Inspeco Baseada no Risco - Vlvulas de Segurana de ... Baseada no Risco - Vlvulas de Segurana de Equipamentos sob Presso . Moiss Sebastio Jones . Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

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  • Inspeco Baseada no Risco - Vlvulas de Segurana de

    Equipamentos sob Presso

    Moiss Sebastio Jones

    Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

    Engenharia Mecnica

    Jri

    Presidente: Prof. Lus Manuel Varejo Oliveira Faria

    Orientadora: Prof. Virgnia Isabel Monteiro Nabais Infante

    Co-Orientador: Prof. Manuel Correia Alves da Cruz

    Vogais: Prof. Eduardo Joaquim Anjos de Matos Almas

    Eng. Antnio Correia da Cruz

    Outubro de 2009

  • I

    " muito melhor arriscar coisas grandiosas,

    alcanar triunfos e glrias, mesmo expondo-se a derrota,

    do que formar fila com os pobres de esprito

    que nem gozam muito nem sofrem muito,

    porque vivem nessa penumbra cinzenta

    que no conhece vitria nem derrota."

    Theodore Roosevelt

  • II

  • III

    minha me

    e aos meus irmos

  • IV

  • V

    Agradecimentos Primeiramente agradeo a Deus, meu pai do cu, por ter me concedido a vida.

    Seguidamente expresso meus sinceros agradecimentos a minha querida orientadora, a professora Dra.

    Virgnia Isabel Monteiro Nabais Infante, pela confiana que depositou-me ao tornar disponvel este tema

    e atribui-lo a mim, agradeo tambm a pacincia, incentivo e competncia tanto como professora bem

    como orientadora desta dissertao.

    Tambm expresso gratido ao Professor Manuel Correia Alves da Cruz na qualidade de co-orientador

    pela competncia e disponibilidade para avaliao e orientao desta tese.

    muito importante para mim tambm reconhecer e agradecer ao Eng. Antnio Correia da Cruz pela

    pacincia, e por tornar disponveis as normas e documentao sem os quais seria difcil trabalhar assim

    como por providenciar-me a formao em Weibull administrada no ISQ (Instituto de Soldadura e

    qualidade); Assim tambm agradeo a referida empresa e seu elenco que apoiou-me por receber-me nas

    suas instalaes e tornou possvel a realizao deste honrado trabalho. Grato tambm fico pelo Dr. Rui

    Manuel Assis Monteiro pelos seminrios sobre a metodologia Weibull ministrados no ISQ e pelos

    pertinentes esclarecimentos de dvidas bem como ao Eng. Ricardo Sanches pelas dicas pertinentes que

    deu-me.

    Outros agradecimentos vo TOTAL pelo apoio financeiro enquanto estudante do IST (Instituto Superior

    Tcnico). Assim como aos seus professores, quadros que moldaram-me baseados no seu leque de

    conhecimento e experiencia at o momento da defesa desta dissertao. As minhas queridas irms

    Luzia e Leonor, vocs sabem que se este trabalho por mim foi feito graas a vossa humilde

    contribuio que foi para mim o maior dos trofus. Ao Sr. Toni, meu sempre querido mestre, que Deus te

    d cem vezes mais conhecimento e sucessos na tua carreira profissional do que aquele que ajudaste-me

    a tornar possvel obter.

    A minha me pelo amor e pacincia com que educou-me tornando-me no homem que actualmente sou.

    A dona Orqudea Mendes, que tem sido como uma me para mim desde que cheguei Portugal.

    A todos os meus colegas, pela amizade e encorajamento dado directa ou indirectamente. Finalmente

    agradeo a todos aqueles que no pude citar por nome, mas que sou grato do fundo do corao pois no

    consigo esquecer-me deles e do bem que fizeram a mim.

  • VI

  • VII

    Resumo A metodologia da inspeco baseada no risco constitui hoje o ponto crucial no planeamento da

    inspeco com vista ao controlo e mitigao do risco que envolve a indstria de processo. O risco

    utilizado como critrio prioritrio na previso de intervalos ptimos de inspeco.

    Vrios mtodos de inspeco baseada no risco tm sido desenvolvidos ultimamente, com vista a se

    utilizar metodologias adequadas para aplicar a vrios componentes da indstria. No entanto, a API

    (American Petroleum Institute), como entidade particular, desenvolveu um documento com prcticas

    recomendadas para a actividade de inspeco baseada no risco, aplicvel a um vasto nmero de

    equipamentos da indstria de processos. A norma, porm, no apresenta uma anlise sistemtica de

    compreenso e aplicao simples e imediata. por esta razo que sempre bem-vinda indstria, toda

    iniciativa que indique metodologias simplificadas de avaliao do risco.

    Neste trabalho foi feita uma aplicao da metodologia de inspeco baseada no risco a vlvulas de

    segurana e sistemas de alvio de presso da indstria de processo. Tambm foi feita a identificao dos

    parmetros crticos de anlise e a sua forma de obteno.

    Foi feita tambm uma sntese as normas API RP 581 e API RP 580. Abordou-se atravs da anlise de

    Weibull a determinao da probabilidade de falha.

    Por ltimo, foi aplicada a metodologia a casos prticos, mediante a aplicao de um software,

    inteiramente baseado na norma API RP 581, de uso bastante simples, para determinao quantitativa da

    probabilidade de falha, e dos parmetros que viabilizaram a sua determinao.

    Palavras-chave: Vlvulas de segurana e alvio, RBI API, Parmetros de Weibull, Probabilidade de falha, software de RBI

  • VIII

  • IX

    Abstract Risk-based inspection (RBI) methodology constitutes a fundamental point in the inspection planning in

    order to control and mitigate the risk that involves process industry. The risk is used as priority criterion in

    the forecast of optimal inspections intervals.

    Several methods of RBI have been developed to use appropriate methodologies to apply to various

    industry components. However, American Petroleum Institute (API), as an institution has developed a

    standard document, as a guide to RBI, applicable to a wide range of equipments inside processes

    industry. This document, however, does not present a systematic understanding or simple and immediate

    application. The reason why it is always welcome to industry, any initiative that indicates simplified risk

    assessment methods for give to operators some tools, to better quantify, assess state of components and

    help them in the vast resources of inspection available, for reducing risk.

    In this work a survey of current state of art of RBI methodology applied to Pressure Relief Devices (PRDs)

    in processes industry was made. It was also developed the identification of critical parameters of analysis

    as well as its determination.

    It was also made a synthesis of API RP 581, API RP 580 and an approach on the Weibull analysis and

    the determination of probability of failure by this method.

    Finally, the methodology was applied in practical cases, through application of software, which was

    developed based entirely on API RP 581 standard, very easy to use, quantify and determine probability of

    failure, and parameters that enabled determination of such probability.

    Keywords: Pressure Relief Devices, RBI API, Weibull parameters, Probability of failure, RBI software

  • X

  • XI

    ndice

    Agradecimentos ............................................................................................................................................. V

    Resumo ....................................................................................................................................................... VII

    Abstract ......................................................................................................................................................... IX

    ndice ............................................................................................................................................................ XI

    ndice de Figuras ........................................................................................................................................ XV

    ndice de Tabelas ..................................................................................................................................... XVII

    Simbologia ................................................................................................................................................. XIX

    Abreviaturas .............................................................................................................................................. XXI

    Captulo 1: Introduo ................................................................................................................................... 1

    1.1 Breves consideraes sobre o risco ................................................................................................... 1

    1.2 Objectivos ............................................................................................................................................ 2

    1.3 Organizao da Dissertao ............................................................................................................... 3

    1.4 Estado da arte ..................................................................................................................................... 4

    Captulo 2: Fundamentos das PRDs ............................................................................................................. 5

    2.1 Projectos das PRDs ............................................................................................................................ 5

    2.2 As PRDs na actividade diria .............................................................................................................. 8

    2.3 Programas de inspeco e gesto do risco para os PRDs ............................................................... 16

    2.3.1 Breve historial