Mat_al-7_CALDEIRAS Válvula de Segurança

Guia nGuia núúmero 5 do IBP mero 5 do IBP InspeInspeçção Geral (interna e externa)ão Geral (interna e externa)

•• J) VJ) Váálvula de seguranlvula de seguranççaa

•• Desmontagem, InspeDesmontagem, Inspeçção geral, Calibraão geral, Calibraçção e testeão e teste

•• PSV de caldeiraPSV de caldeira

•• Teste de recepTeste de recepççãoão

•• Acompanhar Acompanhar desmontagemdesmontagem

•• InspeInspeçção detalhada ão detalhada dos internosdos internos

•• Verificar desgaste e Verificar desgaste e empenamentosempenamentos

•• MontagemMontagem

•• Teste de calibraTeste de calibraçção na ão na bancadabancada

•• Teste de verificaTeste de verificaçção da ão da calibracalibraçção no campoão no campo

•• 11--VerificaVerificaçção da pressão ão da pressão de abertura(ASME VII)de abertura(ASME VII)

•• 22--Teste Real Teste Real –– abertura abertura com vaporcom vapor

•• Grampo para Grampo para calibracalibraçção quando a ão quando a caldeira tem mais de caldeira tem mais de uma psvuma psv

•• instalainstalaççãoão

CondiCondiçção de operaão de operaçção da PSVão da PSV

•• Operar sem ruOperar sem ruíído e vibrado e vibraçção que indique iminência de aberturaão que indique iminência de abertura•• Estar totalmente aberta quando a pressão estiver 3% acima da Estar totalmente aberta quando a pressão estiver 3% acima da

pressão de ajuste ou calibrapressão de ajuste ou calibraççãoão•• ApApóós descarregar (blowing down) a vs descarregar (blowing down) a váálvula lvula com pressão de com pressão de

ajuste acima de 2,7MPa (375 psi)ajuste acima de 2,7MPa (375 psi) deve deve fecharfechar com pressão não com pressão não menor que menor que 96%96% da pressão de ajusteda pressão de ajuste

•• Para pressão de ajuste menor de 2,7 MPa (375 psi) os valores Para pressão de ajuste menor de 2,7 MPa (375 psi) os valores mmááximos de blowximos de blow--downdown são dados são dados na tabelana tabela abaixoabaixo

•• O valor O valor mmíínimo de blownimo de blow--downdown éé de 13,8 KPa (2 psi) ou 2% da de 13,8 KPa (2 psi) ou 2% da pressão de ajuste , o que for maior)pressão de ajuste , o que for maior)

•• Tolerância na Pressão de ajuste ou calibraTolerância na Pressão de ajuste ou calibraççãoão

Pressão normal de operaPressão normal de operaççãoão•• DiferenDiferençça entre a a entre a •• Po = pressão normal de operaPo = pressão normal de operaçção do sistema e a ão do sistema e a •• Pa = pressão de ajuste da PSVPa = pressão de ajuste da PSV•• Para que não ocorre ruPara que não ocorre ruíído, vibrado, vibraçção ou abertura indevida da PSVão ou abertura indevida da PSV•• A diferenA diferençça a éé dada em % da dada em % da •• Pp = pressão de projetoPp = pressão de projeto•• Po =Pa Po =Pa -- n% Ppn% Pp

Dispositivo para verificaDispositivo para verificaçção da pressão se ão da pressão se abertura ou de ajusteabertura ou de ajuste

•• Somente o teste real pode avaliar a Somente o teste real pode avaliar a vváálvula completamente:lvula completamente:

•• P de aberturaP de abertura

•• P de fechamentoP de fechamento

•• DescarregamentoDescarregamento

•• Lift Lift

•• A vA váálvula do superaquecedor deverlvula do superaquecedor deveráá ser ser ajustada para abrir primeiro que as ajustada para abrir primeiro que as vváálvulas do tubulãolvulas do tubulão

•• Para garantir fluxo de vapor pelos Para garantir fluxo de vapor pelos superaquecedoressuperaquecedores

Guia nGuia núúmero 5 do IBP mero 5 do IBP InspeInspeçção Geral (interna e externa)ão Geral (interna e externa)

•• K)Sopradores de fuligem ou ramonadores ou K)Sopradores de fuligem ou ramonadores ou sootblowersootblower

•• Na instalaNa instalaçção cuidar para que os furos das ão cuidar para que os furos das lanlançças fixas não fiquem incidindo sobre os tubos as fixas não fiquem incidindo sobre os tubos da caldeirada caldeira

sopradores retráteis

Deterioração provocada pela falta de refrigeração e presença de condensado

1-Queda da temperatura na saída do super primário2-Para recuperar a temperatura foi reduzida a vazão do dessuper3-Queda da temperatura pelo rompimento da ponta do ramonador

Queda da ponta do ramonador devido a falha no sistema de ar de selagem

Ar de selagem interno evita a entrada de gases e condensação de ácido

Ar externo promove a refrigeração e evita oxidação e principalmente o choque térmico se ocorrer presença de condensado

Marcas de incidência de condensado nos tubos

Não era eficiente a drenagem do condensado do sistema de sopragem

Incidência de condensado no tubo do superaquecedor provocou falha por fadiga térmica

•• L)Dutos de ar e gasesL)Dutos de ar e gases•• M)ChaminM)Chaminéé•• N)teste hidrostN)teste hidrostááticotico•• Pressão = 1,5 pressão de projetoPressão = 1,5 pressão de projeto

•• EstatEstat íística de falhastica de falha•• por fadigapor fadiga

EstatEstatíística de falha por fadigastica de falha por fadiga







ESTATESTATÍÍSTICA DE ACIDENTESSTICA DE ACIDENTES

NATIONAL BOARD OF NATIONAL BOARD OF BOILER AND PRESSURE BOILER AND PRESSURE VESSEL INSPECTORSVESSEL INSPECTORS

1999 a 2001 Caldeira de alta pressão1999 a 2001 Caldeira de alta pressão

Causa do acidente Número de acidentes Acidente com lesão Acidente com mortePSV́S 6 1 0Erro no tratamento dágua 411 12 1Controles 57 9 0Instalação imprópria 30 1 0Reparo impróprio 41 0 0Falha de projeto efabricação

32 1 1

Erro de operação eManutenção precária

415 65 7

Falha de queimador 66 22 14Causa desconhecida 32 6 0

1999 a 2001 Vasos de pressão1999 a 2001 Vasos de pressão

Causa do acidente Número de acidentes Acidente com lesão Acidente com mortePSV́S 20 2 0Controles 36 2 0Instalação imprópria 30 6 0Reparo impróprio 31 3 0Falha de projeto efabricação

53 3 0

Erro de operação eManutenção precária

371 76 6

Causa desconhecida 26 2 0

Qualidade da água

Erro do operador

Falha do queimador

Power Boilers em 2003

OBJECT EXPERIENCING INCIDENT

ACCIDENTS INJURIES DEATHS

Safety Valve 8 0 0

Low-Water Condition 137 1 0

Limit Controls 4 1 0

Improper Installation 5 0 0

Improper Repair 14 0 0

Faulty Design or Fabrication

6 3 0

Operator Error or Poor Maintenance

90 6 2

Burner Failure 16 3 1

Unknown/Under Investigation

2 0 0

SUBTOTALS 282 14 3

Heating Boilers: Steam em 2003

OBJECT EXPERIENCING INCIDENT

ACCIDENTS INJURIES DEATHS

Safety Valve 2 0 0

Low-Water Condition 359 0 0




Faulty Design or Fabrication

54 0 0

Operator Error or Poor Maintenance

262 0 0

Burner Failure 16 1 0

Unknown/Under Investigation

16 0 0

SUBTOTALS 733 1 0

Unfired Pressure Vessels em 2003

OBJECT EXPERIENCING INCIDENT ACCIDENTS INJURIES DEATHS

Safety Valve 19 2 0




Faulty Design or Fabrication 24 2 1

Operator Error or Poor Maintenance 102 1 0

Unknown/Under Investigation 18 1 0

SUBTOTALS 176 6 2

SubsSubsíídios para elaboradios para elaboraçção de um ão de um plano de inspeplano de inspeççãoão

•• Problemas tProblemas t íípicospicos•• TTéécnicas de inspecnicas de inspe ççãoão•• Processo de deterioraProcesso de deteriora ççãoão•• AAçções recomendadasões recomendadas

Plano de inspePlano de inspeçção ão -- II


•• (a) (a) MMéétodos de inspetodos de inspe ççãoão•• AA-- Remover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeRemover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeçção ão

internainterna•• BB-- Verificar dimensões do coletor Verificar dimensões do coletor (Cuidado!!!)(Cuidado!!!)•• CC-- InspeInspeçção por ultraão por ultra--somsom•• DD-- RadiografiaRadiografia•• EE-- Liquido penetranteLiquido penetrante•• FF-- InspeInspeçção com fibroscão com fibroscóópiopio•• GG-- Medir espessuraMedir espessura•• HH-- PartPartíícula magncula magnééticatica•• II-- identificaidentificaçção do material ão do material –– teste por ponto ou analisador de ligateste por ponto ou analisador de liga•• JJ-- PartPartíícula magncula magnéética fluorescente via tica fluorescente via úúmidamida•• KK-- PartPartíícula magncula magnéética na extremidade do tubotica na extremidade do tubo•• LL-- Remover tubo na ligaRemover tubo na ligaçção com o coletorão com o coletor•• MM-- Monitorar deformaMonitorar deformaçção (dimensional) ão (dimensional) (Cuidado!!!)(Cuidado!!!)


•• (b) (b) Mecanismos de falhaMecanismos de falha•• 11-- FluênciaFluência•• 22-- FadigaFadiga•• 33-- CorrosãoCorrosão•• 44-- ErosãoErosão•• 55-- Choque tChoque téérmicormico•• 66--DeposiDeposiççãoão•• 77-- Solda dissimilar (quando hSolda dissimilar (quando háá interligainterligaçção entre ão entre

materiais diferentes)materiais diferentes)


•• Amostra de material para testes e anAmostra de material para testes e anááliselise

Superaquecedores Superaquecedores PRIMPRIMÁÁRIO eRIO e SECUNDSECUNDÁÁRIORIO

Superaquecedor Superaquecedor SECUNDSECUNDÁÁRIORIO-- COMPONENTESCOMPONENTES

Superaquecedor secundário:

Coletor de entrada

Serpentinas

Coletor de saída

Dessuperaquecedor

Conexão dos tubos

Superaquecedor Superaquecedor SECUNDSECUNDÁÁRIORIO-- tipo de falha mtipo de falha méétodo e inspetodo e inspeççãoão

•• 11-- FluênciaFluência•• 22-- FadigaFadiga•• 33-- CorrosãoCorrosão•• 55-- Choque tChoque t éérmicormico•• 77-- Solda dissimilar (quando hSolda dissimilar (quando h áá interligainterliga çção entre materiais diferentes)ão entre materiais diferentes)•• AA-- Remover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeRemover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeçção internaão interna•• BB-- Verificar dimensões do coletor Verificar dimensões do coletor (Cuidado!!!)(Cuidado!!!)•• CC-- InspeInspeçção por ultraão por ultra--somsom•• EE-- Liquido penetranteLiquido penetrante•• FF-- InspeInspeçção com fibroscão com fibroscóópiopio•• GG-- Medir espessuraMedir espessura•• HH-- PartPartíícula magncula magnééticatica•• KK-- PartPartíícula magncula magnéética na extremidade do tubotica na extremidade do tubo•• MM-- Monitorar deformaMonitorar deformaçção (dimensional) ão (dimensional) (Cuidado!!!)(Cuidado!!!)

Superaquecedor Superaquecedor SECUNDSECUNDÁÁRIORIO-- COMPONENTESCOMPONENTES

Superaquecedor primário:

Coletor de entrada

Serpentinas

Coletor de saída

Conexão dos tubos

Superaquecedor Superaquecedor PRIMPRIMÁÁRIORIO-- tipo de falha mtipo de falha méétodo e inspetodo e inspeççãoão

•• 11-- FluênciaFluência•• 22-- FadigaFadiga•• 33-- Corrosão Corrosão •• 44-- ErosãoErosão•• 55-- Choque tChoque t éérmicormico•• AA-- Remover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeRemover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeçção internaão interna•• BB-- Verificar dimensões do coletor Verificar dimensões do coletor (Cuidado!!!)(Cuidado!!!)•• CC-- InspeInspeçção por ultraão por ultra--somsom•• EE-- Liquido penetranteLiquido penetrante•• FF-- InspeInspeçção com fibroscão com fibroscóópiopio•• GG-- Medir espessuraMedir espessura•• HH-- PartPartíícula magncula magnééticatica•• KK-- PartPartíícula magncula magnéética na extremidade do tubotica na extremidade do tubo•• MM-- Monitorar deformaMonitorar deformaçção (dimensional) ão (dimensional) (Cuidado!!!)(Cuidado!!!)

•• InspeInspeçção por rão por rééplica, ultraplica, ultra--som e câmara ou som e câmara ou fibroscfibroscóópiopio

ECONOMIZADORECONOMIZADOR-- componentescomponentes

Economizador:

Coletor de entrada

Serpentinas

Coletor de saída

ECONOMIZADORECONOMIZADOR -- tipo de falha mtipo de falha méétodo e inspetodo e inspeççãoão

•• 22-- FadigaFadiga•• 33-- CorrosãoCorrosão•• 44-- ErosãoErosão•• 55-- Choque tChoque t éérmicormico•• 66--DeposiDeposi ççãoão•• AA-- Remover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeRemover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeçção internaão interna•• FF-- InspeInspeçção com fibroscão com fibroscóópiopio•• GG-- Medir espessuraMedir espessura•• KK-- PartPartíícula magncula magnéética na extremidade do tubotica na extremidade do tubo•• LL-- Remover tubo na ligaRemover tubo na ligaçção com o coletorão com o coletor

Fornalha, região de convecFornalha, região de convec çção e tubulões ão e tubulões --componentescomponentes

Tubos da parede piso e teto da fornalha

Tubos da região de convecção

Tubulão

Fornalha, região de convecFornalha, região de convec çção e tubulõesão e tubulõestipo de falha mtipo de falha méétodo e inspetodo e inspeççãoão

•• 22-- FadigaFadiga•• 33-- CorrosãoCorrosão•• 44-- ErosãoErosão•• 55-- Choque tChoque t éérmicormico•• 66--DeposiDeposi ççãoão•• DD-- RadiografiaRadiografia•• EE-- Liquido penetranteLiquido penetrante•• GG-- Medir espessuraMedir espessura•• HH-- PartPartíícula magncula magnééticatica•• JJ-- PartPartíícula magncula magnéética fluorescente via tica fluorescente via úúmidamida•• LL-- Remover tubo na ligaRemover tubo na ligaçção com o coletorão com o coletor

Coletores da parede dColetores da parede dááguagua -- tipo de falha mtipo de falha méétodo e inspetodo e inspeççãoão

•• 22-- FadigaFadiga•• 33-- CorrosãoCorrosão•• AA-- Remover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeRemover a ponta do coletor ou abrir furo no tampo para inspeçção ão

internainterna•• CC-- InspeInspeçção por ultraão por ultra--somsom•• DD-- RadiografiaRadiografia•• LL-- Remover tubo na ligaRemover tubo na ligaçção com o coletorão com o coletor

Plano de inspePlano de inspeçção ão -- IIII


Componente Componente Tipo de Tipo de danodano

Causa da Causa da falhafalha

TTéécnica ou forma de cnica ou forma de inspeinspe ççãoão

AAçção de ão de solusolu çção ão do do problemaproblema

Coletor de Coletor de entrada do entrada do economizadoreconomizador

Trinca nas Trinca nas soldassoldas

dos tubos dos tubos ligadosligados

ao coletorao coletor

Fadiga porFadiga pordilatadilataçção ão

ttéérmicarmica

--InspeInspeçção visualão visual--PartPartíículas magnculas magnééticasticas--LLííquido penetrantequido penetrante

Reparar o Reparar o substituirsubstituir


Componente Componente Tipo de danoTipo de dano Causa da Causa da falhafalha


AAçção de ão de solusolu çção do ão do problemaproblema

Coletor de entrada Coletor de entrada do do economizadoreconomizador

Trinca naTrinca nasuperfsuperfíície docie dofuro e na furo e na

regiãoregiãoentre furosentre furos

Fadiga Fadiga ttéérmicarmica

--InspeInspeçção interna com ão interna com câmara ou fibrosccâmara ou fibroscóópiopio

--InspeInspeçção externa com ão externa com UltraUltra--somsom

--Remover tubo ou parte do Remover tubo ou parte do coletorcoletor

--mudanmudanççasasOperacionaisOperacionais--monitorarmonitorar--substituirsubstituir

Problema muito sério em caldeira que opera de forma intermitente ou quando não há cuidados na parada e partida






Coletor de Coletor de entrada do entrada do economizadoreconomizador

Perda dePerda deespessura no espessura no

ladoladointerno dos interno dos

tubostubos

CorrosãoCorrosão--erosãoerosão

--medir espessura com medir espessura com ultra som ultra som

--radiografia/gamagrafiaradiografia/gamagrafia

Reparar ou Reparar ou substituirsubstituir

Mais comum de ocorrer quando o furo no coletor é menor que o diâmetro interno do tubo


•• Coletor de saColetor de saíída de superaquecedores e da de superaquecedores e reaquecedores de alta temperatura :reaquecedores de alta temperatura :

•• São coletores projetados para operar em São coletores projetados para operar em temperaturas acima de 482 C (900 F), temperaturas acima de 482 C (900 F), estando sujeitos a falha por fluência.,estando sujeitos a falha por fluência.,






Coletor de saColetor de saíída deda desuperaquecedores esuperaquecedores ereaquecedores de reaquecedores de

altaaltatemperaturatemperatura

Trinca naTrinca nasuperfsuperfíície cie

dodofuro e na furo e na

regiãoregiãoentre furosentre furos

Fadiga Fadiga ttéérmica rmica e e fluênciafluência

--InspeInspeçção interna com ão interna com câmara ou câmara ou fibroscfibroscóópiopio

--InspeInspeçção externa com ão externa com UltraUltra--somsom

--Remover tubo ou Remover tubo ou parte do coletorparte do coletor

--RRééplicaplica

--MudanMudançças as operacionaoperacionaisis

--MonitorarMonitorar--Estudo Estudo

analanalííticotico--substituirsubstituir




TTéécnica ou forma cnica ou forma de inspede inspe ççãoão

AAçção de ão de solusolu çção ão do do problemproblemaa

Coletor de saColetor de saíída da de de superaquecedsuperaquecedores e ores e reaquecedorereaquecedores de alta s de alta temperaturatemperatura

Trinca nas Trinca nas soldas soldas dos dos tubos, tubos, conexõeconexões e s e suportes suportes ligados ligados ao ao coletorcoletor

Fadiga por Fadiga por dilatadilataççãão o ttéérmica rmica e e fluênciafluência

--InspeInspeçção visualão visual--Medir diâmetro Medir diâmetro

externo??? externo??? Cuidado!!Cuidado!!

--InspeInspeçção por ão por PartPartíícula cula magnmagnééticatica

--RRééplicaplica

--Estudo Estudo analanalííticotico

--reparoreparo

Plano de inspePlano de inspeçção ão –– IIII

Plano de inspePlano de inspeçção ão –– IIII

Parafuso e furo oblongo para

permitir dilatação livres

Coletor deformação permanentePor não estar livre para dilatar

Plano de inspePlano de inspeçção ão –– IIIIII

Plano de inspePlano de inspeçção ão –– III III continuacontinuaççãoão

Resumo Resumo –– inspeinspeçção externaão externa

•• Faz parte da inspeFaz parte da inspeçção externa da caldeira em operaão externa da caldeira em operaççãoão•• o acompanhamento das vario acompanhamento das variááveis de processo como:veis de processo como:•• temperatura do vaportemperatura do vapor•• temperatura dos gases de combustãotemperatura dos gases de combustão•• teor de steor de síílica e pH da lica e pH da áágua da caldeira.gua da caldeira.•• A referência destas variA referência destas variááveis deverveis deveráá ser encontrada no ser encontrada no

manual da caldeira emitido pela projetista do manual da caldeira emitido pela projetista do equipamentoequipamento

•• Manter registro, acompanhamento e anManter registro, acompanhamento e anáálise de lise de tendências das varitendências das variááveis de processo veis de processo


•• Para pH<5 na Para pH<5 na áágua da caldeira temos a gua da caldeira temos a ocorrência de corrosão ocorrência de corrosão áácida com grande cida com grande evoluevoluçção de hidrogênio.ão de hidrogênio.

•• Nesta condiNesta condiçção a caldeira fica sujeita a ão a caldeira fica sujeita a fragilizafragilizaçção por H2.ão por H2.

•• Para pH>10 Para pH>10 éé a camada limite da a camada limite da áágua junto a gua junto a parede do tubo apresenta alta concentraparede do tubo apresenta alta concentraçção de ão de ssóólido com um forte efeito de isolamento lido com um forte efeito de isolamento ttéérmico.rmico.

•• Neste caso poderNeste caso poderáá ocorrer a formaocorrer a formaçção de ão de laranja e o tubo poderlaranja e o tubo poderáá romper em pontos romper em pontos localizados.localizados.


•• A verificaA verificaçção da calibraão da calibraçção das vão das váálvulas de lvulas de seguransegurançça a cada 12 meses podera a cada 12 meses poderáá ser feito atravser feito atravéés s de tese real, elevando a pressão do vapor atde tese real, elevando a pressão do vapor atéé a a abertura das vabertura das váálvulas oulvulas ou

•• Pode ser utilizado dispositivo para verificaPode ser utilizado dispositivo para verificaçção da ão da pressão de abertura das vpressão de abertura das váálvulas.lvulas.

•• A cada 12 meses devem ser avaliados e testados A cada 12 meses devem ser avaliados e testados todos os instrumento do sistema de segurantodos os instrumento do sistema de segurançça da a da caldeira (sistema de intertravamento).caldeira (sistema de intertravamento).

•• A avaliaA avaliaçção deste sistema deverão deste sistema deveráá ser feita pela ser feita pela operaoperaçção e instrumentaão e instrumentaçção.ão.


•• Verificar se as tubulaVerificar se as tubulaçções ligadas a caldeira ões ligadas a caldeira atendem atendem áás exigências dos cs exigências dos cóódigos de projeto digos de projeto de tubulade tubulaçção de vaporão de vapor

Resumo Resumo –– inspeinspeçção Geralão Geralinterna e externainterna e externa

•• Todo planejamento de serviTodo planejamento de serviçços de inspeos de inspeçção de ão de uma caldeira deveruma caldeira deveráá ser elaborado a partir do ser elaborado a partir do histhistóórico de insperico de inspeçção e dos registros ão e dos registros acompanhamento de ocorrências em operaacompanhamento de ocorrências em operaçção.ão.

•• Procedimentos utilizados nos projetos de Procedimentos utilizados nos projetos de alteraalteraçção e reparo deverão estar de acordo com ão e reparo deverão estar de acordo com os dados de projeto da caldeiraos dados de projeto da caldeira

•• Detalhamento de inspeDetalhamento de inspeççãoão

•• TubulãoTubulão•• BankBank•• FornalhaFornalha•• SuperaquecedorSuperaquecedor•• EconomizadorEconomizador•• PSVPSV’’ss•• etcetc

•• A PSV do superaquecedor deve ser A PSV do superaquecedor deve ser ajustada para abrir abaixo da pressão de ajustada para abrir abaixo da pressão de ajuste da PSVajuste da PSV’’s do tubulãos do tubulão

•• Fim da apresentaFim da apresenta çção 3ão 3

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