Guia de Inspeção de Tubulações: ASME B31.3 e API 570

Guia de Inspeção de Tubulações: Normas e Procedimentos

1) Descreva as quatro áreas da Inspeção:

• Inspeção de fabricação: Atividade de inspeção com a finalidade de assegurar o cumprimento das normas e especificações indicadas no contrato de compra. Abrange a verificação da utilização de boas técnicas de engenharia aplicadas ao projeto, ao material de construção, às disposições construtivas e à qualidade da mão de obra empregada, tendo como referência as normas e especificações estabelecidas entre comprador e fabricante no contrato de compra.
• Recebimento: Inspeção realizada seguindo amostragem preestabelecida, onde são verificadas apenas as características principais dos diversos materiais de tubulação antes de sua aplicação.
• Montagem: Inspeção realizada durante a etapa de montagem com o intuito de assegurar a observância das normas e especificações indicadas pelas documentações de projeto. Assim como a inspeção de fabricação, abrange a verificação de boas técnicas de engenharia aplicadas ao projeto e ao material de construção.
• Em serviço: Inspeção realizada na tubulação para controle das condições físicas durante a sua vida operacional, podendo ser realizada com as tubulações em operação (inspeção externa) ou fora de operação (inspeção geral).

2) Descreva os seguintes itens definidos pelo ASME:

• Serviços Cíclicos: Serviços que possuem mais de 7.000 ciclos completos de variação de pressão e/ou temperatura durante a sua vida útil prevista, geralmente de 10 a 20 anos.
• Serviços à alta pressão: Serviços conforme definição do Capítulo IX do ASME B31.3, ou seja, com pressões acima da classe 2500# definida pelo ASME B16.5.
• Tubulações categoria D: Fluidos não inflamáveis, não tóxicos e não perigosos, em pressões até 1 MPa (10 kgf/cm²) e temperaturas até 185 °C, tais como água, ar comprimido e outros fluidos de baixa responsabilidade.
• Tubulações categoria M: Fluidos altamente tóxicos, onde qualquer taxa de vazamento pode acarretar em sérios danos ao homem.

3) Cite as etapas principais da Inspeção de fabricação dos tubos soldados

Verificação do certificado do material, inspeção visual e dimensional: Verificar a superfície superior das chapas que ficará na face interna dos tubos antes que seja iniciada a sua calandragem. As chapas deverão estar livres de defeitos. Os defeitos deverão ser reparados antes da curvatura das chapas e os reparos aprovados pelo inspetor.

Verificação do corte e largura das chapas: O inspetor deverá verificar o corte das chapas, o preparo do bisel para soldagem e a largura das chapas, que deverão atender às normas e especificações citadas nos documentos de compra.

Inspeção de solda: Verificar a qualificação dos processos de soldagem e operadores de máquinas de solda, em conformidade com o procedimento para aprovação de desenhos de fabricação, procedimentos de soldagem e qualificação de soldadores.

Preparo da extremidade: Acompanhar o preparo das extremidades dos tubos, que deverá atender às normas especificadas citadas nos documentos.

Verificação de diâmetro externo: Verificar o diâmetro externo do tubo num mínimo de 3 medições por tubo, com uma fita métrica. Os diâmetros externos deverão estar dentro das tolerâncias admissíveis pela norma. Verificação de empeno longitudinal, exame da superfície externa, verificação do comprimento e peso.

4) Inspeção de suportes de mola e cálculos de carga

Durante a inspeção de recebimento dos suportes de mola, o que deve ser verificado? Qual a equação que relaciona a carga fria (ou de instalação) com a carga a quente (ou de operação)? Digamos que o K da mola inspecionada seja igual a 15 kgf/mm e as cargas: fria instalada seja 5.500 kgf e carga quente seja 4.850 kgf, qual o movimento esperado para esta linha? Se a variabilidade (Kx/Ci*100) de carga tolerada é de 25%, conforme definido pelo MSS-SP-55, esta mola está dentro deste limite tolerável?

Deverá ser verificado se todos os suportes de mola estão identificados por plaqueta de acordo com a condição de projeto. Deve ser verificado em todos os suportes de mola e seus componentes o estado geral quanto à corrosão, existência de amassamento e trinca. Deve ser verificado se as cargas e cursos especificados nas plaquetas de suporte correspondem à especificação de projeto, verificando se as posições a quente e a frio estão devidamente indicadas.

5) Qual o tipo e extensão dos ensaios não destrutivos pelo ASME B31.3?

A norma exige radiografia em, no mínimo, 5% da extensão total das soldas circunferenciais (de cada soldador ou operador de soldagem) para tubulações com temperatura acima de 185 °C ou pressão acima de 10 kgf/cm², devendo, de preferência, serem radiografadas nas interseções das soldas. Para tubulações de categoria M, é exigido um mínimo de 20% e, para serviços cíclicos, é exigida radiografia total das soldas ou exame com ultrassom em toda a extensão das soldas.

6) Qual o tipo e extensão dos E.N.D. a serem aplicados em uma junta circunferencial para:

• Serviços Categoria D: Ensaio visual 100%.
• Materiais P-number 3 x 600#: Visual 100%.
• Vapor com classe de pressão 2500# e P-number 5: Visual 100%, RX 100%, PM 100%.
• União entre materiais de P-number 1 e 5: Mais crítico.

7) Teste de pressão para linha de baixa temperatura

Para uma linha que opera em temperatura de -150 °C e pressão de 10 kgf/cm², qual o tipo de teste de pressão deve ser aplicado e qual o valor da pressão de teste? (Considere a pressão de projeto igual a 12 kgf/cm²).

Teste de pressão pneumático, pois em tubulações que trabalham com baixas temperaturas tem que se garantir que não fiquem resquícios de umidade na tubulação.

Pt = 1,1 * P
Pt = 1,1 * 12
Pt = 13,2 kgf/cm²

8) Quais as etapas utilizadas (roteiro) para definição dos TMLs (Locais de Medição de Espessura)?

As etapas utilizadas para definição das TMLs são as seguintes:

1. Classificação das tubulações conforme API 570: O programa de monitoramento inclui a priorização dos sistemas de tubulação com potenciais de falha.
2. Categorização da tubulação: Dentro de circuitos de comportamento de corrosão similar (ex: localizada, geral, CST).
3. Identificação de áreas suscetíveis: Áreas onde a corrosão acelerada é esperada.
4. Acessibilidade: Avaliação das TMLs para monitoramento.

9) Defina o que venha a ser um circuito de tubulação

É uma seção de tubulação na qual todas as partes são expostas a um ambiente de corrosividade, condições de projeto e material similar.

10) Quais são as classes de inspeção do API-570? Defina-as

• Classe 1: Serviços com maiores potenciais de emergência caso o vazamento ocorra. Exemplos: a) serviços inflamáveis que podem se autorrefrigerar e levar à fratura frágil (propeno); b) serviços pressurizados que podem rapidamente vaporizar e formar atmosferas explosivas; c) sulfeto de hidrogênio (H2S > 3%); d) cloreto de hidrogênio (HCl); e) ácido hidrofluorídrico.
• Classe 2: Serviços não inclusos nas classes 1 e 3. Exemplos: a) hidrocarbonetos com baixa vaporização; b) hidrogênio, gás combustível, gás natural; c) ácidos e cáusticos fortes.
• Classe 3: Inflamáveis sem significativa vaporização e em áreas de baixa densidade populacional.

11) O que são áreas de corrosão acelerada? Cite exemplos

São áreas onde as taxas de corrosão são normalmente aumentadas em virtude de velocidades e turbulência elevadas. Exemplos: curvas, reduções, tês de mistura, válvulas de controle, pontos mortos, vents e drenos.

12) Qual o intervalo de tempo máximo definido pelo API-570 para as classes 1, 2 e 3?

• Classe 1: ME (Medição de Espessura): 5 anos | Visual Externo: 5 anos.
• Classe 2: ME: 10 anos | Visual Externo: 5 anos.
• Classe 3: ME: 10 anos | Visual Externo: 10 anos.

13) Estudo de Caso: Tubulação de Gás Natural

Se uma tubulação para gás natural em aço carbono de 16" esp. 0,5 opera a 2,94 MPa a uma temperatura de 60 °C (Tensão admissível = 137,9 MPa; E=0,85) e após 5 anos em operação é feita a medida de sua espessura em um determinado trecho e é encontrado o valor de 11,0 mm, pergunta-se:

a) Qual a taxa de corrosão estimada (CR) neste trecho?

b) Quanto tempo levaria (1/2 vida remanescente) para que este trecho atinja a espessura mínima requerida com a taxa estimada (CR) acima?

c) Quando deverá ser a próxima inspeção planejada para medição de espessura? Considere na sua análise a vida remanescente calculada acima e o intervalo máximo recomendado pelo API para a classe 2.
Resposta: 8,5 anos.

d) Utilizando o conceito de meia-vida do API-570, esta linha suportará as condições operacionais até a próxima inspeção planejada determinada acima? Sim.

e) Qual a PMTA admissível desta linha no seu estado atual?

f) Substituição de trecho: Se for necessário substituir um trecho de tubo danificado desta linha, e deseja-se preparar o novo trecho a partir de chapa calandrada de ASTM A 516 Gr. 60 (aço carbono acalmado), quais serão os tipos e extensões dos E.N.D. a serem aplicados nas soldas? Utilizar as tabelas A-1, A-2 e o gráfico 01 em anexo. Considere 1 MPa = 10 kgf/cm².