresentação

As normas técnicas PETROBRAS são elaboradas por Grupos de Trabalho -GTs (formados por especialistas da Companhia e das suas Subsidiárias), são comentadas pelosRepresentantes Locais (representantes das Unidades Industriais, Empreendimentos de Engenharia,Divisões Técnicas e Subsidiárias), são aprovadas pelas Subcomissões Autoras - SCs (formadas portécnicos de uma mesma especialidade, representando os Órgãos da Companhia e as Subsidiárias) eaprovadas pelo Plenário da CONTEC (formado pelos representantes das Superintendências dosÓrgãos da Companhia e das suas Subsidiárias, usuários das normas). Uma norma técnicaPETROBRAS está sujeita a revisão em qualquer tempo pela sua Subcomissão Autora e deve serreanalisada a cada 5 anos para ser revalidada, revisada ou cancelada. As normas técnicasPETROBRAS são elaboradas em conformidade com a norma PETROBRAS N - 1. Para informaçõescompletas sobre as normas técnicas PETROBRAS, ver Catálogo de Normas Técnicas PETROBRAS.

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1 OBJETIVO

1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis na realização de ensaio não-destrutivo IRIS -“Internal Rotary Inspection System” para avaliação de perda de espessura de tubos detrocadores de calor e caldeiras.

1.2 Esta Norma se aplica a procedimentos iniciados a partir da data de sua edição.

1.3 Esta Norma contém somente Requisitos Técnicos.

2 DOCUMENTOS COMPLEMENTARES

Os documentos relacionados a seguir contêm prescrições válidas para a presente Norma.

PETROBRAS N-1590 - Ensaio Não-destrutivo - Qualificação de Pessoal;PETROBRAS N-1594 - Ensaio Não-Destrutivo - Ultra-Som;PETROBRAS N-2162 - Permissão para Trabalho;PETROBRAS N-2511 - Inspeção em Serviço de Trocadores de Calor;PETROBRAS N-2561 - Padrões Fotográficos para Avaliação de Formas de

Deterioração;ABNT NBR-12177 - Inspeção de Segurança de Caldeiras Aquo e

Flamotubulares a Vapor;ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section I & VIII.

3 DEFINIÇÕES

Para os propósitos desta norma são adotadas as definições indicadas nos itens 3.1. a 3.5.

3.1 IRIS - “Internal Rotary Inspection System”

Técnica que utiliza o método de ultra-som, tipo pulso-eco, por imersão, empregando umtransdutor com feixe ultra-sônico incidindo num espelho rotativo que o reflete para a parededo tubo. Essa técnica é normalmente utilizada para avaliação de perda de espessura detubos de trocadores de calor e caldeiras.

3.2 Tubo Padrão

Tubo com características metalúrgicas e espessura conhecida contendo descontinuidadesnaturais e/ou artificiais por meio do qual o equipamento IRIS é calibrado, para o ensaio demateriais similares, quanto à propagação do som e ajuste da sensibilidade do ensaio.

3.3 Operador

Profissional com a função de auxiliar na execução do ensaio principalmente na inserção eextração da sonda nos tubos e demais atividades, exceto avaliação das indicações.






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3.4 Inspetor

Profissional qualificado com a função de orientar o operador, acompanhar o ensaio e serresponsável pela avaliação dos resultados.

3.5 Equipe de Inspeção

A equipe de inspeção é composta de todos os elementos envolvidos no ensaio, devendo serconstituída por no mínimo um inspetor e um operador.

4 CONDIÇÕES GERAIS

4.1 Qualificação do Inspetor

O inspetor deve ser qualificado de acordo com a norma PETROBRAS N-1590.

4.2 Procedimento de Inspeção da Executante

4.2.1 Do procedimento devem constar, no mínimo, os seguintes itens:

a) objetivo;b) normas aplicáveis, indicando a revisão;c) material, componente, dimensões e detalhes de construção do tubo a ser

ensaiado (ver Nota);d) aparelhagem e acessórios, citando o fabricante, modelo, limites de utilização e

recomendações de instalação, preservação e armazenamento, quandoaplicável;

e) sonda de inspeção (fabricante, tipo, modelo, freqüência do transdutor, diâmetroda sonda, espelho, dispositivo centralizador e faixa de diâmetro de tuboaplicável);

f) condição requerida para a superfície e método de preparação;g) acoplamento;h) método de calibração do equipamento;i) instruções a serem fornecidas ao operador;j) técnica de varredura (sentido e velocidade de deslocamento);k) qualidade mínima de sinal;l) descrição seqüencial da execução do ensaio;m) método de identificação e rastreabilidade;n) avaliação dos resultados do ensaio (detecção e dimensionamento das

descontinuidades, registro e interpretação dos resultados);o) formulário para registro de resultados;p) instruções de segurança;q) requisito de treinamento/qualificação de pessoal.

Nota: Exemplo:

- material: aço-carbono;- componente: tubo de troca térmica;- dimensões: diâmetro 3/4 in, espessura 2,2 mm a 2,8 mm;- detalhe de construção do tubo: tubo com costura.


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4.2.2 O procedimento deve ter o nome do emitente (unidade da PETROBRAS ou firmaexecutante), ser numerado, ter indicação da revisão e data de emissão.

4.3 Qualificação do Procedimento de Inspeção da Executante

4.3.1 O procedimento é considerado qualificado, quando aplicado os seus requisitos, foremdetectadas e dimensionadas, todas as descontinuidades existentes em corpos de provapreviamente gabaritados.

4.3.2 O procedimento deve ser elaborado ou revisado por profissional qualificado no ensaioIRIS e aprovado pela PETROBRAS.

4.4 Revisão e/ou Requalificação do Procedimento de Inspeção da Executante

4.4.1 Sempre que qualquer das variáveis citadas no item 4.2 forem alteradas, deve seremitida uma revisão do procedimento.

4.4.2 Quando houver alteração das variáveis c, d, e, f, g, h e j, o procedimento deve serrequalificado.

4.5 Aparelhagem

4.5.1 Para aparelhagem específica do ensaio IRIS, devem ser obedecidas asrecomendações do fabricante quanto à manutenção e revisões periódicas.

4.5.2 O aparelho deve ser calibrado por ocasião da qualificação do procedimento, apósreparo elétrico/eletrônico, revisão periódica e avaria.

4.5.3 O aparelho deve dispor de sistema de recepção, geração e análise de sinaiscompatível com os transdutores empregados.

4.5.4 O aparelho deve fornecer medidas de espessura das descontinuidades existentesno padrão de calibração, com desvio máximo de 10 % do valor da espessura nominal dotubo.

4.6 Calibração

4.6.1 Tubo Padrão

Os tubos padrão devem ser de material acusticamente semelhante (exemplo, no caso deaço carbono até 6 % Cr) ao do material dos tubos inspecionados, bem como de mesmodiâmetro e espessura. As dimensões dos tubos padrão devem obedecer ao especificado naFIGURA A-1 do ANEXO A.

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4.6.2 Método de Calibração

4.6.2.1 A velocidade de deslocamento da sonda no tubo padrão deve ser de no máximo2,5 m/min.

4.6.2.2 O aparelho é considerado calibrado se detectar todas as descontinuidadesexistentes no tubo padrão e se os valores indicados para as dimensões não apresentaremdesvio superior a 10 % do valor real das descontinuidades.

4.6.2.3 A calibração deve ser efetuada diariamente a cada:

a) início de serviço;b) reinício do serviço após cada interrupção;c) ao final da jornada de trabalho.

Nota: Sempre que for constatada descalibração, o ensaio deve ser repetido para ostubos inspecionados desde a última calibração.

4.7 Acoplamento

4.7.1 Quando inspecionando tubos na posição horizontal, o acoplamento é obtido pelainjeção de água através da própria sonda. Quando inspecionando tubos na posição vertical,é necessário que o tubo esteja completamente cheio de água para permitir o acoplamento.

4.7.2 Sempre que houver perda no acoplamento, o trecho no qual tal fato ocorreu, deve serreinspecionado.

4.8 Preparação da Superfície

4.8.1 A preparação da superfície deve ser executada de modo a obter-se um sinal resposta(apresentação do aparelho) com no mínimo 70 % de nitidez para permitir avaliação dasuperfície externa do tubo (ANEXO B), condição essa mantida em todo o trecho docomprimento do tubo considerado inspecionado.

4.8.2 Para alcançar uma limpeza adequada recomenda-se que a pressão utilizada nohidrojateamento dos tubos à inspecionar deve ser no mínimo de 8 000 psig. Nos casos detubos que trabalhem com produtos que ocasionem incrustação interna (exemplo: água deresfriamento) a pressão deve ser acima de 15 000 psig, a velocidade máxima dedeslocamento da sonda de limpeza de 0,12 m/s.

4.9 Técnica de Varredura

4.9.1 A avaliação dos tubos durante a inspeção deve ser executada quando da retirada dasonda a partir da extremidade oposta a qual foi inserida, numa velocidade máxima de2,5 m/min.

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4.9.2 A fim de se obter uma melhor qualidade de imagem deve-se buscar o máximo decentralização possível do transdutor em relação à circunferência do tubo inspecionado.

4.10 Jornada de Trabalho

A jornada de trabalho da equipe de inspeção não deve exceder a 10 horas.

4.11 Requisito de Segurança

4.11.1 Antes do inicio dos trabalhos a equipe de inspeção deve estar familiarizada com osprocedimentos locais de segurança onde a inspeção deve ser realizada e não podem serdesobedecidas as leis de saúde e segurança do trabalho.

4.11.2 As conexões e integridade da isolação dos cabos elétricos devem ser verificadasantes de ligar o aparelho. Executar os testes de proteção elétrica do aparelho.

4.11.3 A equipe de inspeção deve utilizar os EPIs indicados para a área de trabalho.

4.11.4 Antes do início do trabalho a equipe de inspeção deve obter permissão de trabalhoconforme prescrições da norma PETROBRAS N-2162.

5 REGISTRO DE RESULTADOS

5.1 Os resultados dos ensaios devem ser registrados por meio de um sistema deidentificação e rastreabilidade que permita correlacionar o local ensaiado com o relatório evice-versa.

5.2 O método de localização e a quantidade de tubos a serem inspecionados devemobedecer ao mapeamento previamente fornecido pela PETROBRAS.

5.3 A terminologia para denominação das descontinuidades deve estar de acordo com anorma PETROBRAS N-2561.

5.4 Deve ser emitido um relatório contendo, no mínimo os seguintes itens:

a) nome do emitente (unidade da PETROBRAS ou firma executante);b) identificação numérica;c) número e revisão do procedimento;d) identificação do equipamento;e) método de calibração;f) descrição do tubo: material, diâmetro, espessura e detalhe de construção;g) quantidade de tubos inspecionados e respectiva localização no equipamento;h) descrição do aparelho, sondas e transdutores utilizados, com respectivos

números de série;i) registro de resultados conforme alíneas j) e k) (ver Nota);



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j) nível de sensibilidade ou ajuste de filtragem utilizada;k) para cada tubo inspecionado devem ser indicados:

- região ao longo do comprimento onde não foi possível realizar a inspeção, e acausa;

- localização e valor da menor espessura detectada em relação a umreferencial adotado;

- definição do tipo de descontinuidade indicando lado de origem(interna/externa);

l) data;m) identificação, assinatura e nível, da equipe de inspeção (operador e inspetor).

Nota: Deve ser fornecido registro de todas as indicações encontradas. Caso o sistemade inspeção não tenha essa facilidade, deve ser fornecido um registro fotográficoda tela por cada equipamento inspecionado.

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/ANEXO A

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ANEXO A - FIGURA

FIGURA A-1 - TUBO PADRÃO PARA CALIBRAÇÃO DE APARELHOS IRIS

NOTAS: 1) TOLERÂNCIAS DAS MEDIDAS NA ESPESSURA IGUAL A 0,05.

2) DIMENSÕES MÍNIMAS EM MILÍMETROS, SALVO INDICAÇÃO EM CONTRÁRIO.

100

50

100

50

50

50

50

50

50

50

50

t

0,2t

0,4t

0,2t

0,4t

0,6t

0,8t

0,2t

0,5t

4,0 TROC.4,0 CALD.

4,0 CALD.4,0 TROC.







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ANEXO B - FIGURA

(a) nitidez aceitável (b) nitidez inaceitável

FIGURA B-1 - PADRÃO DE NITIDEZ DA APRESENTAÇÃO DO APARELHO

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Documents

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