aula - caldeiras - cetril - 2010

5/27/2018 Aula - Caldeiras - Cetril - 2010

1/116

Aula de Caldeiras para Inspetores de

Equipamentos

Rafael Pavan BagagliOutubro/2010


2/116

Introduo

Caldeira o nome popular dos equipamentos utilizadospara gerao de vapor sob presso atravs deaquecimento de gua circulante utilizando energiatrmica (combusto, eltrica, recuperao de gases

quentes, etc.) Utilizao do vapor:

Acionamento de mquinas (bombas, sopradores, etc.)

Gerao de energia eltrica

Aquecimento de fluidos de processo

Limpeza de equipamentos


3/116

Tipos de Caldeiras

Eltricas: Mais simples, baratas e compactas

Pouca manuteno

No geram vapor superaquecido

Capacidade limitada para uso industrial

Combusto Mais complexas e maiores

So projetadas para gerao de vapor em qualquercapacidade, presso e temperaura

Dois tipos: flamotubulares e aquatubulares


4/116

Tipos de Caldeiras

Exemplo de caldeira eltrica


5/116

Tipos de Caldeiras

Flamotubulares (fogotubulares):

Gases quentes de combusto circulam pelos tubos egua evapora no casco.

Trabalham com presses e capacidade de gerao devapor limitadas (max 21kgf/cm2, 30t/h).

Manuteno mais simples.


6/116

Tipos de Caldeiras

Exemplos de caldeiras flamotubulares:


7/116

Tipos de Caldeiras

Aquatubulares: gua circula dentro dos tubos e gases quentes por fora.

Permitem altas produes de vapor, em altas pressese temperaturas.

Largamente utilizadas em grandes indstrias. Mais eficientes que as flamotubulares, porm maiores ecom manuteno mais complexa.

Partes principais: tubules de vapor e gua, fornalha,feixe tubular (boiler bank), superaquecedores,

economizador.


8/116

Tipos de Caldeiras

Exemplo de caldeiras aqutubulares


9/116

Tipos de Caldeiras

Exemplo de caldeiras aqutubulares (comb. slido)


10/116

Tipos de Caldeiras

Exemplos de caldeiras aquatubulares (HRSG):


11/116

Tipos de Caldeiras

Funcionamento das caldeiras aquatubulares:


12/116

Componentes

Os principais componentes de uma caldeira so:

Tubules Paredes dgua (fornalha)

Screen

Feixe gerador (boiler bank)

Superaquecedores

Economizador

Coletores e distribuidores

Chamin

PAG e PAV

Juntas de Expanso Queimadores

Sopradores de fuligem

Vlvulas de Segurana


13/116

Componentes: Tubules

Tubulo Superior:

Vaso de presso cilndrico com funo de receber agua de alimentao da caldeira, separar e acumularvapor gerado.

Possuem componentes internos para melhorar aseparao entre gua e vapor: telas, sepradores,

ciclones, distribuidores e chicanas. Tubulo Inferior:

Vaso de presso cilndrico com funo de acumular agua proveniente do tubulo supeiror e distribui-la paraos tubos da parede dgua. Tambm acumulam

depsitos que so drenado. O material de ambos o ao carbono (normalmente

SA-516 gr 60 ou SA-516 gr 70)

As bocas de visita normalmente so elpticas comtampa interna


14/116


Exemplo de internos do tubulo:


15/116


Os tubules so furados para fixao dos tubos do

boiler bank por mandrilagem. Em alguns casos (presses altas), alm da

mandrilagem, realizada uma solda de filete (selagem)para garantia de estanqueidade.

A espessura da chapa do tubulo na regio dos furos maior para compensar o aumento de tenso.


16/116

Componentes: Paredes Dgua

As paredes dgua so formadas por tubos unidos

lateralmente por aletas soldadas e formam o invlucroda fornalha.


17/116

Componentes: Paredes Dgua

Apesar dos tubos da parede dgua receberem altas

taxas de calor atravs da radiao da chama nafornalha, sua temperatura no sobe em demasia, poisa gua evaporando no seu interior recebe grande partedesta energia.

Material e dimenses: Material: ao carbono (SA-178 Gr A,B,C; SA-192) Dimetro: 3

Espessura: 4,05,5 mm


18/116

Componentes: Screen

Os tubos do Screen so similares aos da parede

dgua. Eles se localizam na frente dos superaquecedores e

servem para abrabdar a incidncia de radiao neles.

Material e dimenses: Material: ao carbono (SA-178 Gr A,B,C, SA-192)

Dimetro: 2 2,5



19/116

Componentes: Screen

Exemplo de tubos do screen:


20/116

Componentes: Boiler Bank

Os tubos do feixe gerador de vapor (boiler bank) so

ligados em uma extremidade ao tubulo superior e naoutra ao tubulo inferior.

Nestes tubos ocorre a maior gerao de vapor nacaldeira.

Entre os tubos existem chicanas direcionadoras de

fluxo dos gases de combusto. Material e dimenses:

Material: ao carbono (SA-178 gr A,B,C, SA-192, SA-210)

Dimetro: 2 2,5 Espessura: 3,55,0 mm


21/116

Componentes: Boiler Bank

Exemplo de tubos do boiler bank:

TUBULO

TUBOS BOILER BANK


22/116

Componentes: Superaquecedores

Os tubos dos superaquecedores recebem vapor

saturado do tubulo, que ser aquecido at atemperatura desejada, tornando-se superaquecido Podem ser radiantes ou convectivos. Normalmente so divididos em dois estgios: primrio

e secundrio. Neste caso, existe um

dessuperaquecedor entre eles para controlar atemperatura de sada. So componentes sujeitos fluncia, por isso so

fabricados em ao baixa liga ou at mesmo aos liga. Material e dimenses:

Material: ao baixa liga (SA-213 T11, SA-213 T22, SA-213 T91, SA-213 TP 304, etc.) Dimetro: 1,5 2,5 Espessura: 3,09,0 mm


23/116


Exemplo de superaquecedor:


24/116


Exemplo de superaquecedor:


25/116

Componentes: Economizadores

O economizador um feixe tubular localizado

na sada de gases da caldeira aps o boilerbank, que serve para pr-aquecer a gua dealimentao antes de chegar no tubulo.

Este componente aumenta a eficincia dacaldeira, pois reduz a quantidade necessria decombustvel ao aproveitar calor residual

Material e dimenses: Material: ao carbono (SA-178 Gr A,B,C, SA-

192)

Dimetro: 2,0 2,5 Espessura: 3,05,0 mm


26/116


Exemplos de economizador:


27/116


Exemplos de economizador:


28/116

Componentes: Coletores

So tubos maiores onde so conectados tubos

da parede dgua, do screen e dossuperaquecedores. Funo de receber e distribuir uniformemente

gua/vapor para os tubos de troca trmica

Material e dimenses: Material: ao carbono (SA-106 Gr B) menosos do superaquecedor que so em ao baixaliga (SA-335 P11 ou SA-335 P22)

Dimetro: 150250 mm



29/116


Exemplos de coletores:


30/116


Exemplos de coletores:


31/116

Componentes: Chamin

Direciona os gases de combusto para a

atmosfera a uma altura adequada Material: ao carbono revestido com

refratrio, concreto armado ou tijolos.

Os principais objetivos do refratrio da

chamin so: Manter a temperatura baixa na chaparia

(conforto externo e chapas mais finas)

Proteo contra corroso por condensaocida


32/116

Componentes: Chamins

Exemplos de chamins:


33/116

Componentes: PAG e PAV

Os pr-quecedores de ar a gs (PAGs) so

permutadores de calor que utilizam os gases de sadada caldeira para pr-aquecer o ar de combusto.

Os tubulares so formados por dois espelos entre osquais so mandrilados os tubos.

Os rotativos so utilizados para maiores vazes de

ar/gs, so mais eficientes, porm de limpeza emanuteno difcil

Existem tambm os pr-aquecedores de ar a vapor(PAV), que so serpentinas semelhante a um radiador,situadas na entrada de ar, nas quais circula vaporpelos tubos. So importantes para manter atemperatura do ar alta o suficiente para no provocarcondensao cida no PAG.


34/116


Exemplos de PAG tubular:


35/116


Exemplos de PAG rotativo:


36/116

Componentes: Juntas de Expanso

So elementos flexveis que acomodam

dilataes de dutos e invlucros da caldeira Normalmente so construdos de chapas finas

de ao carbono ou ao inoxidvel

A junta deve ter isolamento trmico externo

para evitar o resfriamento do fole e evitarcondensao cida


37/116

Componentes: Queimadores

So os equipamentos responsvel pela mistura

ar/combustvel, atomizao e queima decombustveis gasosos e lquidos. So formados por:

Blocos refratrios: aumenta a eficincia dacombusto e contribui para o formato dachama.

Maaricos: onde ocorre atomizao e queima

Os materiais dos queimadores so: Ao carbono onde no h incidncia de chama

Ligas especiais na caneta de leo e no bicoatomizador para resistir a oxidao altatemperatura.


38/116


Exemplo de queimadores:


39/116


Exemplo de queimadores:


40/116

Componentes: Sopradores de Fuligem

Tambm chamdos de ramonadores, tm como

funo bsica manter a eficincia de trocatrmica e fluxo dos gases atravs da limpea dasuperfcie dos tubos utilizando vapor.

Podem ser fixos ou retrteis.

Normalmente os fixos so fabricados em aoinoxidvel, pois so expostos a altastemperaturas o tempo todo.


41/116

Componentes: Sopradores de Fuligem

Exemplo de ramonadores:


42/116

Componentes: Vlvulas de Segurana

So vlvulas que evitam que a caldeira

ultrapasse sua presso mxima de trabalhopermitida atravs do acionamento de uma molaregulada para esta presso.

Nas caldeiras grandes normalmente existe trs

vlvulas de segurana: 02 no tubulo e 01 nosuperaquecedor, que abre primeiro e garante ofluxo de vapor nos tubos.


43/116

Componentes: Vlvulas de Segurana

Exemplo de vlvulas de segurana:


44/116

Tratamento de gua

O tratamento de gua de caldeira varia de acordo como nvel de presso da caldeira. Quanto maior apresso, maior a pureza exigida para a gua dealimentao.

O principal objetivo do tratamento e controle dequalidade da gua garantir a estabilidade da camadaprotetora de xido na parede do metal, chamada demagnetita, e assim evitar corroso.


45/116

Tratamento de gua

As principais variveis da qualidade da gua so: pH: medida da acidez ou alcalinidade da gua em

escala de 1 a 14. Valores muito altos o muito baixosfavorecem a corroso, pois provocam instabilidade nacamada protetora (magnetita)

Sais dissolvidos: responsveis por formarem depsitosnas paredes de metal e tambm por aumentarem a

corrosividade devido aumento da condutividade eltricada gua.

Oxignio: eleva o potencial eletroqumico, aumentandoa corrosividade do meio

Gs Carbnico: forma cido carbnico, reduz o pH e

aumenta a corrosividade da gua


46/116

Tratamento de gua

A sequncia de processos para tratamento de gua : Clarificao

Clorao

Desclorao

Desmineralizao

Desaerao

Tratamento interno a caldeira com injeo de produtosqumicos (fosfato, hirazina, soda, etc.) para controle depH


47/116

Tratamento de gua

Clarificao: consiste na floculao, decantao efiltrao da gua com objetivo de reduzir os slidos emsuspenso.

Clorao: consiste na dosagem de cloro paraeliminao de microrganismos e tornar a gua potvel.

Desclorao: consiste na retirada do cloro da guaatravs da filtrao em vasos de carvo ativado.

T d


48/116

Tratamento de gua

Desmineralizao: retirada de ons positivos enegativos da gua atravs de troca inica em resinaspolimricas. Divida em trs etapas:

Retirada de ctions: realizada no leito catinico porresinas que trocam ons H+ por outros ctions (Ca++,Mg++, Na++)

Retirada de nions: realizada no leito aninico porresinas que trocam ons OH-por outros nions (CO3-,SiO3-, etc.)

Polimento: realizado em um leito misto (catinico eaninico)

Aps uma certa quantidade de gua desmineralizada,ocorre a saturao das resinas que devem serregeneradas.

Leito catinico: cido Sulfrico

Leito aninico: Soda

T t t d


49/116

Tratamento de gua

Desaerao mecnica: realizada em vasos chamadosdesaeradores, onde injetado vapor vivo gua paraarraste dos gases dissolvidos

Desaerao qumica: utilizao de produtos qumicos(hidrazina, DEHA, eritorbato) para remoo de oxignio

dissolvido na gua.

Controle de pH na caldeira: utilizado produtos qumicosalcalinizantes como fosfato (Na3PO4) e soda (NaOH),dosados no tubulo superior ou na linha de gua de

alimentao. Os valores de fosfato devem ser mantidosentre 3 e 5 ppm)

T t t d


50/116

Tratamento de gua

Desaerador

M i d D t i


51/116

Mecanismos de Deteriorao

Os principais mecanismos de deteriorao de caldeiraspodem ser divididos conforme abaixo:

Corroso interna (lado da gua)

Corroso externa (lado dos gases)

Eroso e Abraso Ruptura por superaquecimento

Ruptura por fluncia

Fadiga

Interao fluncia-fadiga

M i d D t i C


52/116

Mecanismos de Deteriorao: Corroso

A corroso um processo eletroqumico que sedesenvolve nos diferentes meios: cido, bsico eneutro, e depende da quantidade de oxigniodissolvido para se desenvolver.

O ao carbono tem comportamento satisfatrio quanto

a corroso devido formao de uma fina camada dexido protetora chamada de magnetita (Fe3O4).

No entanto, necessrio manter a gua em uma faixatima de pH (8,5 a 10,0) para que a magnetita semantenha estvel e no exponha o metal ao meio,

favorecendo a corroso.

Mecanismos de Deteriorao: Corroso Interna


53/116


Descrio: Corroso localizada devido concentrao de soluo

caustica ou sais alcalinos em regies de altas taxas deevaporao e troca de calor.

Fatores Crticos:

Presena de produtos causticos provenientes doprprio produto utilizado no tratamento ou devazamentos nas correntes de processo;

Mecanismo de concentrao dos causticos comoevaporao e acumulao em depsitos.

Corroso Caustica



54/116


Partes Afetadas: Regies de paredes dgua, screen, boiler bank com

altas taxas de evaporao e troca de calor.

Aparncia: Perda de espessura em regies localizadas sob grandequantidade de depsitos

Preveno:

Melhorar controle de dosagem do produto caustico;

Evitar toques de chama ou obstruo de fluxo nostubos

Corroso Caustica



55/116


Corroso Caustica



56/116


Descrio: Oxignio dissolvido ou CO2 reduzem o pH da gua de

alimentao provocando instabilidade na camadaprotetora de magnetita e expondo o metal a corroso.

Fatores Crticos:

Alta concentrao de oxignio dissolvido na gua

Alta concentrao de CO2 dissolvido na gua

Altas temperaturas

Turbulncia

Corroso por Gases Dissolvidos



57/116


Partes Afetadas: Regies de paredes dgua, screen, boiler bank,

economizador, com turbulncia.

Aparncia: Perda de espessura geral ou localizada, pits.

Preveno:

Desaerao qumica e mecnica

Tratamento de condensado

Controlar o pH da caldeira acima de 8,0.




58/116





59/116


Descrio: Fragilizao do material devido exposio a meio com

produto caustico provocando trincas em regies deconcentrao de tenso (principalmente soldas notratadas).

Fatores Crticos:

Concentrao de NaOH (soda caustica) ou KOH(potassa caustica) no meio;

Concentrao de tenso Presena de tenses residuais (soldas no tratadas,

regies com deformao a frio, etc.)

Corroso Sob Tenso Caustica



60/116


Partes Afetadas: Regies dos tubules, paredes dgua, screen, boiler

bank, superaquecedores com altas taxas deevaporao e troca de calor e concentrao de tenso.

Aparncia:

Trincas em regies de soldas ou concentrao detenso

Preveno: Tratamento trmico de alvio de teses;

Controle da concentrao de soda (evitar dosagem deNaOH em caldeiras de alta presso)

Corroso sob Tenso Caustica



61/116


Corroso sob Tenso Caustica

Mecanismos de Deteriorao: Corroso Externa


62/116


Descrio: O oxignio proveniente do ar de combusto reage com

o metal em altas temperaturas formando uma camadaexterna de xido e reduzindo a espessura.

Fatores Crticos:

Altas temperaturas;

Composio da liga (quanto mais Cr menor a taxa deoxidao).

Oxidao Direta



63/116


Partes Afetadas: Tubos expostos a altas temperaturas (principalmente

superaquecedores).

Bicos de queimadores

Aparncia:

Perda de espessura geral com camada de xidodepositada na superfcie.

Preveno:

Para evitar necessrio melhorar a composio da liga(aumentar o Cr por exemplo).

Oxidao Direta



64/116


Oxidao Direta



65/116


Descrio: Corroso devido a depsito de contaminantes do

combustvel (sdio, potssio, vandio, enxofre, etc.)que fundem na superfcie dos tubos.

Fatores Crticos:

Presena de contaminantes no combustvel(principalmente leo combustvel);

Altas temperaturas;

Corroso por Cinzas Fundidas



66/116


Partes Afetadas: Tubos expostos a altas temperaturas (principalmente

superaquecedores e parede dgua na proximidade

dos queimadores).

Aparncia:

Perda de espessura severa generalizada abaixo decamada de incrustao;

Preveno: Minimizar contaminantes no combustvel

Utilizar queimadores com baixo excesso de ar

Evitar toques de chamas




67/116





68/116


Descrio:

Enxofre (S) e cloro (Cl) presentes nos gases decombusto formam compostos (SOx principalmente) e,em regies de baixa temperatura na presena de vapor

dgua, condensam formando cido sulfrico eclordrico, provocando corroso severa.

Fatores Crticos:

Presena de contaminantes no combustvel (S e Cl) Temperaturas baixas na superfcie dos metais,principalmente na regio de sada de gases dacaldeira.

Corroso por Condensaocida



69/116

Partes Afetadas:

Tubos na regio de sada de gases (economizador ePAG) onde a temperatura estiver prxima ao ponto decondensao do cido formado.

Aparncia:

Perda de espessura severa generalizada;

Preveno: Manter a temperatura de metal dos componentes na

sada da caldeira, principalmente Economizador ePAG, acima da temperatura de condensao do cidoformado (utilizao de PAV por exemplo).




70/116


Mecanismos de Deteriorao: Corroso-Eroso


71/116

Descrio:

Remoo mecnica acelerada de material devido aode slidos, lquidos ou vapores.

O processo erosivo intensificado quando existe

contribuio da corroso removendo os filmesprotetores e expondo o material ao meio erosivo.

Fatores Crticos:

Concentrao do agente erosivo; Velocidade de impacto do agente erosivo

Presena de meio corrosivo.

Corroso-Eroso



72/116

Partes Afetadas:

Tubulao de alimentao de gua de caldeira (regio davlvula controladora);

Curvas de tubos onde a velocidade de circulao degua/vapor alta

Tubos de parede dgua, screen, superaquecedor, boiler eeconomizador em caldeiras de CO (presena de finos decatalizador.

Aparncia:

Perda de espessura severa localizada, pits, com vestgios

da direo do fluxo;Preveno:

Melhorar geometria (aumento de dimetro e espessura);

Aplicar revestimento de material com alta dureza.

Corroso-Eroso



73/116

Corroso-Eroso



74/116

Corroso-Eroso

Mecanismos de Deteriorao: Mecnicos/Metalrgicos


75/116

Descrio:

Deformao permanente ou ruptura de tubo devidoaquecimento localizado.

Fatores Crticos: Temperatura alta na parede do tubo causa por:

Excesso que calor;

Toque de chama;

Falta de fluxo. Tempo de exposio a alta temperatura;

Perda de espessura por corroso;

Ruptura/Deformao porSuperaquecimento



76/116

Partes Afetadas:

Todos os tubos da caldeira que sofrerem aumento detemperatura

Aparncia: Ruptura do tubo com bordas de fratura finas (lbios finos);

Deformao localizada (laranjas)

Preveno:

Minimizar aumentos de temperatura localizados;

Tratamento de gua adequado para evitar depsito ecorroso;

Manter tubos refratados com refratrio ntegro.




77/116




78/116




79/116




80/116

Descrio:

Em temperaturas elevadas (>400C) e sob tenso (mesmo abaixo doescoamento), os metais sofrem deformaes plsticas ao longo dotempo at a ruptura. Esse fenmeno chamado de fluncia.

Pelo cdigo ASME, um tubo sob fluncia dimensionado para operar100.000 horas. A curva tpica de fluncia mostrada abaixo:

Ruptura por Fluncia



81/116

Descrio:

Curva obtida em ensaio de fluncia:

Ruptura por Fluncia



82/116

Fatores crticos:

Aumento de temperatura e/ou tenso (presso); Perda de espessura (leva a aumento de tenso);

Degradao metalrgica

Aparncia:

Deformao dimetral; Ruptura com borda de fratura grossa (lbios grossos);

Trincas em regies com concentrao de tenso;

Vazios e microtrincas na microestrutura.

Preveno:

Evitar aumento de temperatura e presso acima dos limites deprojeto;

Especificar material adequado;

Diminuir concentradores de tenso;

Ruptura por Fluncia



83/116

Ruptura por Fluncia



84/116

Ruptura por Fluncia



85/116

Ruptura por Fluncia



86/116

Ruptura por Fluncia



87/116

Descrio: Trinca provocada por variaes de tenso (ciclos) ao

longo do tempo.

Os ciclos de tenso podem ser mecnicos (vibrao,presso) ou trmicos.

A fadiga pode ser potencializada pela corroso e pelafluncia

Fatores Crticos:

Variaes de presso e temperatura; Presena de concentradores de tenso;

Travamento inadequado dificultando dilatao trmica;

Vibrao;

Fadiga



88/116

Partes afetadas: Regies de concentrao de tenso em tubos (solda

da aleta na parede dgua, regio da solda do suporte

dos tubos do superaquecedor, etc.)

Regies de concentrao de tenso em coletores do

superaquecedor (regio de ligamento entre furos,regio de bocais de sada, etc.)

Aparncia:

Trincas originadas na superfcie do metal em regies

de concetradores de tenso; Presena de marcas de praia na superfcie de fratura;

Preveno:

Eliminao de concentradores de tenso;

Evitar, quando possvel, flutuaes operacionais.

Fadiga



89/116

Exemplo de curvas de fadiga:

Fadiga



90/116

Falha por corroso-fadiga em tubo de superaquecedor:Fadiga

Regio do

Rompimento



91/116

Falha por fadiga-fluncia em coletores de superaquecedor:Fadiga

NR-13


92/116

A NR-13 a norma regulamentadora relativa a caldeiras evasos de presso.

Ela estabelece classificao das caldeiras e prazos deinspeo.

Orienta sobre a instalao, manuteno e segurana naoperao da caldeira.

Define a sobre a documentao necessria para uma

caldeira e sobre os registros de inspees e reparos. Cronologia:

1978: cpia da portaria n. 20 (apenas caldeira)

1983: estendida a outros vasos

1984 e 85: algumas alteraes

1994: reviso e criao do grupo tripartite:

Governo: Ministrio do Trabalho

Empresas

Trabalhadores: Sindicato

NR-13


93/116

Categorias de caldeiras segundo a NR-13:

Presso[kPa]

Volume [litros]

1960

588

100

Categoria C

Categoria B

Categoria A

NR-13 e Inspeo de Caldeiras


94/116

Prazos de inspeo:

Tipo deEstabelecimentos

CategoriaA

CategoriasB e C

Especial

SemServioPrprio de Inspeode Equipamentos(SPIE)

12 meses ou24 mesescom testesde PSVs a

cada 12meses

12 meses NA

Com Servio

Prprio de Inspeode Equipamentos(SPIE)

30 meses 18 meses 40 meses

NR-13


95/116

Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos

seguintes itens: Vlvula de segurana com presso de abertura ajustada em

valor igual ou inferior PMTA

Instrumento que indique a presso do vapor acumulado

Injetor ou outro meio de alimentao de gua, independente

do sistema principal, em caldeiras de combustvel slido Sistema de drenagem rpida de gua em caldeiras de

recuperao de lcalis

Sistema de indicao para controle do nvel de gua ou outrosistema que evite o superaquecimento por alimentaodeficiente

Inspeo de Caldeiras


96/116

Uma inspeo de caldeira eficiente requer uma mescla

entre: Experincia do Inspetor

Conhecimento sobre o histrico da caldeira

Aplicao de mtodos adequados de inspeo

Aplicao correta de critrios de aceitao

Definio de melhores mtodos de reparo

Mtodos de Inspeo: Visual

Ensaios no destrutivos (ENDs) Ensaios destrutivos

Testes

Inspeo de Caldeiras


97/116

Inspeo Visual

Ferramenta de inspeo mais efetiva Detecta mais de 90% das avarias

Lquidos Penetrantes

Utiliza o princpio de capilaridade Detecta trincas e poros superficiais

Ensaio para deteco de trincas mais simples

Partculas Magnticas Princpio do distrbio de campo magntico Detecta trincas superficiais e subsuperficiais(?)

Mtodo extremamente sensvel

Inspeo de Caldeiras


98/116

Medio de espessura por ultrassom

Mtodo largamente utilizado Utiliza princpio de ressonncia de feixe snico

Medio de vida residual

Ultrassom Utiliza princpio de reflexo de feixe snico

Detecta descontinuidades externas e internas

Necessita de experincia

Utilizado na inspeo de soldas, principalmente dereparos

Radiografia Princpio de fonte geradora e filme receptor

Utilizado na inspeo das soldas tanto de fabricaocomo de reparo

Inspeo de Caldeiras


99/116

Ensaios no convencionais

ACFM Correntes parasitas

Termografia

Rplica metalogrfica

Ensaios destrutivos Ensaio de trao

Ensaio de fluncia

Metalografia

Inspeo de Caldeiras


100/116

Inspeo em operao: Antes de qualquer inspeo, necessrio conhecer as

caractersticas e o histrico do equipamento As inspeo em operao realizada com maior

frequncia

Deve-se conversar com a operao

Verificar as variveis que influenciam na deteriorao da

caldeira (carga, temperaturas, anlise de gua dealimentao, etc.)

Verificar ocorrncia de vazamentos pelos visores,chamin, atravs da diferena entra vazo de gua dealimentao e vazo de vapor

Verificar, se possvel, o aspecto da chama e suaincidncia nos tubos

Realizar avaliao visual externa das estruturas,escadas, plataformas, isolamento trmico, suportes,vigas de segurana, chaparia, flanges, bloqueios, etc.

Inspeo de Caldeiras


101/116

Inspeo externa/interna em paradas Realizada com a caldeira parada e raqueteada

Escopo do servio baseado na recomendao deinspeo (RI)

A recomendao de inspeo emitida com base nohistrico de inspees anteriores e inspeo emoperao

Antes de realizar a inspeo interna, o inspetor deveconhecer as caractersticas dos componentes dacaldeira (localizao, material, dimetro, espessura,etc.)

Antes de iniciar a limpeza da caldeira depois de parada,

deve ser realizada uma pr-inspeo para verificao denvel de acmulo de depsitos nos tubos, vestgios devazamentos, presena de lama nos tubules, quebra derefratrios, etc.

Inspeo de Caldeiras


102/116

O que verificar na inspeo interna:

Presena de deformao (laranjas) nos tubos da

parede dgua e screen Critrio de aprovao: tmin Remoo de amostras para verificao interna

Presena de trincasCritrio de aprovao: ausentes

FORNALHA

Inspeo de Caldeiras


103/116

Deformaes no difusor;

Eroso nos furos do bico;

Quebra ou rachaduras no bloco refratrio; Teste hidrostticos em mangueiras flexveis de leo e

gs;

QUEIMADORES

Inspeo de Caldeiras


104/116

Visual para verificao de rachaduras, avariasmecnicas e vitrificao;

Estilete para verificar decomposio qumica(esfarelamento);

Martelamento para verificar se est solto.

Critrio: reparar/recompor se houver possibilidade

da parte protegida ser exposta ao calor

REFRATRIOS

Inspeo de Caldeiras


105/116

Verificar deformaes visuais;

Verificar intensidade da oxidao/corroso

Medir dimetro externo (calibre passa-no-passa);

Critrio de aprovao: tmin Verificar se as travas esto ntegrasCritrio: reparar

se estiverem soltas

Realizar, se necessrio, metalografia de campo (rplica)

Critrio de aprovao: no apresentarvazios/microtrincas na microestrutua

Retirar amostra se for necessrio avaliar vida residual(ensaios de fluncia).

SUPERAQUECEDOR

Inspeo de Caldeiras


106/116

Verificar deformaesCritrio de aprovao:


107/116

Verificar deformaesCritrio de aprovao: tmin Avaliar integridade dos suportes.

ECONOMIZADOR

Inspeo de Caldeiras


108/116

Verificar intensidade da oxidao/corroso;

Medir espessuraCritrio de aprovao: >tmin Realizar ultrassom em bocais e na regio de ligao dos

tubos dos coletores dos superaquecedoresCritriode aprvao: no apresentar descontinuidades

Realizar LP na solda de ligao dos drenos com ocoletorCritrio de aprovao: no apresentardesontinuidades

COLETORES

Inspeo de Caldeiras


109/116

Verificar avarias, corroso e depsitos nos acessriosinternos;

Medir espessuraCritrio de aprovao: >tmin

Inspecionar visores de nvel (deposio de lama ecorroso);

Realizar partculas magnticas nas juntas soldadas docorpo e das conexesCritrio de aceitao: noapresentar descontinuidades

Verificar a presena de corroso e trincas na regio demandrilagem dos tubos do boiler.

TUBULES

Inspeo de Caldeiras


110/116

Verificar avarias, corroso e deformaes nas chapasdo duto;

Verificar presena de depsitos e corroso cida naregio de mandrilagem dos tubos do PAG com oespelho;

Verificar presena de corroso ou trincas nas juntas deexpanso. Realizar teste de molhamento commangueira para facilitar. Critrio: reparar se houvervazamento

Verificar quantidade de sujeira nos tubos aletados doPAV. Solicitar limpeza.

DUTO DE GASES, PAG E PAV

Inspeo de Caldeiras


111/116

Verificar corroso/oxidao;

Verificar eroso nos furos de sopragem de vapor;

Verificar empenamento. Critrio: substituir a lana se

o empenamento dificultar amontagem/desmontagem ou a rotao doramonador

Aps montagem, verificar se os furos estoposicionados fora da direo dos tubos na condioparado.

SOPRADORES DE FULIGEM

Inspeo de Caldeiras


112/116

Verificar corroso/oxidao;

Verificao presena de rachaduras e avariasmecnicas no refratrio;

Medir espessuraCritrio de aprovao: >tmin

CHAMIN

Inspeo de Caldeiras


113/116

Teste de Fumaa

Pressurizao da fornalha e dutos com ventilador; Uso de bombas de fumaa;

Deteco de furos e regies no estanques;

Realizado logo aps parada da caldeira

Teste Hidrosttico Exigido pela NR-13 quando houver reparo com solda ou

mandrilagem.

Dividido em duas partes:

Integridade: realizado a 1,5.PMTA por 30 min. No pode

haver vazamentos em soldas, mas em flanges emandrilagens sim desde que mantendo a presso.

Estanqueidade: realizado na PMTA, no pode havervazamentos, porm no BV possvel aprovar, poispodem desaparecer em operao.

TESTES

Inspeo de Caldeiras


114/116

Teste de PSVs As PSVs devem ser retiradas, limpas, reparadas e

calibradas em bancadas;

Aps o incio de operao, a calibrao deve sernovamente verificada em at um ano.

Pode ser realizada calinbrao on-line com dispositivoespecifico.

TESTES

Inspeo de Caldeiras Registro da Inspeo:


115/116

Registro da Inspeo:

Todos os resultados da inspeo de uma caldeira devemser registrados em um relatrio de inspeo que ser

arquivado no pronturio; O relatrio deve conter no mnimo, segundo a NR-13:

Dados constantes na placa da caldeira;

Categoria da caldeira

Tipo de caldeira;

Tipo de inspeo executada; Data de incio e trmino da inspeo;

Descrio da inspeo e testes executados;

Resultado das inspees e providncias;

Relao de itens da NR-13 no atendidas;

Concluses; Recomendaes e providncias necessrias;

Data prevista para nova inspeo;

Nome legvel, assinatura e n. do registro no conselho doPH e dos tcnicos que participaram da inspeo.

Inspeo de Caldeiras


116/116

Registro da Inspeo:

Todas as ocorrncias importantes capazes de influir nas

condies de segurana da caldeira devem ser registradasno Registro de Segurana;

As inspees peridicas e extraordinrias tambm devemser registradas no Registro de Segurana;

Todos os registros devem ser assinados pelo PH e pelo

operador da caldeira; O Registro de Segurana deve ser constitudo de livro

prprio, com pginas numeradas.

Aps a finalizao do relatrio, deve ser enviada umacpia para o sindicato.

aula - caldeiras - cetril - 2010

Documents