REFRATÁRIOS E ISOLANTES

REFRATÁRIOS E ISOLANTES

TÓPICOS

• CONCEITUAÇÃO• CLASSIFICAÇÃO• PROCESSOS DE FABRICAÇÃO• PROPRIEDADES E ENSAIOS• MÉTODOS DE APLICAÇÃO• CONTROLE DE QUALIDADE• INSPEÇÃO EM SERVIÇO

CONCEITUAÇÃO

• REFRATÁRIOS SÃO MATERIAIS CERÂMICOS QUE UTILIZAM ARGILAS MINERAIS DE ALTO PONTO DE FUSÃO, CAPAZES DE SUPORTAR TEMPERATURAS ELEVADAS SEM FALHAR.

AL, SI, Ca, Mg, ETC.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS

• REFRATÁRIEDADE• ESTABILIDADE, MECÂNICA, TÉRMICA , QUÍMICA E DIMENSIONAL• CONDUTIVIDADE TÉRMICA• PERMEABILIDADE

OBJETIVOS PRINCIPAIS PROPRIEDADES Isolamento Térmico

- Baixa condutividade térmica - Estabilidade Mecânica à tensões térmicas - Estabilidade Dimensional

Antierosivo

- Estabilidade Mecânica à erosão e abrasão - Estabilidade Dimensional

Anticorrosivo

- Estabilidade Química à ataque de gases - Baixa Permeabilidade - Estabilidade Dimensional

Tabela 1: Principais Objetivos de Materiais Refratários

Parede quente x Parede fria

CLASSIFICAÇÃO

• ABNT 10237 - CLASSIFICAÇÃO DE MATERIAIS REFRATÁRIOS

SÍLICA > 90 % Si O2

SILICOSOS SEMI-SÍLICA AL2 O3 - 20 - 30 % Si O2 - 60 - 80 %

CERÂMICOS SÍLICO- Si O2 - 40 - 65 % ALUMINOSOS AL2 O3 - 30 - 50 %

ALUMINOSOS AL2 O3 > 48% Si O2 < 46%

BÁSICOS (MgO, Cr2 O3 , etc)

CLASSIFICAÇÃO

• NATUREZA QUÍMICA E MINERALÓGICA DOS CONSTITUINTES

a) ÁCIDOS - Predomina Si O2 (Silicosos) - compatíveis com meios quimicamente ácidos.

b) NEUTROS - Predomina AL2 O3 ou Cr2 O3 (Aluminosos ou Cromáticos) - compatíveis com meios quimicamente neutros.

c) BÁSICOS - Predomina MgO (Magnesianos) ou Cromo- Magnesianos - compatíveis com meios quimicamente básicos.

d) ESPECIAIS - Carbeto de Silício, Mulita, etc

CLASSIFICAÇÃO QUANTO À FORMA

a) FORMADOS (MOLDADOS E QUEIMADOS) - TIJOLOS

PARALELOS ARCO / CUNHA RADIAL, CIRCULAR, BLOCOS ESPECIAIS

b) NÃO FORMADOS

ARGAMASSAS

CIMENTOS PLÁSTICOS MASSAS DE SOCAR CONCRETOS HIDRÁULICOS CONCRETOS PEGA QUÍMICA

CLASSIFICAÇÃO

TIPOS DENSIDADE

(Kg/m³) CONDUTIVIDADE

(kcal / m.h.ºC) 1. PESADOS (DENSOS) > 2300 1,0 a 4,0 2. SEMI-ISOLANTES 1400 a 1700 0,3 a 0,9 3. ISOLANTES 500 a 1300 0,1 a 0,3 TABELA 2: Classificação de Materiais quanto a Condutividade Térmica e Densidade

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

• MATERIAIS CONFORMADOS (TIJOLOS)


• Argilas refratárias SÍLICO - ALUMINOSAS (AL2O3 < 50%):Caulinitica GibsiticaBentonitas

Argilas refratárias ALUMINOSAS (AL2O3 > 50%):Diásporo

BauxitaAndalusita

SilimanitaArgilas refratárias SILICOSAS (Si

O2 > 90%): Quartzo

Gamisto Terra Diatomácia

Argilas MAGNESIANAS ou CROMÍTICASMagnesitaDolomitaCromita


• MATERIAIS NÃO CONFORMADOS (CONCRETOS)


AGREGADO UTILIZADOS EM CONCRETOS

DENSOS

Chamote (argila sinterizada) Mulita (72% Al2O3) Corindon ( 92% AL2O3) Magnesita Bauxito Carbeto de Silício Silica Eletrofundida (99% SiO2)

LEVES

Alumina globular Vermiculita Argila expandida Perlita, e outros

INFLUÊNCIA DOS FATORES DE FABRICAÇÃO E APLICAÇÃO

GRANULOMETRIA RELAÇÃO CIMENTO/AGREGADO DOSAGEM DE ÁGUA CURA E SECAGEM MÉTODO DE FABRICAÇÃO E APLICAÇÃO


GRANULOMETRIA

UTLIZAÇÃO DE GRÃOS DE DIFERENTES DIMENSÕES

Quanto maior o fator de empacotamento:

menor porosidade e permeabilidade maior resistência mecânica maior condutividade térmica aumento de ligações cerâmicas diminuição de ligantes ou cimento maior resistência à erosão melhor refratáriedade


RELAÇÃO CIMENTO/AGREGADO

CIMENTO - QUANTIDADE SUFICIENTE PARA PROPORCIONAR LIGAÇÃO ENTRE OS AGREGADOS

TEOR/TIPO DEMATERIAL

TRADICIONAL BAIXO TEOR ULTRA BAIXOTEOR

CIMENTO

> 10%

6 a 10%

< 1%

CaO

> 2,5%

1,0 a 2,5%

< 1%

H2O na aplicação

> 10%

< 10%

< 6%

TABELA 3: Teor de Cimento e Água em Função do Tipo de Material


DOSAGEM DE ÁGUA

QUANTIDADE MÍNIMA PARA: REAÇÕES DE HIDRATAÇÃO FUIDEZ PARA APLICAÇÃO

EXCESSO DE ÁGUA PROVOCA:

• AUMENTO NA POROSIDADE E PERMEABILIDADE• REDUÇÃO NA REFRATARIEDADE• REDUÇÃO NA RESISTÊNCIA MECÂNICA• DIFICULDADE DE SECAGEM

SEGUIR RECOMENDAÇÃO DO FABRICANTEMATERIAIS DENSOS - 4 A 7%MATERIAIS ISOLANTES - 15 A 25%

PRINCIPAIS PROPRIEDADES E ENSAIOS

CORRELAÇÃO ENTRE PROPRIEDADES E ENSAIOS

PROPRIEDADES TIPO DE ENSAIO

Resistência mecânica à baixa Temperatura Ensaio de Resistência à Compressão emTemperatura Ambiente (RCTA)

Refratariedade Cone Pirométrico Equivalente (CPE) Ensaio de Condutividade Térmica Condutividade Térmica Massa Específica Aparente (MEA) Porosidade Resistência ao Choque Térmico Teste de Choque Térmico Estabilidade Dimensional Variação Dimensional Linear (VDL) Composição Química Análise Química Resistência a Erosão / Abrasão Perda por Erosão TABELA 4: Propriedades dos Materiais Refratários e Ensaios Aplicáveis.


• As Folhas de Dados e os Certificados de Qualidade dos Fabricantes informam normalmente as principais propriedades do materiais.

• Os Certificados devem conter no mínimo:

Identificação do fabricante; Nome Comercial;

Temperatura máxima de utilização; Lote; Data de Fabricação; Resultados dos Ensaios; Data do Certificado.


• ANÁLISE QUÍMICA

– TEORES NORMALMENTE DETERMINADOS: AL2O3, Si2O, CaO E Fe3O

» CONDIÇÃO OPERACIONAL» CONTAMINANTES DE BAIXO PONTO DE FUSÃO: CaO E Fe3O

NORMAS ABNT

NBR- 8002 - Materiais Refratários de Alto Teor de Sílica - Análise Química

• NBR - 8828 - Materiais Refratários Sílico-Aluminosos - Análise Química

• NBR - 11302 - Materiais Refratários Aluminosos - Análise Química


RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO EM TEMPERATURA AMBIENTE (RCTA)

• RCTA = FC A

• ONDE: FC = Força máxima atingida pela máquina (Kgf) A = Área do corpo de prova onde a força foi aplicada cm²)

RCTA = Resistência à compressão (kgf/cm²)

RESISTÊNCIA RCTA

MATERIAL DENSO DENSIDADE > 2300 kgf/m³

MATERIAL ISOLANTE DENSIDADE < 1300 kgf/m³

110 ºC

400 a 500 kgf/cm²

7 a 55 kgf/cm²

815 ºC 350 a 500 kgf/cm²

3 a 30 kgf/cm²

TABELA 5 - Influência da Densidade na Resistência Mecânica em Temperatura Ambiente.

ABNT:6224 - DENSO CONFORMADO9759 - NÃO CONFORMADOS


CONDUTIVIDADE TÉRMICA

• A condutividade térmica de um material representa a sua capacidade de conduzir um fluxo de calor

• Quanto menor for a condutividade de térmica, mais isolante é o material.

• A presença e dimensão de poros tem forte influência na condutividade térmica dos materiais. Materiais mais porosos (menor densidade) são materiais que

apresentam menor condutividade térmica.

DENSIDADE (Kg/m³)

CONDUTIVIDADE TÉRMICA EM Kcal/mhºC

MATERIAL DENSO MATERIAL ISOLANTE 2300 DENS 2400 1,09 @ 400 ºC - 1,07 @ 600 ºC 1300 DENS 1000 - 0,36 @ 400ºC 0,39 @ 600ºC TABELA 6 - Relação entre a Densidade e Condutividade Térmica.

VDL = LF - LO x 100 LO

Onde: VDL - Variação Dimensional em % a 110ºC LO - Média aritmética das medidas efetuadas, antes do

aquecimento LF - Média aritmética das medidas efetuadas, após o

aquecimento

• ABNT 6225 - CONFORMADOABNT 8385 - NÃO CONFORMADO

• RESISTÊNCIA À EROSÃO E ABRASÃO

DV = _ M1_ - M2___ MEA

M1 - Massa em g do CP antes do ensaio M2 - Massa em g do CP após ensaio

MEA - Massa específica aparente calculada antes do ensaio g/cm³ DV - Perda por erosão em cm³

ASTM C 704 OU ABNT 13185

• RESISTÊNCIA À EROSÃO

PONTOS CRÍTICOS

• Dimensões do ejetor e tubo de vidro;• Distância do tubo de vidro ao corpo de prova;

• Pressão do ar comprimido do ejetor;• Pressão da Câmara (Vacuômetro);

• Vazão do material abrasivo;• Desgaste do tubo de vidro após teste;

• Aferição do aparelho com CP padrão de vidro soda-cal.

• Refratários de pega química: Perda por erosão = 5 cm3• Refratários de pega hidráulica: Perda por erosão = 15 cm3

• OUTROS ENSAIOS

– Resistência à flexão a quente e a frio– Porosidade

– Refratariedade sob carga– Ataque por escória

– Resistência ao choque térmico– Massa específica real

– Resistência ao ataque químico por CO– etc.

• Normalização conforme normas ABNT e ASTM


RELAÇÃO ENTRE ENSAIOS E FASES DE FABRICAÇÃO E APLICAÇÃO

ENSAIO

DESENVOLV. DO

PRODUTO (CONCRETO/

TIJOLO

CQ DEFABRICAÇÃO (CONCRETO/

TIJOLO)

INSP. DERECEBIMENTODO APLICADOR

(CONCRETO)

QUALIFICAÇÃODO

PROCEDIMENTOAPLICAÇÕES(CONCRETO)

CQ DA

APLICAÇÃO NO CAMPO

(CONCRETO) ANÁLISE QUÍMICA

X X

RCTA X X X X X CPE X X MEA X X X X X CONDUT. TÉRMICA

X

VDL X X X X X PERDA POREROSÃO ( * )

X X X X X

POROSIDADE X * SOMENTE PARA MATERIAIS ANTICORROSIVOS TABELA 7: Ensaios realizados durante as fases de fabricação e inspeção

CONCRETOS REFRATÁRIOS

• CONCRETO É MAIS UTILIZADO DEVIDO:

não necessitam de estoques excessivos de materiais; Normalmente dispensam juntas de dilatação com materiais

especiais, reduzindo custos e tempo de instalação; Possibilitam maior estabilidade do revestimento devido ao

melhor desempenho da ancoragem à parede metálica; Facilidade de instalação e manutenção, principalmente de regiões

com geometria complexa;Redução de custo na etapa de CONCRETOS REFRATÁRIOS

• CONCRETO É MAIS UTILIZADO DEVIDO:

não necessitam de estoques excessivos de materiais; Normalmente dispensam juntas de dilatação com materiais

especiais, reduzindo custos e tempo de instalação; Possibilitam maior estabilidade do revestimento devido ao

melhor desempenho da ancoragem à parede metálica; Facilidade de instalação e manutenção, principalmente de regiões

com geometria complexa;Redução de custo na etapa de projeto.

PRINCIPAIS DEFINIÇÕES

PEGA

A PEGA É A REAÇÃO DE ENDURECIMENTO INICIAL DO CONCRETO E É CARACTERIZADA PELA PERDA DA CONSISTÊNCIA (FLUIDEZ)

NECESSÁRIA PARA A APLICAÇÃO DO MATERIAL.

PEGA QUÍMICA

PEGA HIDRAULICA

ÁGUA COMBINADA - REAÇÕES DE HIDRATAÇÃO ÁGUA NÃO COMBINADA - TRABALHABILIDADE


TEMPO DE PEGA

PRAZO PARA ÍNICIO E TÉRMINO DAS REAÇÕES QUÍMICAS DE PEGA.

- TEMPO DE PEGA CURTO = JUNTAS FRIAS- TEMPO DE PEGA LONGO = DIFICULDADE DE APLICAÇÃO

INFUÊNCIA DO CLIMA - NO VERÃO O TEMPO DE PEGA É REDUZIDO.

RECOMENDAÇÕES EM DIAS QUENTES:

USO DE ÁGUA GELADA; RESFRIAMENTO DO CONCRETO SECO;

TRABALHAR A NOITE; UTILIZAR RETARDADORES DE PEGA, ESPECÍFICO PARA

O MATERIAL QUE ESTÁ SENDO APLICADO.

PRINCIPAIS DEFINIÇÕESTEMPO DE PEGA

OS FATORES QUE EXERCEM INFLUÊNCIA SOBRE A PEGA DO CONCRETO SÃO:

COMPOSIÇÃO DO MATERIAL; TIPOS DE FASES MINERALÓGICAS;

PRESENÇA DE ADITIVOS; RELAÇÃO ÁGUA/CIMENTO;

TEMPERATURA DO CONCRETO E DO AMBIENTE.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 10 20 30 40 50

TEMPERATURA ( 0 C)

TE

MP

O D

E P

EG

A (

h)

FIGURA 3: Influência da Temperatura no Tempo de Pega


ENVELHECIMENTO

FIGURA 5: Evolução da Resistência Mecânica com o Tempo de Cura

SECAGEM - CURA TÉRMICA

• OBJETIVOS:

– RESISTÊNCIA MECÂNICA À ALTA TEMPERATURA– AQUECIMENTO CONTROLADO - EVITAR DANOS POR

EXPLOSÃO

• Normalmente a curva de secagem obedece aos seguintes parâmetros:

Patamar de 120ºC a 175ºC - Remoção de 90% da água não combinada e parte da água combinada.

Patamar de 600ºC - Remoção do restante da água e início das ligações cerâmicas.

Taxas de aquecimento/resfriamento = 20 a 60ºC/hora

– Todos os fabricantes de materiais definem a curva de secagem que o respectivo material deve atender.

FASE 1- REDUÇÃO DEVIDO REAÇÕES HIDRÁULICAS COM MENOR TEOR DE ÁGUA

FASE 2 - AUMENTO DEVIDO FORMAÇÃO LIGAÇÕES CERÂMICASFASE 3 - REDUÇÃO DEVIDO FASE LÍQUIDA DE Cão


NORMALIZAÇÃO ASTM C 401

Densos (Alumina - Sílica Castable Refractories)

PROPRIEDADES (1) A B C D E F G TEMPERATURA (ºC) (1) 1095 1260 1370 1480 1595 1705 1760

Nota (1): VDL não pode ser maior que 1,5% quando seco durante 5 h na temperatura definida acima.

Isolantes (Insulating Castables Refractories)

PROPRIEDADE (1) N O P Q R S T U V TEMPERATURA (ºC) (1)

925 1040 1150 1260 1370 l430 1595 1650 1760

MEA @ 110ºC Kg/m³

880

1040

1200

1440

1520

1520

1600

1680

1680

Nota (1): VDL não pode ser maior que 1,5% quando seco durante 5 h na temperatura definida acima.

CONCRETOS REFRATÁRIOSNORMALIZAÇÃO

NORMA PETROBRAS


APLICAÇÃO DE CONCRETOS REFRATÁRIOS

PRINCIPAIS PONTOS:

1- SELEÇÃO DOS MATERIAS (QUALIFICAÇÃO DE DESEMPENHO EM CAMPO)

2- SELEÇÃO DAS ANCORAGEM3- SELEÇÃO DO TIPO DE AGULHAS METÁLICAS

4- SELEÇÃO DO MÉTODO DE APLICAÇÃO5 - CONTROLE DE QUALIDADE


ANCORAGENS

REVESTIMENTO DISPOSITIVO RECOMENDADO FIGURA (s) Concreto Isolante ou Denso -Alta Espessura

Grampo V, Y ou Tridente

11,12 e 13

Concreto Antierosivo - baixaespessura ( t 25,0 mm)

Malha hexagonal, malha articulada,grampo coroa ou grampo S

14,15, 16 e 17

Revestimento sujeito àtemperatura de operação 350ºC e Fire Profing

Grampo G com Tela

18

TABELA 8 - Dispositivo de Ancoragem por Tipo de Revestimento


ANCORAGENS

CONCRETOS REFRATÁRIOS AGULHAS METÁLICAS

Objetivos: 1- aumentar resistência à propagação de trincas

2 - evita a queda de material É aplicada com peneira durante a pré-mistura


Etapas da Aplicação do Concreto

Especificação do Revestimento; Especificação de Compra; Testes de Recebimento;

Armazenamento do Material; Planejamento do Serviço no Campo;

Qualificação do Procedimento de aplicação e dos aplicadores; Acompanhamento da Aplicação; Homogeneização, dosagem e mistura

Aplicação Cura

Secagem Inspeção Final;

testes do material como aplicado.


HOMEGENEIZAÇÃO

Misturadores


ADIÇÃO DE ÁGUA

Quantidade definida pelo fabricantetemperatura controlada em máx. 24 oC

água potável e teor de cloreto máx 50 ppm

CONCRETOS REFRATÁRIOSMISTURA

PRÁTICAS RECOMENDADAS: Misturar somente uma única referência comercial. Não misturar concretos de

diferentes fabricantes.

O aplicador deve possuir misturadores em quantidade e capacidade suficientes para a aplicação continua do concreto.

Os misturadores devem ser lavados periodicamente, de modo a evitar aderência de material.

Além de água e agulha, não deve misturar qualquer outro material, pois o concreto já vem pronto de fabrica.

Nunca tente recuperar a trababilidade da mistura já com o início de pega iniciado (endurecimento), adicionando mais água. Essa adição inadequada, com o objetivo de amolece-lo- novamente, reduz completamente a sua resistência

mecânica.

TEMPERATURA DE MISTURA: 19 A 25 OC

TEMPO DE MISTURA: 2 A 4 min (fabricante)


TÉCNICAS DE APLICAÇÃO

DERRAMAMENTO (CASTING)

• - Compactação Manual• - Vibração interna• - Vibração externa

• - Fluência livre

SOCAGEM•

• - Socagem Manual• - Socador Pneumático

PROJEÇÃO PNEUMÁTICA (GUNNING)

• - à seco• - à úmido (Wetguning)

DERRAMAMENTO

TIPO MÉTODO DE COMPACTAÇÃO

Baixa Densidade Compactação Manual (Isolantes)

Média Densidade Vibração Interna (Vibradores de Imersão) (Densos)

Alta Densidade Vibração Externa (Antierosivos) Fluência Livre

TABELA 11 - Métodos de Compactação por Tipo de Material

FORMAS no caso de formas de madeira,ser impermeabilizadas com óleo ou agente

desmoldante compatível com o concreto, impedindo assim a absorção da água pela madeira de hidratação;

possuir selagem de juntas, para não permitir vazamento de material; garantir uniformidade da espessura do revestimento;

permitir o perfeito enchimento do espaço vazio entre as formas e o equipamento;

ser de fácil instalação e desmontagem.

DERRAMAMENTO

VIBRADORES

Aumenta o grau de compactação do material• Redução do atrito entre os agregados, diminuindo os espaços vazios

• Grãos grandes - freqüência = 1550 ciclos por mim• Grãos pequenos - freqüência = 20000 ciclos por min

» Término da vibração - não desprendimento de bolhas de ar » Vibração em excesso - segregação de grãos grossos e agulhas no fundo da forma

» Excessivo barulho >125 db

DERRAMAMENTO POR FLUÊNCIA LIVRE

» MATERIAL COM O OBJETIVO DE SUBSTITUIR O VIBRADO EXTERNO

» VANTAGENS

Propriedades semelhantes ao concreto vibrado; Baixo teor de H2O;

Tempo de trababilidade longo; Capacidade de alto nivelamento; Bom acabamento superficial;

Não possui elevado ruído, como o encontrado no concreto vibrado;

Reduz equipamento e mão de obra; Não exige misturadores especiais.


PROJEÇÃO PNEUMÁTICAÀ SECO

• FACILIDADE DE APLICAÇÃO - NÃO NECESSITA DE FORMAS• PRÉ- MISTURADO À SECO

• ARRASTE DO MATERIAL POR AR COMPRIMIDO• MISTURA COM ÁGUA NO BOCAL DE APLICAÇÃO

› DEPENDE MUITO DA HABILIDADE DO APLICADOR› EXCESSO DE ÁGUA PROVOCA NÃO ADERÊNCIA DO MATERIAL À

PEÇA› POUCA ÁGUA TORNA A SUPERFÍCIE RUGOSA E SEM RESISTÊNCIA

› BOA PRODUTIVIDADE

CUIDADOS› PERDA POR REBOTE - 15 A 25%

› INCIDÊNCIA DO JATO› COMPENSAÇÃO DA ESPESSURA


PROJEÇÃO PNEUMÁTICAÀ UMIDO

• O MATERIAL É PRÉ-MISTURADO JÁ UMEDECIDO E NO BICO COLOCA-SE ADITIVO


PROJEÇÃO PNEUMÁTICAÀ UMIDO

» VANTAGENS baixo índice de rebote (menor que 10%)

sem poeira alta produtividade, de 4 a 7 ton./hora

características físicas semelhantes ao processo convencional

» DESVANTAGENS:

Necessidade de contínua comunicação entre o aplicador e o operador da bomba do ativador

Custo elevado de mobilização (não viável para aplicações de pequena monta)

Maior dificuldade de aplicação em locais confinados; Bocal mais pesado e mais difícil de manusear que o bocal de

projeção à seco.


SOCAGEM

CONCRETOS DE PEGA QUÍMICA ALTA COMPACTAÇÃO = ELEVADA RESISTÊNCIA À EROSÃO SOCAGEM COM SOCADOR PNEUMÁTICO OU MARTELO DE

BORRACHA MISTURADORES PLANETÁRIOS

BAIXO TEOR DE ÁGUA (4.5 A 5.5%) QUALIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO E APLICADORES


CURA E SECAGEM CURA - TEMPERATURA DO REVEST. NA FAIXA DE 10 A 35 oC

ASPERÇÃO DE ÁGUA - FORMA X PROJEÇÃO

Tempo de Patamar: 1 ½ hora por 25 mm de espessura, no máximo 8 horas.Taxa de Aquecimento: 30 a 50ºC/ hora

FIGURA 33 - Curva de Secagem para Concretos de Pega Hidráulica

Tempo de Patamar: 1 ½ hora por 25 mm de espessura (no máximo).Taxa de Aquecimento: 56ºC/ hora

FIGURA 34 - Curva de Secagem para Concretos de Pega Química

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30HORAS

TE

MP

ER

AT

UR

A( 0

C)

0

100

200

300

400

0 5 10HORAS

TE

MP

ER

AT

UR

A (

0 C

)


CONTROLE DE QUALIDADE

SISTEMA DA QUALIDADEI S O 9000

PLANEJAMENTO DOS SERVIÇOS– Escopo do serviço;

– Organograma funcional;– Pré-seleção de mão de obra;– Desenhos e especificações;

– Quantidade de material e equipamentos ;– Cronograma dos serviços;

– Detalhamento das atividades;– Definição da sistemática de acompanhamento diário dos

serviços.


CONTROLE DE QUALIDADE

- Testes do material;- Testes de Qualificação de procedimento e operadores;

- Testes da Ancoragem;- Inspeção durante a aplicação;

- Inspeção do material aplicado, antes e após secagem;

- Testes dos corpos de prova testemunhas da aplicação.

- CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO - NORMA PETROBRÁS N-1617

ALVENARIA REFRATÁRIA

« TIJOLOS +ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO

« FATORES QUE INTERFEREM NO DESEMPENHO

- Qualidade do tijolo e da argamassa - Posição das juntas de dilatação

- Ancoragem da parede - Mão de obra


NORMALIZAÇÃO

ABNT 10241

CLASSE TEMPERATURA (ºC) (1)

DENSIDADE (g/cm³)

RI-09 900 0,70 RI-10 1000 0,70 RI-11 1100 0,75 RI-12 1200 0,85 RI-13 1300 1,00 RI-14 1400 1,10 RI-15 1500 1,15 RI-16 1600 1,20

NOTA 1: A VDL deve ser no máximo 2% TABELA 12 - Tipos de Classes de Tijolos Isolantes

• Normas ABNT 10238 e 10239 define as composições de materiais aluminosos e sílico aluminosos:

ABNT 10238 - Classes: AL50, AL60, AL70, AL80 e AL90

ABNT 10239 - Classes: SA-4, SA-3, SA-2 e SA-1


NORMALIZAÇÃO

ASTM C 27-84

TIJOLOS DE ALTA ALUMINAAL2O3 % CPE tºC

50 34 176360 35 178570 36 180480 37 182085 - -90 - -99 - -

TIJOLOS DE SÍLICO-ALUMINOSOS

CPE tminºCModulo de Ruptura

(mpa)- Super Duty 33 1743 4,14- High Duty 31 ½ 1699 3,45- Semi Sílica - 1350 2,07- Médium Duty 29 1659 3,45- Low Duty 15 1430 4,15

b) ASTM C-155 - Tijolos Isolantes

GRUPO Nº TEMPERATURA (ºC) (1)

DENSIDADE (g/cm³)

16 845 0,940 20 1065 0,640 23 1230 0,770 26 1400 0,860 28 1510 0,960 30 1620 0,1090 32 1730 0,1520 33 1790 0,1520

NOTA 1: VDL DEVE SER NO MÁXIMO 2%


ARGAMASSA DE ASSENTAMENTO

PEGA AO ARPEGA CERÂMICA

SECA UMIDA

A Argamassa Úmida, Sílico-Aluminosa de Pega Ao Ar (ASTM C-176) é a mais utilizada na Industria Petroquímica

REQUISITOS- ser compatível quimicamente com as peças;

- resistir às condições operacionais do equipamento;- possuir elevada resistência mecânica, de modo à conferir resistência adequada à

estrutura;- ser de fácil preparo e aplicação.


• TIPOS DE ASSENTAMENTO• JUNTAS DE DILATAÇÃO• TIPOS DE ANCORAGEM

• CONTROLE DE QUALIDADE

ISOLANTES

ISOLAMENTO TÉRMICO

OBJETIVOS– REDUÇÃO DE PERDA DE CALOR

– PROTEÇÃO PESSOAL

• São materiais de mais baixa condutividade térmica, densidade e resistência mecânica que tijolos e concretos

• Normalmente são instalados externamente aos equipamentos

TIPOS DE MATERIAS• - Isolantes térmicos rígidos

- Sílica diatomácea - Silicato de Cálcio

- Poliuretano - Perlita Expandida

- Isolantes térmicos flexíveis - Lã de vidro - Lã de rocha

- Fibra Cerâmica - Sílica diatomácea

ISOLAMENTO TÉRMICO

MATERIAL NORMA ABNT CONDUTIVIDADETÉRMICA A 200ºC (1)

LIMITE DETEMPERATURA

(ºC) LÃ DE VIDRO

NBR 11351 (2) 0,050 230

SILICATO DECALCIO

NBR 10662 0,067 815

PERLITA ASTM C 610

0,078 815

LÃ DE ROCHA NBR 13047 (2) 0,069 450 FIBRACERÂMICA

NBR 9688

0,059

1426

NOTA (1) Kcal / mhºC (2) Norma ABNT referente a manta. TABELA 13 - Condutividade Térmica e Temperatura Limite de Materiais Isolantes

FIBRA CERÂMICA X CONCRETO

Vantagens da utilização da manta: - menor condutividade térmica - maior facilidade de instalação

Desvantagens da manta: - menor resistência ao ataque de gases com Enxofre e Vanádio

- menor resistência à velocidade dos gases

VALORES DE VELOCIDADE RECOMENDADOS POR FABRICANTE

MANTA: 15 A 21 m/sMANTA C/ ENRIJECEDOR SUPERFICIAL: 30 A 40 m/s

MANTA UMIDA: 40 A 55 m/sMÓDULO: 30 a 50 m/s

MÓDULO C/ ENRIJECEDOR SUPERFICIAL: 60 A 70 m/s

VALORES DE VELOCIDADE RECOMENDADOS PELO API 560

MANTA: MÁX. 12.2 m/sMANTA ÚMIDA OU MÓDULO: 24.4 m/s

ACIMA 24,4 m/s - É REQUERIDO REFRATÁRIO

INSPEÇÃO EM SERVIÇO

• FATORES– PROJETO

– CONDIÇÕES OPERACIONAIS– INSTALAÇÃO DO REVESTIMENTO

• TIPOS DE FALHAS

ORIGEM TIPOS DE FALHAS

a) Erosão MECÂNICAS b) Tensões mecânicas oriundas de

sobrecarga ou dilatações diferenciais. c) Vibração

a) Ataque por coque

QUÍMICAS b) Ataque compostos de enxofre e vanádio c) Cinzas de combustão d) Reação entre refratários

TÉRMICAS a) Incidência de chama b) Choque Térmico

TABELA 15 - Tipo de Falhas por Origem

EROSÃO

• INCIDÊNCIA DE PARTICULAS DE PEQUENA GRANULOMETRIA (CATALIZADOR).

• TAXA DE EROSÃO DEPENDE:

velocidade dos gases (acima de 15 m/s): A taxa de desgaste é grosseiramente proporcional ao cubo da velocidade;

dureza e formato do particulado; angulo de incidência: em torno de 30º provoca maior desgaste;

resistência do concreto; temperatura de operação.

• PEGA QUIMICA = 4 a6 cm2• ´PEGA HIDRÁULICA = 15 a 20 cm2

TENSÕES MECÂNICAS POR DILATAÇÃO DIFERÊNCIAL

• As principais dilatações térmicas diferenciais são:

- Entre concreto e conjunto metálico (ancoragem e casco)- Entre ancoragem e casco do equipamento

- Entre concretos sujeitos a gradientes de temperatura

TENSÕES MECÂNICAS POR DILATAÇÃO DIFERÊNCIAL

A) CONCRETO E CONJUNTO METÁLICO

CUIDADOS:– Excesso de ancoragem;

– Distribuição;– Configuração do equipamento;

– Tipo de ancoragem (concentração de tensão;– Revestimento orgânico na ponta das juntas

B) ENTRE ANCORAGEM E METAL BASE ANCORAGEM CONTÍNUA

SOLUÇÕES:Substituição de ancoragem contínua por grampo “S” ou coroa onde for possível;

Reforçar a soldagem da malha hexagonal/articulada

C) AO LONGO DO REFRATÁRIO (GRADIENTES DE TEMPERATURA)

VIBRAÇÃO

TURBULÊNCIA NO ESCOAMENTO DOS GASES EQUIPAMENTOS ROTATIVOS PROBLEMÁTICOS

DEFICIÊNCIA NA SUPORTAÇÃO

OCORRENCIAS: TRINCAS, DEPREENDIMENTOS DO CONCRETO E ANCORAGEM, DEVIDO AO AUMENTO DA AMPLITUDE DA VIBRAÇÃO.

FATORES QUE PODEM FAVORECER AS FALHAS RELACIONADAS COM A VIBRAÇÃO:

- Má compactação e baixa resistência do concreto;- Soldagem da ancoragem de má qualidade;

- Espaçamento excessivo dos grampos;- Alta dureza das regiões conformadas dos grampos de ancoragem.

ATAQUE POR COQUE

FALHAS:

1) Penetração de coque em trincas e juntas frias 2) Lascamentos

TEORIA NÃO COMPROVADA:

Penetração de gases com hidrocarbonetos pesados; (permeabilidade e porosidade)

Após recente levantamento de históricos de unidades de UFCC em Refinarias, destacamos os seguintes pontos:

- As falhas são agravadas por dilatações existentes em cascos de equipamentos onde apresentam geometria complexa (tais como regiões cônicas), devido a maior possibilidade de aparecimento

de trincas;

- Ciclos excessivos de parada e partida de equipamentos, também reduzem a vida útil do revestimento;

- Materiais isolantes ou semi-isolantes são os materiais que estão apresentando melhor desempenho. Porém, em regiões onde existe

a possibilidade de erosão, o material mais recomendado é o Antierosivo C;

- Materiais isolantes ou semi-isolantes são os materiais que estão apresentando melhor desempenho. Porém, em regiões onde existe

a possibilidade de erosão, o material mais recomendado é o Antierosivo C;

- Materiais que foram aplicados com agulhas, tem apresentado melhor desempenho que os sem agulhas;

- Deve-se utilizar materiais que apresentam valores de variação dimensional (VDL) próximas de ZERO;

- Não existe, no mercado, materiais que resistam a este tipo de ataque.

ATAQUE POR COQUE

RECOMENDAÇÕES

Revestimentos monolíticos

- Utilizar preferencialmente materiais isolantes ou semi isolantes em regiões de coque. No caso de Riser utilizar Antierosivo C com vibração

externa;

- Os materiais devem possuir baixo VDL e devem ser aplicados preferencialmente por derramamento.

Revestimento com malha hexagonal - Utilizar soldagem em todas os hexágonos, na região de emenda das tiras

metálicas ( ver figura 20 ).

COMPOSTOS DE ENXOFRE E VANÁDIO Fornos e caldeiras - queimadores de óleo combustível:

Reações: V

2SO2 + O2 Þ SO3

SO3 + H2O Þ H2 SO4

CaO + H2 SO4 Þ- Ca SO4 + H2O

CINZAS DE COMBUSTÃO

þ Queima de gás que produzem cinzas com teores de Na2O e Na2SOþ Temperaturas de fusão baixas

þ absorção pelo concretoþ lascamentos e perdas de espessuras

INCIDÊNCIA DE CHAMA

þ Má regulagem dos queimadores;þ temperatura acima do limite = esfoliações e trincas

þ Blocos queimadores e regiões próximas aos queimadores

CHOQUE TÉRMICO

þ Elevação ou redução brusca de temperatura

SITUAÇÕES

- Parada de emergência da unidade;- Injeção brusca de água, quando o revestimento opera em temperatura elevada.

- Aquecimento ou resfriamento descontrolado;- Aquecimento em potes de secagem.

OCORRENCIAS:• Aumento de tensões internas

• laminações • lascamentos

MATERIAIS

• Sílica Fundida ou Fibras Orgânicas

TÉCNICAS DE INSPEÇÃO

• Durante a operação: acompanhamento da temperatura externa do equipamento

• Durante a parada : VISUAL MARTELAMENTO

ESTILETE

CRITÉRIOS DE INSPEÇÃO:

Não existe critérios normalizados por organismos nacionais ou internacionais

DEFEITOS: TRINCAS, REDUÇÃO DE ESPESSURA, LAMINAÇÕES, DESINTEGRAÇÃO E CONTAMINAÇÃO POR COQUE

NORMA PETROBRÁS N-1951

SISTEMA DE QUALIFICAÇÃO DE MATERIAIS DA PETROBRAS

» Anterosivos e Isolante A: teste de desempenho de campo» Demais materiais : Testes de recebimento e aplicabilidade

» Tabela de fabricantes e materiais qualificados da Petrobrás/Refino» Sistemática de cadastro do SERMAT

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REFRATÁRIOS E ISOLANTES