luis filipe pereira de tubagens industriais de alto risco ... · 1.2 Áreas de conhecimento com...

Universidade de Aveiro 2007

Departamento de Engenharia Mecnica

Luis Filipe Pereira de Almeida

Tubagens Industriais de Alto Risco: Materiais Fiabilidade e Inspeco RBI

Filipe Almeida Pgina 1

Universidade de

Aveiro 2007

Departamento de Engenharia Mecnica

Luis Filipe Pereira de Almeida

Tubagens Industriais de Alto Risco: Materiais Fiabilidade e Inspeco RBI

Dissertao apresentada Universidade de Aveiro paracumprimento dos requisitos necessrios obteno do grau deMestre em (designao do mestrado), realizada sob a orientao cientfica do Dr. Francisco Jos Queirs de Melo,Professor Associado do Departamento de Engenharia Mecnicada Universidade de Aveiro


Jri de Mestrado: Presidente: Prof. Dr. Jos Joaquim de Almeida Grcio

Professor Catedrtico, Departamento de Engenharia Mecnica, Universidade de Aveiro

Vogais: Prof. Dr. Lus Antnio Andrade Ferreira Professor Associado com Agregao, Departamento de Engenharia Mecnica e Gesto Industrial, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (arguente)

Prof. Dr. Robertt ngelo Fontes Valente

Professor Auxiliar, Departamento de Engenharia Mecnica, Universidade de Aveiro (arguente) Prof. Dr. Francisco Jos Malheiro Queirs de Melo Professor Associado, Departamento de Engenharia Mecnica, Universidade de Aveiro (orientador)


Agradecimentos Este trabalho, apesar de representar maioritariamente o esforo

do autor, dependeu de sugestes e palavras de apoio de pessoase entidades:

Ao prof Andrade Ferreira que forneceu as primeirasreferncias quando o autor ainda completava o tema de Projecto na licencia;

Ao Prof Jos Grcio, orientador na disciplina deprojecto, que possibilitou ao autor o inicio noentusiasmo na rea de manuteno;

Ao Prof Antnio de Sousa, tambm pela orientao etoda a disponibilidade durante a disciplina de projecto,

Ao Eng Manuel Rodrigues, por todo o apoio e orientao de um homem com muita experincia na rea de manuteno;

Ao Prof Queirs de Melo pela sua disponibilidade interesse e colaborao no decorrer do trabalho.

For fim no pode o autor deixar aqui neste modesto espao ocarinho e apreo que tem pelos seus Pais, Avs e sua esposaJoana Pinho.


Resumo

Este trabalho, pretende reflectir a actividade do autor no perodo ps licenciatura, em que prosseguiu a sua actividade profissional na certificao e manuteno de parques industriais. Esta actividade de indiscutvel importncia pelo factor de garantir a operacionalidade de equipamentos, e pela minimizao do risco de avaria, para que o intervalo entre paragens indesejadas seja o maior possvel. Esta rea deengenharia, representa um constante desafio, a optimizao e actualizao das tcnicas e estratgias usadas nos programas demanuteno e inspeco. A particularizar este facto, refere-se o uso do critrio RBI, como base de anlise e classificaoestabelecendo nveis de risco que juntamente com aprobabilidade de falha dos equipamentos, estabelecer nveisde fiabilidade. O autor pde, consequentemente desenvolver trabalho nesta rea com os mtodos acima referidos.


Objectivo Neste trabalho pretende-se descrever o pensamento e conduta

tcnica ao efectuar uma manuteno eficaz e credvel numa instalao industrial. Estes fundamentos enquadram-se num plano de inspeco de carcter eminentemente prtico possibilitando ao executante a clarificao por nveis de fiabilidade os equipamentos aplicando o RBI.

Palavras-chave

Fiabilidade, Tubagens, Inspeco, RBI, Inconel, Risco, Probabilidade de Falha.


NDICE 1 Introduo

1.1 Consideraes Gerais 1.2 reas de Conhecimento com Interaco no Projecto de estruturas de Tubagem 1.3 Referncias

2 Fiabilidade de Instalaes Industriais

2.1 O Conceito de Fiabilidade 2.2 O Conceito de Falha como oposto Fiabilidade de Sistemas 2.3 Objectivo dos Modelos de Fiabilidade 2.4 As Incertezas do Processo de Anlise de Fiabilidade 2.5 O problema Fundamental 2.6 Nveis de Fiabilidade 2.7 Sntese do Capitulo 2.8 Referncias

3 Conceitos da Mecnica de Fractura de Caracterizao da Falha Mecnica de Componentes Industriais

3.1 O Factor de Intensidade de Tenso. Modos de Propagao de Fendas 3.2 Materiais Dcteis. Estimativa do factor de Intensidade de Tenso. Conceito de Raio Plstico 3.3 Fendas Superficiais: estimativa do factor Intensidade de tenso 3.4 Referncias

4 RBI (Risk Based Inspection)

4.1 Introduo 4.2 O Conceito do Factor de Risco 4.3 A Norma RBI 4.4 Planear uma Inspeco RBI 4.5 Recolha de dados e Informao para Avaliao RBI 4.6 Referncias

5 Identificao dos Mecanismos de Deteriorao e Modos de Falha no mbito do RBI

5.1 Falha e Modos de Falha para o RBI 5.2 Mecanismos de Deteriorao 5.3 Avaliao da probabilidade de Falha 5.4 Avaliao das Consequncias de Falha 5.5 Determinao do Risco, Avaliao e Gesto 5.6 Gesto do Risco


6 Frequncia das Inspeces de Tubagens

6.1 Introduo 6.2 Pratica de Inspeco de Tubagens 6.3 Procedimento Geral de Inspeco 6.4 Trabalho Pr-Inspeco de Tubagens

7 Anlise do Modelo Fluido-Tubagem Assumido

7.1 Classificao de Tubagens Mediante o Perigo (API 570) 7.2 Classificao da Tubagem PSSR 7.3 Classificao do Fluido (Cdigo 704 N.F.P.A) 7.4 Tubagens Mais Usadas no Transporte de Fosgnio

8 Clculo dos Nveis de Fiabilidade de Instalaes Usando o RBI

8.1 Checklist de Inspeco Externa 8.2 Resultados Obtidos/aces Correctivas 8.3 Anlise da Probabilidade de Falha 8.4 Factores de Probabilidade de Falha 8.5 Clculo da Probabilidade de Falha 8.6 Clculo do Nvel de Fiabilidade RBI 8.7 Apresentao de Resultados

9 Concluses e Futuro Desenvolvimento

9.1 Porqu usar o RBI 9.2 Principais Vantagens da Aplicao RBI 9.3 RBI em Sntese 9.4 Aplicabilidade do Mtodo


1 Introduo

Estado da Arte sobre o Projecto e Manuteno de Sistemas de

Tubagens

1.1 Consideraes Gerais

Uma tubagem essencialmente uma estrutura de transporte de fluidos. Deve ter capacidade de

resistir a sistemas de foras bastante complexas, tais como:

O peso prprio e o peso do fluido circulante;

Presso interna (se existir);

Efeitos localizados nos suportes e ligaes a outros equipamentos;

Os efeitos de expanso trmica. A intensidade dos esforos assim gerados pode por em

causa a integridade e segurana de toda a estrutura, de modo que as maiores precaues no

mbito da engenharia de projecto destes sistemas incide precisamente na detalhada

caracterizao das foras geradas na tubagem por efeito da referida expanso trmica.

As solicitaes aerodinmicas. De referir que, em situaes excepcionais podem induzir-

se foras, devidas a esta causa. objectivo dos cdigos de dimensionamento, embora

incida fora do mbito deste trabalho. Contudo refere-se aqui a importncia da incluso no

projecto.


Efeitos espordicos devido a solicitaes ssmicas. O tratamento destes efeitos mecnicos

a nvel de projecto incide, essencialmente na atribuio de um factor dinmico equivalente

a avaliar as foras dinmicas.

Interaco solo-estrutura (no caso de tubagens enterradas). O tratamento destas

estruturas bem mais complexo que os casos anteriores. De facto, o solo exerce foras

radiais (devidas massa e transmisso de eventuais cargas de superfcie) e foras

tangenciais, devidas ao atrito. Este sistema de foras bastante difcil de modelar, assim

como o comportamento mecnico de um corpo granular (o solo), que bastante

heterogneo. Estas dificuldades referem-se no s s foras estticas mas tambm s

dinmicas; nomeadamente as provenientes de actividades ssmicas. Um modelo

simplificado permitindo conhecer a fora radial sobre uma tubagem enterrada ser

analisado mais adiante neste trabalho.

Para alm destes factores mecnicos, existem outros relacionados com a sensibilidade do material

a aces qumicas. Estes factores so de extrema importncia na integridade da tubagem, que

combinados com solicitaes mecnicas podem comprometer a segurana e o bom desempenho

das tubagens. O efeito de corroso em juntas soldadas, bem como em todo o equipamento,

acelerado quando um campo de tenses actuar em simultneo; de facto, a nvel microestrutural, o

campo de tenses pode promover a rotura de ligaes intergranulares na liga metlica, permitindo

a passagem de fluidos quimicamente agressivos que aceleram a formao e percipitao de

compostos qumicos com resistncia mecnica bem inferior do material na fase inicial,

debilitando as propriedades mecnicas previstas e acelerando fenmenos de propagao de

fendas. A fim de prevenir estes efeitos nefastos para a integridade dos componentes no complexo

industrial, so usados meios de deteco durante os procedimentos de inspeco permitem obter

uma informao quanto ao estado dos componentes examinados. Mais adiante no captulo 5, ser

referido detalhadamente atravs dos mtodos de inspeco e deteco, as causas provveis da

gerao de defeitos em tubagens.

Os problemas anteriormente mencionados, constituem naturalmente uma pequena parte do

conjunto de variveis a considerar na formao bem sucedida de um projecto, de um complexo de

tubagens (ou mesmo num troo do sistema com papel especfico no complexo de processo


qumico ou termodinmico). O bom desempenho destes projectos est assente numa constante

investigao nas mais variadas reas de modelao numrica e experimental na concepo e

validao estrutural. De facto o assunto to vasto e tem tantas ligaes a campos aparentemente

sem afinidade com este, que -se obrigado aqui a restringir os assuntos queles que tm

envolvimento mais bvio nesta rea de engenharia de projecto e de manuteno. A complexidade

do traado geral, como mostra o exemplo na fig. 1, deixa o alerta aos projectistas do muito

trabalho que os espera na elaborao bem sucedida do projecto.

Fig. 1.1 - Exemplo de um complexo de tubagens numa industria qumica (MOSAIC Industries; figura obtida de

http://www.pipepak.com/news_pub/cust_app/mosaic/default.asp)


http://www.pipepak.com/news_pub/cust_app/mosaic/default.asp

O bom desempenho de um sistema de tubagens est essencialmente associado garantia de um

transporte (escoamento presso prevista no projecto) de fluidos com o rendimento previsto e

sem problemas dentro de um perodo de tempo sem interveno de manuteno no prevista.

Aquele desempenho depende, logo no incio do arranque do processo de funcionamento, de um

adequado desenho ou traado.

Na questo anterior das solicitaes geradas, durante o funcionamento em condies

previstas no projecto, refere-se que, se o desenho de uma tubagem adequado (sob o ponto de

vista de solicitaes mecnicas), significa que as suas foras e reaces geradas durante o

funcionamento, no provocam tenses e deformaes susceptveis de distorcer permanentemente,

determinados elementos da tubagem. Para garantir um adequado desenho, necessrio dotar a

tubagem de um conjunto de suportes com capacidade para absorver esforos e permitir

deslocamentos em direces convenientes, como ser discutido com mais pormenor mais adiante

neste trabalho.

Pode-se desta forma assegurar a sua estabilidade geomtrica e controlo da interaco,

relativamente a outros elementos do complexo industrial, como o caso de reservatrios, bombas

e reactores.


1.2 reas de Conhecimento com Interaco no Projecto de Estruturas de Tubagens

1.2.1 Cdigos de Dimensionamento e Normalizao de Projecto Na fase de projecto de uma estrutura de tubagens, podemos resumir a interaco de reas

essenciais ao apoio do projecto no diagrama a seguir apresentado (fig. 1.2):

Estrutura da tubagem (Fase de projecto) Simulao

numrica (elementos

finitos)

Mtodos experimentais

(verificao)

Programas de desenho e clculo

estrutural (ex: CAEPipe)

Cdigos de dimensionamento

Fig. 1.2 Diagrama de interaco de reas de investigao aplicada ao projecto de tubagens

Ao lanar o projecto de uma tubagem, as entidades responsveis consideram

primeiramente que tipo de fluido ser transportado. As suas caractersticas de inflamabilidade e

toxicidade, tm importante implicao no traado inicial no que respeita a zonas habitadas, cursos

de gua e reas florestais. Face a estes factores, pode o traado no ter a configurao mais

econmica, mas ter seguramente um melhor enquadramento em directivas referentes segurana

de pessoas e impacto ambiental. Desta forma poder-se- partir para um desenho da linha central

da tubagem, com melhor definio, representvel num diagrama tridimensional.


Surge ento o isomtrico de definio inicial. A partir desta etapa, uma estratgia de

escolha e definio do tipo de suportes, a seleccionar e localizar para a tubagem, pode ser

efectuada a partir de cdigos de dimensionamento, que actualmente so desenvolvidos e

constantemente actualizados por comisses tcnicas (ligadas ao sector fabril e investigao

universitria). Naturalmente espera-se um maior contributo dos pases mais industrializados,

como o caso dos Estados Unidos da Amrica, com o ASME (American Standards for

Mechanical Engineerin) e o API (American Petroleum Institute).

Estas especificaes, so amplamente usadas em construo de instalaes industriais, em

praticamente todo o mundo. Na Europa Comunitria, aplicam-se actualmente o EUROCODE e as

normas do BSI (British Standards Institution), com mbito semelhante ao cdigo ASME.

Dada a sua enorme importncia e extenso de reas de dimensionamento tratadas, este cdigo

seguido em muitos pases europeus, em particular Portugal.

a) O Cdigo ASME

A verso relativamente recente do Cdigo ASME contm as seguintes seces que abordam

reas especficas de engenharia de reservatrios de presso:

Seco I Caldeiras e Geradores de Vapor para Produo de Energia (power

boilers);

Seco II Especificaes de Materiais (partes A e B);

Seco III Produo de Energia Nuclear (divises I e II);

Seco IV Caldeiras e Geradoras de Vapor para Aquecimento;

Seco V Testes No Destrutivos;

Seco VI Manuteno de Sistemas Geradores de Vapor para Aquecimento;


Seco VII - Manuteno de Sistemas Geradores de Vapor para Produo de

Energia;

Seco VIII Clculo de Reservatrios de Presso (divises I e II);

Seco IX Especificaes de Soldadura (tambm envolvendo a Seco II parte C);

Seco X Projecto de Reservatrios de Presso em Plstico Reforado por

Fibras.

b) As normas de BSI, British Standards Institution So especificaes emitidas pela Instituio Britnica de Normalizao (BSI) destinada

industria metalomecnica geral. Contm numerosas especificaes referentes ao projecto e teste

estrutural de componentes mecnicos. A sua consulta est actualmente assegurada atravs das

potencialidades da Internet, sendo necessrio que se seja subscritor do servio.

c) O Eurocdigo (EUROCODE) Trata-se de um extenso conjunto de normas e especificaes de aplicao generalizada em

estruturas em vigor na Comunidade Europeia. No contemplando objectivamente divises sobre

construo de instalaes industriais (tubagens, reservatrios de presso, reservatrios de

armazenagem), inclui importantes recomendaes sobre o clculo tendo em conta o tipo de juntas

a ligar diferentes elementos estruturais (por exemplo, ligaes aparafusadas e ligaes soldadas),

bem como a avaliao da integridade estrutural em presena de foras ssmicas em que se regista

importante efeito da interaco fluido-estrutura (1998)


A contribuio das normas e especificaes em vigor, so um elemento essencial para assegurar o

funcionamento, correcto e fivel de uma instalao industrial.

Estes procedimentos ajudam na preveno e minimizao de erros de projecto, uma vez

que contm especificaes construtivas.

Os cdigos e normas de desenho e clculo, esto fundamentados numa apurada

investigao, usando modelao numrica e verificao experimental.

Pode-se adiantar, que praticamente a totalidade das especificaes dos cdigos de

dimensionamento, esto baseadas em resultados obtidos por modelao numrica, de elementos

estruturais e respectivo sistema de foras, integrados em instalaes industriais.

A modelao numrica tem melhorado, com a contribuio do constante desenvolvimento

na rea do mtodo de elementos finitos, bem como outras solues especificamente

desenvolvidas, para estruturas tipo casca (reservatrios pressurizados ou no e tubos sujeitos a

sistema de foras generalizadas).

Desde longa data, que os investigadores se tm preocupado com a determinao do estado

de tenso, em acessrios para instalaes industriais, a fim de o relacionar com fenmenos de

propagao de defeitos e interaco com ambientes quimicamente agressivos.

Existe uma grande quantidade de informao sobre esta rea de conhecimento aplicado a

instalaes industriais, correndo o autor deste trabalho o risco de omitir algumas de considervel

importncia histrica. Contudo um esforo maior ser concentrado na citao das referncias mais

recentes.


1.2.2 Cdigos de Elementos Finitos no Clculo de Instalaes Industriais

Dada a indiscutvel importncia do projecto de instalaes industriais, quer na aco sobre

a economia dos pases onde laborem, quer no impacto causado nas comunidades (segurana e

minimizao de consequncias adversas ao ambiente), os processos de simulao numrica do

funcionamento de tais projectos tem elevada importncia por representar um meio econmico de

previso do desempenho do complexo industrial em laborao. Para se obter uma informao

credvel sobre este propsito, necessrio que as modelaes numricas levadas a cabo

contemplem entre outros parmetros, todas as causas susceptveis de afectar o funcionamento da

instalao. Refira-se por exemplo, as aces mecnicas e trmicas j mencionadas anteriormente).

Existe uma grande escolha de mdulos comerciais que o projectista pode adquirir a fim de

encurtar o tempo destinado ao desenvolvimento de vrias etapas de projecto. Actualmente

qualquer mdulo comercial de elementos finitos pode servir para modelar o comportamento de

um sistema de tubagens; contudo, alguns permitem com grande comodidade aceder a uma

biblioteca de acessrios prontos a incluir no projecto sem necessidade de os desenhar e examinar

previamente quanto ao seu comportamento estrutural em separado; como bom exemplo para esta

tarefa de referir os sistemas de suportes, mangas de expanso (tipo fole metlico) e acessrios

curvos.

Vamos citar apenas alguns dos mdulos comerciais mais conhecidos pela constante actualizao e

especializao permitida na realizao de projectos na rea aqui discutida:


CAEPIPE - Aparece em 1983 como o primeiro programa de anlise de tenses em

tubagens industriais sob esforos generalizados, seguindo as normas do ASME, BSI, API

e NEMA. (SST Systems, Inc., 1641, N. First Street, Suite 275, San Jose, CA 95112-4817,

USA, http://www.sstusa.com/caepipe.htm) (pronunciado key-pipe).

PIPESTRESS - Mdulo comercial, de grande difuso entre projectistas de instalaes

industriais, principalmente na Europa. (81, Avenue Louis-Casai 1216 Geneva,

Switzerland , http://www.dst.ch/pipestress.htm).

ALGOR - Completo mdulo de elementos finitos, que permite tambm ao utilizador

efectuar anlises de estrutura de sistemas de tubagens, nomeadamente investigar o

complexo estado de tenso em elementos curvos, acessrios que no permitem conhecer o

estado de tenso a partir de expresses simples usuais em anlise elementar de estruturas.

(ALGOR, Inc., 150 Beta Drive, Pittsburgh, PA 15238-2932 USA,

http://www.algor.com/default.aspx).

A ttulo de exemplo, a figura 1.3 mostra um exemplo de anlise de deformaes num tubo curvo

com terminaes tangentes por modelao numrica com o ALGOR. Estes elementos,

apresentando uma considervel flexibilidade, so bastante vulnerveis a esforos de flexo,

podendo por repetio cclica, apresentar fendas de crescimento acelerado por aco qumica

(corroso sob tenso). Estudos contnuos so efectuados nestes acessrios, a fim de caracterizar o

estado de tenso e o seu reflexo em zonas particularmente solicitadas a fim de prever a formao e

crescimento de defeitos. Esta anlise efectuada experimentalmente num tubo curvo sob flexo

no plano de curvatura, usando rosetas de extensmetros com fio calibrado. (Trabalho efectuado

na Unidade de Anlise Experimental de Tenses do INEGI, Instituto de Engenharia Mecnica e

Gesto Industrial, R. Dr Roberto Frias, 4099-465 Porto).


http://www.sstusa.com/caepipe.htmhttp://www.dst.ch/pipestress.htmhttp://www.algor.com/default.aspx

Fig. 1.3 - Anlise de deformaes num Acessrio Curvo por Modelao Numrica e Verificao Experimental por

extensmetros

Como foi referido, h actualmente programas de clculo estrutural de sistemas de tubagens e

instalaes industriais permitindo com grande comodidade a modelao especfica de alguns

acessrios da instalao, como o caso de suportes com caractersticas especiais e elementos

curvos, sujeitos a esforos generalizados. Para permitir estas facilidades, muito tem contribudo a

investigao efectuada no comportamento dos referidos acessrios, levada a cabo quer por

modelao numrica, quer por testes experimentais reproduzindo tanto quanto possvel as mesmas

condies que so esperadas em servio. Por exemplo, Othsubo H e Watanabe O, (1978),

formularam um elemento de tubo curvo submetido a um sistema de foras generalizado, podendo

tal elemento apresentar deformaes em regime linear ou no linear. O uso destes elementos

permite grande economia no nmero global dos graus de liberdade e na simplificao do desenho

das malhas de elementos finitos. Bathe e Almeida (1983) formularam tambm elementos

semelhantes destinados a esforos de flexo generalizados, mas com a contribuio da presso

interna, situao que tem grande influncia na flexibilidade destes acessrios (ficam mais rgidos

quando esto sob presso interna). Os resultados obtidos por estes investigadores permitiram

melhorar muito a formulao de elementos disponveis nos cdigos comerciais disponveis, ou

ento pelo menos, indicar as limitaes inerentes sua utilizao quando os resultados no fossem

garantidos.


1.3 Referncias

ASME, The American Society for Mechanical Engineers, On-Line editions; Section VIII,

Boilers, Pressure Vessels Code, http://engineers.ihs.com/collections/asme/asme-standards.html?MID=W094&s_kwcid=asme|383956942

BSI, British Standards Institution, on-line editions,

http://www.techstreet.com/info/bsi.html (de Thomson on-line); http://global.ihs.com/standards.cfm?currency_code=USD&customer_id=21254A3A5F0A&shopping_cart_id=282538332949404C

4A5A4D582E0A&rid=Z56A&mid=W084&country_code=US&lang_code=ENGL (de HIS on-line)

EUROCODE 8 - European Committee for Standardization,: Design provisions for earthquake

resistance of structures Part 4: Silos, tanks and pipelines, 1998

Othsubo H e Watanabe O., "Stress Analysis of Pipe Bends by Ring Elements", Trasn. ASME,

Journal of Applied Mechanics, 1978, Vol. 100, pp.112-121

Bathe, K.J., Almeida, C.A., Ho, L.W.. "A Simple and Effective Pipe Elbow Element - some Non-

Linear Capabilities", Computers & Structures 17 659 - 667, 1983

Software de projecto e clculo:

CAEPIPE - SST Systems, Inc., 1641, N. First Street, Suite 275, San Jose, CA 95112-4817,

USA, http://www.sstusa.com/caepipe.htm

PIPESTRESS - 81, Avenue Louis-Casai 1216 Geneva, Switzerland,

http://www.dst.ch/pipestress.htm

ALGOR - Inc., 150 Beta Drive, Pittsburgh, PA 15238-2932 USA,

http://www.algor.com/default.aspx


http://engineers.ihs.com/collections/asme/asme-standards.html?MID=W094&s_kwcid=asme|383956942http://www.techstreet.com/info/bsi.htmlhttp://global.ihs.com/standards.cfm?currency_code=USD&customer_id=21254A3A5F0A&shopping_cart_id=282538332949404C4A5A4D582E0A&rid=Z56A&mid=W084&country_code=US&lang_code=ENGLhttp://global.ihs.com/standards.cfm?currency_code=USD&customer_id=21254A3A5F0A&shopping_cart_id=282538332949404C4A5A4D582E0A&rid=Z56A&mid=W084&country_code=US&lang_code=ENGLhttp://www.sstusa.com/caepipe.htmhttp://www.dst.ch/pipestress.htmhttp://www.algor.com/default.aspx

2 Fiabilidade de Instalaes Industriais:

Manuteno e Previso de Risco em Estruturas de Tubagens

2.1 O Conceito de Fiabilidade

Entende-se por fiabilidade no sentido mais lacto, como sendo uma caracterstica de um sistema

organizado ou projecto, que oferece ao utilizador uma sensao de confiana. a qualidade de

algo em que se verifica o cumprimento dos objectivos.

a qualidade de algo que tem extrema confiana.

Se algo ou algum transmite segurana e confiana, ento temos a fiabilidade. A probabilidade de

que um equipamento ou componente de um sistema, funcionar dentro dos parmetros de

qualidade definidos, durante um determinado perodo de tempo, sob as condies de

funcionamento preestabelecidas. O funcionamento de um equipamento satisfatrio se cumprir

os requisitos fixados.

A Engenharia de fiabilidade um campo especfico no estudo de sistemas e seu funcionamento

De uma forma simples pode adiantar-se que um equipamento fivel, se este cumprir os

requisitos exigidos pela boa pratica da fiabilidade.

2.2 O Conceito de Falha como oposto Fiabilidade de Sistemas

Um equipamento fivel apresenta boa e eficaz resistncia a uma aco ou

solicitao, que tenha sobre ele um efeito adverso.

A fiabilidade melhorada e garantida atravs de correctos planos de

manuseamento, inspeco e manuteno.


Usar de uma forma adequada e correcta os equipamentos, inspeccion-los com rigor e preciso e

intervir com atempada manuteno, de forma a antecipar a falha, so excelentes medidas para

garantir fiabilidade. A manuteno deve ser aplicada, com conhecimento da vida mdia do

equipamento, para no cair em manuteno excessiva e desajustada. A falha definida como um

fenmeno que prejudica ou impede o normal funcionamento do equipamento. Este fenmeno ter

maior probabilidade de ocorrer, se os requisitos de fiabilidade de um equipamento no forem

cumpridos, e/ou se a manuteno e manuseamento no forem os correctos.

Este tema da fiabilidade, vai ser desenvolvido mais adiante em detalhe.

2.2.1 Generalidades

Um equipamento fivel apresenta uma relativa neutralidade e insensibilidade a causas

externas susceptveis de criar condies para que ele se degrade ou perca eficcia na funo

esperada. Havendo aces mecnicas, podemos reconhecer o equipamento como fivel se ele

continuar a desempenhar as funes para que foi projectado de modo estvel, resistindo s aces

mecnicas susceptveis de o danificar ou avariar.

A falha definida como o fenmeno do no cumprimento dos requisitos de fiabilidade do

equipamento; o sistema deixa de funcionar dentro dos parmetros de um sistema desempenhando

com eficcia os objectivos para que foi concebido. Um sistema fivel no tem falhas com

frequncia (uma vez que reconhecido que a ausncia absoluta de falhas no possvel). A

fiabilidade do equipamento melhorada (ou pelo menos mantida em elevados padres) ou

garantida atravs de correctos planos de manuseamento, inspeco e manuteno. Usar de uma

forma adequada e correcta os equipamentos, inspeccion-los com rigor e preciso e intervir com

atempada manuteno, de forma a antecipar a falha, so medidas imprescindveis para garantir a

fiabilidade do equipamento.

Como foi referido, h causas presentes num equipamento em servio que actuam de modo

mais ou menos rpido no sentido de criar condies para que o equipamento deixe de funcionar

correctamente ou mesmo parar de operar. Estes acontecimentos apontam quase sempre para

cenrios a evitar pois quando so de pequenas consequncias, constituem sempre um prejuzo

financeiro para a empresa onde operem; por outro lado, h casos em que as consequncias j

podem ter reflexos bastante graves quando comunidades ou agregados populacionais so

afectados na sua sade ou conforto. Esta possibilidade determina que inspeces peridicas sejam

includas num programa de manuteno do sistema; no entanto, dado que uma aco de inspeco


significa um elevado esforo oramental para a empresa detentora do equipamento a inspeccionar,

as inspeces devem ser decididas segundo uma estratgia de probabilidade de acontecimento

(que se pode associar a um risco) de falha. Naturalmente as aces de inspeco devem incidir

com maior frequncia nos equipamentos operando nas condies mais severas e durante mais

tempo. H pois um conjunto de factores que determinam a extenso de uma inspeco e os itens a

examinar num complexo industrial. A manuteno deve pois ser decidida e levada a cabo tendo

um bom conhecimento da vida mdia dos equipamentos, de modo a evitar-se manuteno

excessiva e desajustada.

2.2.2 Caracterizao Probabilstica das Avarias em Equipamentos Industriais

Foi referido que os componentes de uma instalao industrial ou equipamento esto

sujeitos a causas susceptveis de criar condies de funcionamento deficiente dentro de um certo

lapso de tempo. As causas potenciando as condies para que o equipamento ou componente

tenha um desempenho decrescente, conducente a probabilidade de avaria, podem ocorrer de modo

permanente ou ocasional. No primeiro caso, bastante mais fcil ao projectista determinar as

condies em que o componente deve ser concebido de modo a resistir s causas adversas

actuando de modo mais ou menos permanente; j o caso de causas espordicas ou ocasionais,

deve ser tratado considerando uma probabilidade de ocorrncia de tais causas.

Deste modo, a avaria de um equipamento pode ser caracterizada pelas seguintes

condies:

Uma probabilidade de ocorrncia da causa determinando as condies de avaria;

Uma probabilidade do componente, agora em presena das causas determinando

condies para avaria, resistir durante determinado intervalo de tempo antes que se realize

uma interveno de manuteno.


Estes dois pontos, numa perspectiva simplista de explicao dos objectivos da manuteno

industrial constituem naturalmente um importante procedimento enquadrado nas regras de

manuteno de equipamentos e instalaes industriais. Tais pontos so objectivo dos programas

de manuteno actualmente seguidos por equipas de gesto de instalaes industriais em

praticamente todos os pases economicamente desenvolvidos. Neste trabalho dar-se- nfase a um

eficiente e credvel programa de manuteno aplicado a instalaes industriais, o Risk based

Inspection conhecido pela sigla RBI, actualmente adoptado nos Estados Unidos da Amrica.

Fazendo cada vez mais parte de planos de manuteno em equipamentos industriais na Europa

Comunitria e particularmente em Portugal. Neste trabalho o RBI usado na elaborao de

procedimentos de inspeco e manuteno em instalaes industriais efectuadas pelo autor.

2.3 Objectivo dos Modelos de Fiabilidade

pois compreensvel que o objectivo da teoria de fiabilidade estrutural, seja tratar as

incertezas que envolvem o projecto de estruturas, de forma a garantir um valor aceitvel da sua

probabilidade de falha. Desta forma permite evitar surpresas no desempenho e comportamento de

equipamentos, prevendo falhas e evitando sucessivas reparaes. O sistema de fiabilidade, estuda

as possveis falhas e avarias dos equipamentos, de forma a maximizar o seu tempo de vida, e

compreender todo o seu funcionamento. Um correcto plano de manuseamento, inspeco e

manuteno, a base para garantir que a fiabilidade se mantenha em nveis de desempenho

elevado.

Dada a natureza aleatria das variveis envolvidas no processo de dimensionamento estrutural

(solicitao, resistncia dos materiais, etc.), no possvel garantir que uma estrutura seja

absolutamente segura.

Os investigadores sobre este tema, tem procurado desenvolver modelos capazes de efectuar a

previso, e uma metodologia de risco sobre decises respeitantes, estratgia de manuteno de

instalaes industriais tendo em conta a sua fiabilidade. Em Portugal, Andrade Ferreira (1996,

1998, 1999) tem apresentado contribuies sobre este importante tema.

Ser sempre necessrio aceitar algum risco, embora este esteja dentro de nveis aceitveis.


Este tema de fiabilidade e risco ser desenvolvido em detalhe mais adiante no capitulo 4, sobre o

uso do critrio RBI.

2.4 As Incertezas do Processo de Anlise de Fiabilidade

As incertezas que aparecem no processo de anlise de fiabilidade podem ser de trs

tipos diferentes: incertezas fsicas, estatsticas e de modelo. As incertezas fsicas, esto

relacionadas com o carcter aleatrio das grandezas fsicas, como a quantificao das aces, as

caractersticas dos materiais, as dimenses das peas, etc.

Estas grandezas podem ser expressas atravs de processos estocsticos, e os seus valores s

podem ser obtidos atravs da anlise de informao recolhida.

No entanto, na maioria dos casos, a quantidade de informao que possvel

obter no suficiente para uma boa definio dos modelos estatsticos, o que d origem ao

segundo tipo de incertezas, as incertezas estatsticas. Por ltimo, as incertezas de modelo esto

relacionadas com a necessidade de criar modelos matemticos para simular a realidade, modelos

estes que esto inevitavelmente sujeitos a diversos tipos de simplificaes.

2.5 O Problema Fundamental

A anlise da fiabilidade de um sistema estrutural um problema complexo, envolvendo um

grande nmero de variveis. Essencialmente estas variveis dividem-se em dois grupos, aquelas

que definem a aco e aquelas que definem a capacidade resistente da estrutura ou equipamento.

A aco definida, como a solicitao aplicada ao equipamento e o seu efeito associado.

A capacidade resistente do equipamento, representa-se e associa-se ao fenmeno de manter boas

capacidades operatrias e estruturais, mesmo aquando solicitado durante o seu servio, definidas

na anlise de fiabilidade e projecto.

A comparao entre a aco e a capacidade resistente, no deve ser levada a cabo directamente. O

razovel e lgico da anlise de fiabilidade, a definio de outra varivel que conjuga o efeito das

duas anteriores. Esta varivel denominada, Efeito da Aco, traduz o impacto da solicitao tendo

em ateno a capacidade do equipamento de manter boas capacidades operatrias e estruturais.

Este efeito da aco, tem reflexo na probabilidade de falha e consequentemente na fiabilidade de

um equipamento. Desenvolveremos estes conceitos no captulo 4-RBI.


2.6 Nveis de Fiabilidade

Os nveis de fiabilidade no estudo estratgico aqui apresentado, sero definidos segundo os

conceitos do mtodo RBI (Capitulo 4), o qual estabelecer 5 nveis de fiabilidade distintos.

Esta classificao, tem como fonte de informao a avaliao da Probabilidade de Falha, do

anterior referido, mtodo RBI, assunto a detalhar na descrio do mtodo RBI, no sub item

reservado ao conceito de probabilidade de falha.

2.7 Sntese do captulo Foram estabelecidas as linhas gerais de aplicao de um plano de caracterizao de fiabilidade no

regime de operao e funcionamento de instalaes industriais e equipamentos. Para sistematizar

e organizar o grau de fiabilidade, este ter 5 nveis distintos, baseados no mtodo RBI consistindo

este num plano estratgico de tomadas de deciso integradas em aces de manuteno de

equipamentos ou instalaes. A no observncia das aces no sentido de cumprir o programa de

manuteno pode levar a riscos relacionados com o funcionamento da instalao ou complexo.

Estes riscos reflectem-se inevitavelmente em consequncias em pessoas, no ambiente e na quebra

de produo, de parques industriais.

Cabe ao RBI a estimativa desse risco, levando o seu utilizador obteno de uma fundamentao

para as decises em assumi-las ou no.

A aplicao deste critrio assegurar a maior fiabilidade de funcionamento.

2.8 Referncias (1996) Ferreira, L.A, Proportional Hazarts Method in Maintenance EuroMaintenance`96;

(1998) Ferreira, L.A, Uma Introduo Manuteno Publindustria;

(1999) Ferreira, L.A, Aplicao da Informtica Manuteno 14 Congresso brasileiro de

manuteno;


3 Conceitos de Mecnica da Fractura na

caracterizao da falha mecnica de componentes

industriais

3.1 O Factor de Intensidade de Tenso. Modos de propagao de fendas

Qualquer componente estrutural tem uma constituio material que no absolutamente

homognea nem isotrpica. No caso particular das ligas ferrocarbnicas, largamente aplicadas no

fabrico de quase a totalidade de elementos estruturais, a sua constituio ao nvel microscpico,

revela heterogeneidades resultantes da presena de vrios elementos qumicos, que no apenas o

ferro puro. No caso dos aos verifica-se uma fase dominante, a ferrite, estando esta combinada

com outra fase, a cementite, de elevada dureza. A combinao em diversas propores destas

fases caracterstica dos diversos tipos de aos disponveis, onde tambm outros elementos

qumicos podem ser usados para melhorar determinadas caractersticas mecnicas.

As substncias mencionadas distribuem-se de modo discreto na matriz metlica, havendo

fronteiras, designadas como juntas de gro, que separam os componentes. Estas juntas de gro so

de elevada importncia pois explicam muitos modos de falha mecnica de componentes. Sendo

pois reconhecido que as ligas metlicas (em particular os aos) no tem de facto uma estrutura

homognea antes dispem de um incontvel nmero de microentalhes. Estes podem ser defeitos

nas juntas de gro, nos entalhes decorrentes de processos de maquinagem ou devido ao meio

corrosivo, entre outras causas. Os investigadores em Mecnica dos Slidos verificaram que por

aplicao de funes potenciais em anlise de tenses em corpos contendo defeitos como fendas

ou entalhes, o estado de tenso na vizinhana de tais defeitos atinge teoricamente valores

extremamente elevados. A partir desta constatao, desenvolveu-se a Mecnica da Fractura, uma

metodologia cientfica de modelao numrica e verificao experimental da integridade de

corpos portadores de defeitos.


Pode dizer-se que o principal objectivo de Mecnica da Fractura o de determinar se as

micro-fendas ou entalhes podero crescer no componente em servio, atingindo um tamanho que

determine a impossibilidade do componente no poder mais resistir ao esforo para que foi

projectado e sofrer rotura irremedivel (objectivo apresentado por T.J. Dolan, Preclude Failure:

A Philosophy for Material Selection and Simulated Service Testing, SESA J. Exp. Mech., Jan.

1970).

Esta rea da Cincia de Materiais de indiscutvel importncia e est em constante

desenvolvimento, quer na melhoria de mtodos de aproximao numrica quer nos procedimentos

experimentais.

Nesta seco ser abordado, de modo introdutrio apenas, como os conceitos da Mecnica

da Fractura podem articular-se com a falha de componentes e determinar procedimentos para

manuteno. Um parmetro de grande importncia na verificao da integridade de um

componente portador de um defeito ou fenda, o factor de intensidade de tenso, que informa o

projectista desta questo:

Sendo reconhecido que existe um defeito no componente, para determinado estado de

tenso, poder-se- esperar que o componente resista e a que intensidade se deve limitar o esforo

externo?

A Mecnica da Fractura apresenta numa abordagem linear-elstica uma perspectiva para

esta questo a partir da expresso bsica do FIT, Factor de Intensidade de Tenso (SIF, Stress

Intensity Factor) para uma placa de dimenses virtualmente infinitas e sujeita a um estado plano

de tenso, como mostra a fig. 2.1.


Fig. 3.1 Placa portadora de uma fenda e sujeita a um estado plano de tenso (figura retirada das aulas de

Mecnica da Fractura , School of Engineering, University of Tennessee at Martin, 2004)

O factor de intensidade de tenso designa-se por K e tem um ndice de acordo com o modo de

solicitao e propagao ao longo do plano da fenda, como mostra a fig. 3.2.

Fig. 3.2 Modos de solicitao ao longo do plano de uma fenda numa placa (aulas de Mecnica da Fractura, do Prof

Hamrock, School of Engineering, University of Tennessee at Martin, 2004)


O caso mais severo consiste no Modo I, em que a fenda tende a ser aberta por um campo de

tenso normal ao plano da fenda:

a= nomIK (3.1)

onde na expresso anterior, nom a tenso nominal (tambm designada tenso remota) a que est

sujeito o componente (suposta sem defeito); a o semi-comprimento da fenda (assumida

existindo num plano) e b a largura da placa (assume-se que b>>a). As unidades de K no

Sistema Internacional so [MPa m1/2].

Supondo que possvel obter (por meios experimentais) um valor crtico para o factor KI,

designado KIC (associado naturalmente ao modo de carregamento ou solicitao), ento para

determinado tamanho do defeito caracterizado pelo semi-comprimento a (fig. 2.1) poderemos

avaliar o limite para a intensidade da tenso remota que o componente suportar sem que a fenda

se propague de modo incontrolado. Por exemplo, uma placa de alumnio srie 2024 tem KIC=26

MPam1/2; se uma fenda com semi-comprimento a=1mm (0.001 m) for detectada, ento a mxima

tenso remota nom que a placa pode suportar :

MPaa

K Icnom 463

001026

=

=

=.

(3.2)

Esta tenso excede bastante a tenso de cedncia desta liga de alumnio (cerca de 210

MPa) o que mostra que a presena do defeito mencionado no constitui o principal motivo de

falha da placa; este falhar por excesso de deformao plstica, no sendo a fenda que condicione

tal. J para uma fenda com semi-comprimento a=50mm, a tenso remota admissvel :

MPanom 66505026 .

.=

= (3.3)

j limitando consideravelmente o mximo esforo admissvel.


3.2 Materiais dcteis. Estimativa do Factor de Intensidade de Tenso. Conceito

de raio plstico

O que acaba de ser resumidamente referido constitui um procedimento pouco usado em Mecnica

da Fractura pois trata-se de uma situao ideal para praticamente todos os metais; de facto estes

apresentam um comportamento com alguma ductilidade, de modo que na vizinhana do vrtice de

uma fenda, no ser conceptvel que o campo de tenses atinja valores extremamente elevados,

compatveis com a modelao terica na abordagem linear-elstica; uma anlise mais realista do

problema da propagao de fendas em materiais dcteis o objectivo da Mecnica da Fractura

Elasto-Plstica.

Nesta metodologia, o que se faz determinar uma distancia (o raio plstico) de modo que o

estado de tenso na placa em carga no ultrapasse a tenso de cedncia do material, tal como se

mostra na fig. 3.3.

y (Mec da Fract Linear-Elstica)

y

x

Vrtice da fenda

Y=ced

rp

Fenda equivalente Fig. 2.3 desenvolvimento da fenda equivalente a partir do raio plstico no vrtice da fenda

Deste modo, impondo que o factor de intensidade de tenso para a tenso remota da placa

tal como na fig. 3.1 seja igual ao obtido para a tenso remota igual de cedncia do material, mas

associada a uma nova fenda de semi-comprimento r:

r2a == YnomIK


onde r raio plstico, equivalendo a uma fenda de semi-comprimento 2r que tem um KI igual ao

associado ao defeito existente, mas agora com a tenso nominal igual cedncia do material. Da

expresso anterior obtemos:

2

21

=Y

IKr (3.4)

A fenda equivalente que se associa ao factor de intensidade de tenso KI para um material

dctil com a tenso de cedncia Y tem agora um semi-comprimento a+2r; deste modo, no

exemplo acima analisado por Mecnica da Fractura Linear-Elstica, considerando que a liga de

alumnio 2028 tem Y=210 MPa, uma tenso remota de 65.6 MPa, ento a fenda admissvel para

KIc=26 MPa m1/2, tem o comprimento equivalente:

a=54.86 mm onde r=2.43mm (anteriormente era a=50mm)

O exemplo anterior constitui o primeiro caso de estudo em Mecnica da Fractura; tal

exemplo serviu contudo para aproximar a partir de funes correctoras o factor de intensidade de

tenso em placas portadoras de fendas com outra orientao como mostra a fig. 2.3. O valor de K0

o dado pela eq. (2.1), sendo possvel obter o KI para a placa portadora de fenda lateral

multiplicando K0 pelo factor de correco dado na fig. 3.4.


Fig. 3.4 - Factor de correco para determinar o KI numa placa com fenda lateral (aulas de Mecnica da Fractura,

prof. Hamrock , School of Engineering, University of Tennessee at Martin, 2004)

Neste trabalho podemos reconhecer a ligao das tcnicas de Mecnica da Fractura

anlise de risco de uma instalao atravs deste exemplo muito simples:

Considere-se que foi detectada uma fenda de semi-comprimento a=49mm num

componente tipo placa plana semelhante ao exemplo anteriormente estudado, a qual se encontra

imersa num meio quimicamente agressivo. Por exame laboratorial foi possvel estimar a

velocidade de crescimento da fenda se persistisse a actividade do meio qumico em 10-1 mm/ms.

Admitindo que a anlise se efectua segundo os conceitos da Mecnica da Fractura Linear-

Elstica, de modo que para uma tenso remota nom=65.6 MPa, a fenda ter um semi-

comprimento acrit= 50mm.


Atravs aquela taxa de crescimento prev-se ser necessrio efectuar a reparao ou substituio

do componente ao fim de 10 meses de servio. (sendo este o nico factor susceptvel de alterar o

comprimento da fenda).

O facto do parmetro KI poder chegar ao valor crtico para o material do componente portador do

defeito no significa que, para aquele valor haja falha; tal resultado de KIC est associado a uma

probabilidade de ocorrncia da falha (a qual ser prxima de 1, se KI= KIC), assunto que ser

discutido mais adiante.

3.3 Fendas Superficiais: Estimativa do Factor de Intensidade de Tenso

3.3.1 Placas planas portadoras de fendas superficiais

Debateu-se aqui a questo de elementos estruturais portadores de defeito tipo fenda, mas

passando atravs da espessura do componente; isto , trata-se de uma fenda de penetrao total.

No caso de uma placa ou elemento de casca encerrando um fluido sob presso, podia o

componente apresentar uma integridade razovel, mas a sua operacionalidade poderia constituir

srio risco para o sistema, uma vez que o fluido se escaparia de modo mais ou menos rpido. Este

tipo de defeitos pode levar desactivao do sistema pelo facto do componente apresentar uma

causa leak before break (ou seja, fuga antes de falha, em oposio a break before leak, caso

que pode ter consequncias talvez mais graves que o primeiro).

O facto que antes que uma fenda atinja a geometria de defeito totalmente penetrante, uma

inspeco por meios adequados deveria detectar um perfil mais ou menos semelhante ao

importante caso a seguir apresentado na fig. 3.5, de um estudo de J. P. Gonalves e P.T. de Castro

(1999) na determinao de factores de intensidade de tenso em fendas de penetrao parcial em

placas ou cascas.


Fig. 3.5 - Fenda superficial (ou semi elptica) numa placa plana (J.P. Gonalves et al (1999))

Tal como se observa na fig. 3.5, uma placa com uma fenda de perfil semi elptico, se submetida a

um esforo de traco ou flexo de modo a permitir a abertura da fenda, dever apresentar um

campo de tenses ao longo do ligamento residual que permite obter o factor de intensidade de

tenso por expresses associadas analogia de uma fenda de penetrao total mas tenso entre as

suas faces adjacentes uma distribuio de elementos elsticos (ou elasto-plsticos, conforme o

tipo de anlise estrutural), segundo um modelo proposto por J. Rice (1972) com o nome Line

Spring e usado por J.P. Gonalves e P.T. de Castro (1999).

Tal como fisicamente expectvel, o factor de intensidade de tenso refere-se agora a uma frente

de fenda (ou linha) elptica que delimita a parte de material sem contacto daquela que ainda se

mantm coesa. O factor de intensidade de tenso avaliado ao longo do comprimento da fenda

por coordenadas lineares ou angulares, conforme a opo dos autores de resultados. A fig. 3.6

apresenta o caso referente a vria geometria de fendas semi elpticas em que se usa coordenadas

angulares para localizar o ponto onde se efectua o clculo.


Fig. 3.6 Coordenadas angulares em pontos no perfil da fenda (J.P. Gonalves et al (1999))

O factor de intensidade de tenso tem o aspecto mostrado na fig. 3.7, onde se verifica que o valor

mximo se regista na parte mais profunda do defeito (a=maior profundidade do defeito, c= semi-

eixo maior da elipse, t=espessura da placa e =argumento angular).

Fig. 3.7 (a) Factor de intensidade de tenso em fenda semi-elptica (traco remota uniforme) a/c=0.2


Fig. 3.7 (b) Factor de intensidade de tenso em fenda semi-elptica (traco remota uniforme) a/c=0.6

Fig. 3.7 (c) Factor de intensidade de tenso em fenda semi-elptica (traco remota uniforme) a/c=1.0

Nas figuras anteriores o factor de intensidade de tenso calculado a partir da expresso

referente a KI para uma fenda totalmente penetrante (tal como analisado na fig. 2.1) usando um

factor de correco assim dado:


146411 651 += caparacaQ /)/(. .

Os valores apresentados nos grficos so normalizados pelo valor:

1/2aQ)=

(IKK

O caso apresentado na fig. 3.7 (c) corresponde iminncia de rotura da superfcie, criando

o cenrio de leak before break, supondo que a estrutura ainda manter a sua integridade depois

da frente de fenda chegar face oposta de onde se iniciou. Os resultados apresentados pelos

autores Gonalves e de Castro foram comparados com os obtidos por Raju e Newman (1979), que

usaram elementos finitos slidos de elevada ordem na determinao dos factores de intensidade

de tenso em vria geometria de defeitos semi elpticos.

Verifica-se uma boa concordncia apenas nos pontos mais profundos do defeito, o que de

todo no se verifica quando a fenda intersecta a superfcie de onde se iniciou. De qualquer modo,

o mtodo usado pelos autores Gonalves e de Castro seguro como mtodo de avaliao da

integridade de um componente portador de um defeito como o discutido, uma vez que na regio

onde o factor de intensidade de tenso mximo, este valor est certificado por mtodos

rigorosos.

Este tipo de defeitos pode ser de todos o mais realista a considerar no presente estudo, pois

a sua geometria estatisticamente a mais encontrada quando existem juntas soldadas,

eventualmente submetidas a esforos de fadiga. O crescimento de fendas assim configuradas pode

ser acelerado se houver presso e um ambiente corrosivo actuando nas faces da fenda e esta for

sujeita a esforo de abertura e fecho de modo peridico.


Consideremos o exemplo de uma placa de alumnio srie 2024, anteriormente referido

com KIC=26 MPam1/2, tendo uma espessura de 10mm. Vamos supor existir uma fenda

aproximadamente semi elptica com as dimenses a= 6mm, c=10mm (comprimento total 20mm

ou 0.02m). Obtemos ento os parmetros adimensionais a/t=0.6 e a/c=0.6. Para =90 o valor

adimensional do factor de intensidade de tenso 251.=K (pela fig.2.7 (b)) e Q=1.63. Para o

valor limite KIC=26 MPam1/2 obtemos ento a tenso remota correspondente que levaria

propagao instvel da fenda segundo critrio de Mecnica da Fractura Linear-Elstica:

MPa1481753026

631006026

21==

=

.)..( /

Como se verifica, trata-se de um resultado inferior tenso de cedncia do material, facto

ao qual se pode associar uma maior probabilidade de ocorrncia dado que o utilizador pode no

estar avisado da existncia do defeito assim caracterizado e confiar no factor de segurana que

ainda dispe (o qual 1-148/210, ou seja cerca de 40%), podendo incorrer no risco de fractura do

componente.

3.3.2 Cascas cilndricas portadoras de fendas superficiais

Na sequncia do estudo anterior, aborda-se aqui resumidamente o problema da

determinao do factor de intensidade de tenso em tubos ou reservatrios de presso cilndricos.

Trata-se de um tipo de estruturas com uma configurao muito frequente, quer de modo

autnomo, quer combinada com outras formas geomtricas (fundos semi-elpticos ou esfricos,

por exemplo). Da se esperar que estas cascas sejam portadoras de defeitos, geralmente

provenientes de operaes de ligao entre mdulos estruturais (por soldadura, por exemplo) ou

gerados em servio. Dada a importncia deste problema, muitos investigadores tem procurado

obter valores credveis para o factor de intensidade de tenso associado a defeitos existentes nesta

geometria de cascas. Para esse fim, frequente o uso da modelao da estrutura na vizinhana do

defeito por elementos finitos volumtricos de elevada ordem de deformao a fim de garantir

resultados to exactos quanto possvel.


No sendo objectivo deste trabalho desenvolver muito este tema, so referidos a seguir

alguns resultados obtido pelo investigador Andrea Carpinteri et al. (1998) como contribuio para

o conhecimento da propagao de fendas em acessrios tubulares cilndricos. Na fig. 3.8

caracteriza-se a geometria de uma fenda de configurao semi-elptica e os parmetros

geomtricos usados nas expresses necessrias O factor de intensidade de tenso associado.

r

Fig. 3.8 Modelao de um tubo de paredes moderadamente espessas portador de uma fenda superficial usando

elementos finitos (Carpinteri et al (1998))


As seguintes expresses so necessrias na determinao do factor de intensidade de

tenso em tubos com fendas na direco circunferencial e submetidos a flexo (fig. 3.8):

a = maxima profundidade da fenda

ael =semi-eixo menor da elipse (supondo a fenda com perfil semi-elptico; a superfcie

exterior do tubo no necessariamente tangente ao eixo maior)

=a/t (no ponto mais profundo da fenda, mede-se a/t)

= ael/bel (referidos elipse nos seus eixos principais)

s=ael/a (refere-se ao desvio do eixo maior da elipse em relao tangente

circunferncia exterior do tubo). Normalmente s=1

Usa-se ainda a coordenada auxiliar , que referencia o ponto onde se presente

determinar o KI (factor de intensidade de tenso) tendo como origem a interseco da

linha perfil da fenda com a circunferncia exterior do tubo (ver fig. 3.8); geralmente

emprega-se a coordenada adimensional (normalizada) /h

A fim de simular aces relacionadas com a inspeco e manuteno de sistemas industriais

(parte do objectivo deste trabalho), vamos supor um tubo pertencente a um permutador de calor

tendo as seguintes dimenses e caractersticas mecnicas:

D (dimetro exterior) =100mm

t (espessura)=4.5mm

Fenda semi-elptica: a=3mm (a=ael); s=1; a/t0.66; R/t10 (R45mm; raio interno)

=0.6 (relao entre eixos da elipse)

Material: ao austentico Sandvik 3R12 com a seguinte composio qumica (de

http://www.smt.sandvik.com/tube/):

C max

Si Mn P max.

S max.

Cr Ni

0.030 0.5 1.3 0.030 0.015 18.5 10

Factor de intensidade de tenso para este material KIC28 MPam1/2


http://www.smt.sandvik.com/tube/

A fig. 3.9 apresenta resultados sob forma grfica para o factor de intensidade de tenso

adimensionalizado K*I,M no caso do tubo portador do defeito referido e solicitado flexo.

Fig. 3.9 Factor de intensidade de tenso num tubo com defeito parcial semi-elptico (carga de flexo)

A expresso para o factor de intensidade de tenso adimensional neste tipo de estruturas :

a

KK

M

I,M*L,M =

onde:

( )64

22

44 )(/

tDDDM

M

=

(M a tenso de flexo remota mxima na zona no atingida pelo defeito e r a distncia radial

entre a face exterior do tubo e o perfil do defeito; ver fig. 3.8). No presente caso, vamos admitir

rmax=a=3mm.


Com os dados anteriores obtemos do grfico na fig. 3.9 o valor adimensional K*I,M 1,

deste modo coincidindo o factor de intensidade de tenso para aquele tipo de fenda num tubo

cilindrico coincidente com o mesmo parmetro mas pertencente a uma placa de dimenses

virtualmente infinitas com uma fenda de semi-comprimento a; o factor de intensidade de tenso

MMMMI

M

MIML

EK

KK

==

=

=

10033a

1a

.

;

,

,*, (em unidades S.I)

Quer dizer que, para o material anteriormente suposto, a mxima tenso (nominal) de flexo na

vizinhana da fenda seria M =28/0.1=280 MPa, valor que se encontra bem prximo da cedncia

deste tipo de ao; este resultado mostra o bom comportamento que o material seleccionado

apresenta, mesmo em presena de um defeito como o assumido.

Um caso em que o defeito se aproximasse mais da forma de um entalhe rectilneo, em que =0,

mantendo os restantes parmetros geomtricos, teria o factor de intensidade de tenso

adimensional agravado; K*I,M 1.5, conforme se pode ver na fig. 3.9; a tenso remota passaria

agora a ser:

MMMMI

M

MIML

EK

KK

==

=

=

15003351a51

51a

...

;.*

,

,,

Seria agora M =28/0.15=186.7 MPa, reduzindo-se a margem de segurana a 67% da

tenso de cedncia do material.


Num cenrio de decises baseadas no RBI, o estabelecimento de um factor de risco para

este tipo de defeitos em servio poderia ser assim simulado:

Probabilidade de um tubo do permutador atingir 67% (ou mais) da tenso de cedncia

(caso presente, onde M =186.7 MPa67%Y (Y=280MPa): 0.8

Factor de risco associado ao derrame de fluido (suposto vapor) a alta presso: Elevado

(risco de exploso em contacto com leo)

Veremos mais adiante como se estabelece um factor de risco e quais os critrios para formular

este importante parmetro; entretanto, fica por agora assente que o factor de risco permite avaliar

as consequncias de uma deciso de manter em funcionamento um componente que

potencialmente pode colapsar; entretanto, vamos estabelecer a seguinte relao:

Risco = Probabilidade Consequncia

Onde a consequncia graduada de acordo com uma escala de impacto no funcionamento

da instalao e eventual reflexo sobre vidas humanas. Neste caso, foi estabelecido

(hipoteticamente por peritagem) que a Consequncia seria do tipo D e a probabilidade do nvel de

tenso de flexo critica se verificar (ou se exceder) seria de 0.8 (nvel 4), tendo-se usado a Matriz

de Risco, tcnica a ser explicada mais adiante.

O uso deste diagrama mostrava que o Risco de se manter este componente em servio

mostraria que se assumiria uma classificao de INACEITVEL, por colocar em elevado risco a

instalao e pessoas na vizinhana.


3.4 Referncias para o Captulo 3

(1979) - Raju IS, Newman Jr. JC. Stress-intensity factors for a wide range of semi-elliptical

surface cracks in finite-thickness plates. Engineering Fracture Mechanics, Elsevier,

1979;11:817829.

(1979) - Newman JC Jr, Raju IS. Analyses of surface cracks in finite plates under tension or

bending loads. NASA TP-1578, National Aeronautics and Space Administration, Washington

DC, 1979.

(1972) - Rice JR, Levy N. The part-through surface crack in an elastic plate. Journal of Applied

Mechanics 1972, ASME Vol 39, pp 185194.

(1998)- Andrea Carpinteri , Roberto Brighenti and Andrea Spagnoli, Part-through cracks in

pipes under cyclic bending, Nuclear Engineering and Design, 185 (1998), Elsevier, pp 110


4 RBI

Risk Based Inspection

4.1 Introduo

A inspeco com base no risco (RBI), constitui actualmente, uma das ferramentas essenciais para

por em prtica a aplicao dos princpios de anlise de risco, no controlo de programas de

inspeco de equipamentos de parques industriais. O RBI foi utilizado na indstria de gerao de

energia nuclear durante algum tempo e utilizado em refinarias e indstrias petroqumicas.

As falhas em equipamentos estticos podem ocasionar enormes perdas de material e danos ao

meio ambiente.

A adopo de estratgias de inspeco capazes de identificar, antecipadamente as falhas e

consequentemente reduzir o perigo destes equipamentos uma tendncia crescente entre as

indstrias dos sectores petrolfero e qumico.

O RBI foi desenvolvido pelo American Petroleum Institute (API), especificamente com este

propsito. As suas principais vantagens so:

Permitir a identificao e classificao de sistemas e equipamentos crticos para a

segurana dos parques industriais;

Permitir a elaborao de uma estratgia de inspeco, que se concentra nos

equipamentos que so crticos do ponto de vista do risco, concentrando os esforos de

inspeco no que importante inspeccionar, optimizando os dispndios de recursos;

Permitir um sistema documentado de inspeco de equipamentos;

Promover o estudo e o reconhecimento profundo dos mecanismos e processos de

corroso que afectam os equipamentos;


Permitir a quantificao numrica de riscos por uma metodologia aceite por toda a

indstria de petrleo e do sector qumico e, consequentemente, permitir a comparao

entre os diversos parques industriais;

Optimizar os intervalos entre paragens e permitir o planeamento racional e sistemtico

das mesmas;

Promover o acompanhamento permanente do ciclo de vida dos equipamentos,

permitindo a manuteno programada e aumentando a taxa de disponibilidade e

consequentemente a produo do parque.

Basicamente a metodologia RBI procura identificar os equipamentos de maior risco existente num

parque industrial.

Todo o equipamento tem um risco associado, que calculado considerando um cenrio de falha

desse equipamento.

Essa falha pode provocar uma srie de consequncias mais ou menos graves ou uma srie de

consequncias sem qualquer impacto.

4.2 O Conceito do Factor Risco

O risco uma combinao da probabilidade de um determinado evento ocorrer, durante um

perodo de tempo, e a consequncia desse evento.

Em termos matemticos, o risco calculado pela equao:


Risco = Probabilidade Consequncia

O risco mais alto , na maioria das vezes, associado a uma pequena percentagem de equipamentos

de um parque industrial. Os procedimentos RBI podem ser baseados numa anlise quantitativa e

qualitativa. Os mtodos qualitativos providenciam um grau de performance do equipamento,

baseado na experincia e engenharia. Os mtodos quantitativos usam mtodos de engenharia para

estabelecer prioridades e desenvolver programas para a inspeco do equipamento.

O RBI usa os resultados de uma anlise formal de risco ( por exemplo, a anlise de risco na

corroso), para um correcto planeamento da inspeco e anlise dos processos fsicos a ela

associados.

Os mtodos de engenharia que so usados no RBI, incluem exames no-destrutivos, projecto e

anlise de sistemas e componentes, mecnica da fractura, anlise de probabilidades, fiabilidade,

etc.

4.3 A Norma RBI

A norma RBI referida como norma API 580, providencia um mtodo para desenvolver e

implementar um programa RBI. A metodologia apresentada passo-a-passo. Os Princpios da

estrutura RBI:

Planeamento da avaliao RBI;

Recolha de informao e de dados;

Identificao de mecanismos de degradao e modos de falha;

Avaliao da probabilidade de falha;

Avaliao da consequncia de falha;

Determinao do risco, avaliao e gesto;

Gesto do risco com actividades de inspeco;

Outras actividades para diminuir o risco (reparao, substituio, manuteno;

Reavaliao e actualizao;

Papel, responsabilidades, treino e qualificaes;

Documentao e registos.


Benefcios e Limitaes do RBI

Os benefcios do RBI so:

Reduo global do risco do equipamento avaliado;

Compreenso do risco corrente.

Por outro lado o RBI permite tambm focar a inspeco naquilo que realmente importante de

inspeccionar, reduzindo os dados recolhidos e com maior custo efectivo.

O RBI baseado numa avaliao bem provada do risco e princpios de gesto. O RBI poder ser

de difcil aplicao nas seguintes situaes:

Falta de informao ou informao insuficiente;

Equipamento com design inadequado ou estiver defeituoso;

Equipamento violando as normas recomendadas (Normas mquinas);

Planos de trabalho mal executados;

Falta de pessoal qualificado.

Equipamento Alvo

Os equipamentos pressurizados que podem ser alvo de um programa RBI so:

Reservatrios de presso;

Tubagens de processos industriais;

Tanques de armazenamento;

Equipamento rotativo;

Caldeiras e aquecedores;

Permutadores de calor;

Outro equipamento sob presso.


Equipamentos no cobertos pela norma so:

Sistemas de instrumentao e controlo;

Sistemas elctricos;

Sistemas estruturais;

Componentes de mquinas (excepto bombas e compressores).

Consequncia e Probabilidade no RBI

O objectivo fundamental do RBI consiste por um lado, na determinao dos incidentes que podem

ocorrer (consequncia) como resultado de uma falha de um equipamento (COF Consequence of

Failure) e, por outro lado, na determinao da probabilidade da sua ocorrncia (POF Probability

of Failure).

Uma avaliao RBI pode ser feita qualitativamente, quantitativamente ou usando aspectos de

ambos. Ambas desenvolvem um ranking de risco que deve ser usado para avaliar separadamente a

probabilidade e a potencial consequncia de falha. Estes valores so combinados para estabelecer

o risco.

4.4 Planear uma Inspeco RBI

4.4.1 Estabelecer Objectivos e Metas a Atingir com a Inspeco RBI

Definir Critrios de Risco

A avaliao RBI vai determinar o risco dos itens avaliados. Deve ser estabelecido um critrio de

risco para a avaliao do equipamento, por exemplo, em risco alto, mdio risco e baixo risco.


Gesto do Risco

Quando os riscos so identificados, as aces de inspeco e/ou outras medidas para reduzir o

risco, podem ter um efeito positivo na reduo dos riscos at um nvel aceitvel (mediante os

critrios de aceitao definidos).

A avaliao RBI permite identificar riscos que podem ser gerido por determinadas aces, como

por exemplo:

Modificao do processo para eliminar condies que conduzem ao risco;

Modificao dos procedimentos de operao para evitar situaes de risco;

Tratamentos qumicos no processo para reduzir taxas de deteriorao;

Mudar a metalurgia dos componentes para reduzir o POF (Probabilidade de Falha);

Remover isolamentos desnecessrios para reduzir a corroso dentro dos isolamentos;

Actualizar os sistemas de deteco de falhas;

Entre muitos outros...

Reduo de Custos

Quando as actividades de inspeco so optimizadas, baseadas numa correcta compreenso dos

riscos, um ou mais benefcios so obtidos, levando a uma reduo dos custos.

Novo Projecto com Avaliao de Risco

Uma avaliao RBI feita em novos equipamentos ou em novos projectos, pode render importantes

informaes dos riscos potenciais. Isto permite reduzir os riscos atravs do projecto.


4.5 Recolha de Dados e Informao para a Avaliao RBI 4.5.1 Dados Necessrios para o RBI

Para cada avaliao RBI importante, desde a fase inicial, documentar todas as bases e

aproximaes para o estudo em causa. Para levar a cabo a anlise de risco, afigura-se necessrio

possuir toda a documentao dos equipamentos, tal como desenhos 2D, registos de inspeces,

reparaes e substituies, composio dos fluidos operantes, mecanismos e taxas de

deteriorao, e a sua severidade, custos de interrupes, de substituio de equipamentos, de

danos ambientais, e o impacto ao nvel humano.

4.5.2 Fontes de Dados e Informaes Especificas

Registos/Projectos de Construo

Planta do parque industrial (P&IDS);

Desenhos isomtricos de tubagens;

Diagramas de especificaes;

Registos de materiais de construo;

Cdigos e normas usadas;

Sistemas de proteco;

Sistemas de monitorizao e deteco de fugas;

Sistemas de isolamento;

Registos de inventrios;

Sistemas de despressurizao de emergncia;

Sistemas de segurana;

Sistemas de deteco e combate a incndios;

Layout.


Registos de Inspeco

Frequncia e programa de inspeces;

Quantidade e tipos de inspeces;

Reparaes e alteraes;

Resultados de inspeces.

Dados do Processo

Anlises composio qumica dos fluidos, incluindo contaminantes;

Ficha de segurana dos fluidos;

Temperatura e presso dos fluidos;

Sistemas de controlo de dados;

Procedimentos de operao;

Procedimentos de arranque e de encerramento;

Procedimentos de emergncia;

Registos de operao e processo.

Informao e Dados Fora do Local

Estes dados so relevantes se uma possvel consequncia de falha afectar reas fora do parque

industrial.


Dados sobre Falhas

Dados genricos da frequncia de falha;

Dados especficos de falhas industriais;

Dados especficos de falha dos equipamentos e do parque industrial;

Registos de fiabilidade e condies de monitorizao;

Condies Atmosfricas do Local

Registo de condies climatricas;

Registo de actividade ssmica.

Custos

Custo de substituio do equipamento;

Custo de falha do equipamento ao nvel ambiental, humano e de produo.

4.6 Referncias Norma API 580.


5 Identificao dos Mecanismos de Deteriorao e

Modos de Falha no mbito do RBI

Mecanismos de Deteriorao e Modos de Falha

Os mecanismos, frequncias e susceptibilidade de deteriorao, so as entradas primrias para

determinar o POF. O modo de falha um elemento chave para determinar o COF.

5.1 Falha e Modos de Falha para o RBI

O termo Falha pode ser definido como o trmino da capacidade para realizar uma determinada

tarefa. O tipo de falha que se enquadra no RBI aquele que conduz perda de substncias

armazenadas (loss of containment), causada pela deteriorao.

5.2 Mecanismos de Deteriorao

Existem 4 grandes grupos de mecanismos de deteriorao observados nas indstrias de petrleo e

qumicas:

Perda de espessura por eroso, corroso, cavitao ou ataque qumico (interna e externa);

Fractura devido corroso sob tenso (Stress Corrosion Cracking);

Deteriorao metalrgica e ambiental;

Deteriorao mecnica;


5.3 Avaliao da Probabilidade de Falha

5.3.1 Introduo

A probabilidade de ocorrncia especfica o produto da probabilidade de falha (POF) e da

probabilidade de ocorrer o cenrio em considerao. A anlise da probabilidade de falha deve

dirigir-se a todos os mecanismos de deteriorao a que o equipamento susceptvel.

Adicionalmente, deve ser dirigida situao onde o equipamento susceptvel de mecanismos de

mltipla deteriorao. A anlise deve ser credvel e bem documentada.

Podem ocorrer outros mecanismos de deteriorao no descritos (actividade ssmica, sobrepresso

por falha dos dispositivos de controlo, erros de projecto, sabotagem, erro humano, etc), que

devem ser englobados na anlise do POF. A probabilidade de falha de extrema importncia no

bom funcionamento de uma companhia industrial, permitindo classificar e identificar

equipamentos crticos. Este processo permite de uma forma muito clara estimar o estado de

conservao dos equipamentos e prever possveis falhas, maximizando a fiabilidade e a segurana

do parque industrial.

Outra aplicao importante, a solidificao significativa da exactido do denominado plano de

preveno da manuteno (PPMs), permitindo substituir equipamentos, antecedendo a sua avaria.

5.3.2 Determinao da Probabilidade de Falha

A probabilidade de falha determinada por duas consideraes principais:

Mecanismos e frequncias de deteriorao do material de construo do equipamento,

como resultado do seu ambiente envolvente.

Eficcia do programa de inspeco para identificar e monitorizar os mecanismos de

deteriorao, para que o equipamento possa ser reparado ou substitudo antes da falha.


O clculo da probabilidade de falha envolve os seguintes passos:

Identificar mecanismos de deteriorao activa e credvel que so esperados ocorrer durante

o perodo de tempo em considerao;

Determinar a susceptibilidade e a taxa de deteriorao;

Determinar a eficcia de inspeces passadas e programas de manuteno. necessrio

avaliar a probabilidade de falha considerando vrias estratgias de inspeces e programas

de manuteno futuras alternativas.

Determinar a probabilidade de falha, nas condies correntes e degradao contnua taxa

esperada. O modo de falha (fuga pequena, fuga grande, rotura do equipamento) deve ser

tambm determinada, baseando-se no mecanismo de degradao. Pode ser desejvel, em

certos casos, determinar a probabilidade de mais que um modo de falha e combinar os

riscos.

5.3.2 Determinar a Taxa e Susceptibilidade de Deteriorao

Combinaes de condies dos processos e materiais de construo, para cada item do

equipamento, devem ser avaliadas para identificar mecanismos de degradao activos e credveis.

Um mtodo agrupar componentes que tenham o mesmo material de construo, e estejam

expostos ao mesmo ambiente externo e interno. Os resultados da inspeco de cada item do grupo

podem ser relacionados com outros equipamentos do grupo.

A taxa de deteriorao pode ser expressa em termos de taxa de corroso para perda de espessura,

ou em termos de susceptibilidade deteriorao para mecanismos onde a taxa de deteriorao

desconhecida ou impossvel de medir (como a corroso sob tenso). A susceptibilidade

designada como alta, mdia ou baixa, baseada nas condies ambientais e combinaes de

materiais de construo.


As fontes de informao so:

Dados publicados;

Testes de laboratrio;

Testes no local e monitorizao em servio;

Experincia com equipamento similar;

Dados de inspeces anteriores.

A melhor informao provir de experincias de operao, onde existem condies que levam a

taxas de degradao reais e que podem ser observadas. Outras fontes de informao so as bases

de dados de experincias em parques industriais.

5.3.3 Determinar Modos de Falha

importante ligar o mecanismo de deteriorao com o modo de falha mais provvel.

Por exemplo:

As picadas geralmente levam a fugas de pequeno dimetro;

A corroso sob tenso pode desenvolver-se em pequenas fendas pelas paredes, at rotura

catastrfica;

A deteriorao metalrgica e deteriorao mecnica podem levar a pequenas cavidades ou

roturas;

A perda de espessura devido corroso se for muito significativa pode causar grandes

fugas ou a rotura.

Etc

O modo de falha afecta primariamente a magnitude das consequncias.


5.3.4 Quantificar Eficcia de Programas de Inspeco Anteriores

Os programas de inspeco (Combinao de exames no destrutivos NDE's) variam na sua

eficcia para localizar e medir a deteriorao. Depois de identificar os mecanismos de

deteriorao, o programa de inspeco deve ser avaliado para determinar a eficcia em determinar

os mecanismos.

Se tiverem sido feitas mltiplas inspeces, importante reconhecer que a inspeco mais recente

reflecte melhor as condies correntes de operao. Se as condies de operao tiverem sido

alteradas, as taxas de deteriorao baseadas nos dados da inspeco anterior podero no ser

vlidas.

A determinao da eficcia da inspeco deve considerar o seguinte:

O tipo de equipamento;

Mecanismos de deteriorao activos e credveis;

Taxa ou susceptibilidade de deteriorao;

Cobertura e frequncia dos mtodos de NDE's;

Acessibilidade s reas de deteriorao esperadas.

A eficcia de futuras inspeces pode ser optimizada por:

Utilizao de mtodos de NDE's melhor aplicveis aos mecanismos de deteriorao

activos e credveis;

Ajuste da cobertura de inspeco;

Ajuste da frequncia de inspeco.

5.3.5 Calcular a Probabilidade de Falha por Tipo de Deteriorao

Combinando o mecanismo de deteriorao esperada, a sua taxa ou susceptibilidade, dados de

inspeco e eficcia de inspeco, uma probabilidade de falha pode ser determinada para cada

tipo de deteriorao e modo de falha. A probabilidade de falha pode ser determinada para

perodos de tempo futuros ou condies correntes.

Filipe Almeida

luis filipe pereira de tubagens industriais de alto risco ... · 1.2 Áreas de conhecimento com...

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