sumario resumido em portugues - api rbi rp 581 inspecao trocador de calor - interpretacao

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©1992-2013 ReliaSoft Corporation - ALL RIGHTS RESERVED TÍTULO Aplicação da Metodologia de RBI (Risk Based Inspection) baseada na norma API RP 581 para elaboração do Plano de Inspeção de um trocador de calor de feixe tubular. SINOPSE Apresentação da metodologia de RBI e um estudo de caso para feixe tubular de um trocador de calor elaborado para demonstrar os detalhes dos cálculos do risco que estão sendo considerados para o desenvolvimento do software ReliaSoft RBI baseado na norma API RP 581 (American Petroleum Institute Recommended Practice). O risco foi quantificado através dos cálculos da probabilidade de falha, considerando-se a distribuição Weibull, e das respectivas conseqüências financeiras relacionadas a custos de produção, meio ambiente, feixe tubular e manutenção. Esta quantificação do risco permite a elaboração do Plano de Inspeção baseado no risco de forma quantitativa. INTRODUÇÃO A padronização de um método para definição do Plano de Inspeção de equipamentos foi elaborada devido as inúmeras abordagens existentes. Normalmente, durante a elaboração dos planos, não são consideradas as conseqüências financeiras associadas as falhas do feixe tubular e nem os dados estatísticos das falhas são utilizados para o cálculo da previsão da probabilidade da falha com precisão. Particularmente os feixes dos trocadores de calor podem ter poucas falhas e em alguns casos nenhuma falha, e algumas delas podem não serem diretamente relacionadas as condições operacionais atuais, o que pode dificultar o estudo da probabilidade da falha. Ref: PIPE (internet) METODOLOGIA 1 Visão Geral 1.1 Risco ($) O risco pode ser calculado através de avaliações qualitativas e/ou quantitativas a partir da probabilidade de ocorrência da falha e respectiva conseqüência. Nesta análise, considera-se falha como vazamento. A equação para o cálculo do risco está apresentada a seguir. A matriz de risco utilizada para a classificação dos riscos em função das categorias de probabilidade e de conseqüência da falha, assim como a descrição de cada categoria foram extraídas da API RP 581 e estão apresentadas a seguir.

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Traducao e Interpretacao da metodologia de RBI baseada na norma API RBI RP 581 para definicao do programa de inspecao de Trocador de Calor Feixe Tubular.

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    TTULO

    Aplicao da Metodologia de RBI (Risk Based Inspection) baseada na norma API RP 581 para elaborao do Plano de

    Inspeo de um trocador de calor de feixe tubular.

    SINOPSE

    Apresentao da metodologia de RBI e um estudo de caso para feixe tubular de um trocador de calor elaborado para

    demonstrar os detalhes dos clculos do risco que esto sendo considerados para o desenvolvimento do software

    ReliaSoft RBI baseado na norma API RP 581 (American Petroleum Institute Recommended Practice). O risco foi

    quantificado atravs dos clculos da probabilidade de falha, considerando-se a distribuio Weibull, e das

    respectivas conseqncias financeiras relacionadas a custos de produo, meio ambiente, feixe tubular e

    manuteno. Esta quantificao do risco permite a elaborao do Plano de Inspeo baseado no risco de forma

    quantitativa.

    INTRODUO

    A padronizao de um mtodo para definio do Plano de Inspeo de equipamentos foi elaborada devido as

    inmeras abordagens existentes. Normalmente, durante a elaborao dos planos, no so consideradas as

    conseqncias financeiras associadas as falhas do feixe tubular e nem os dados estatsticos das falhas so utilizados

    para o clculo da previso da probabilidade da falha com preciso. Particularmente os feixes dos trocadores de calor

    podem ter poucas falhas e em alguns casos nenhuma falha, e algumas delas podem no serem diretamente

    relacionadas as condies operacionais atuais, o que pode dificultar o estudo da probabilidade da falha.

    Ref: PIPE (internet)

    METODOLOGIA

    1 Viso Geral

    1.1 Risco ($)

    O risco pode ser calculado atravs de avaliaes qualitativas e/ou quantitativas a partir da probabilidade de

    ocorrncia da falha e respectiva conseqncia. Nesta anlise, considera-se falha como vazamento. A equao para o

    clculo do risco est apresentada a seguir.

    A matriz de risco utilizada para a classificao dos riscos em funo das categorias de probabilidade e de

    conseqncia da falha, assim como a descrio de cada categoria foram extradas da API RP 581 e esto

    apresentadas a seguir.

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    Ref. API RP 581

    CATEGORIA DE PROBABILIDADE CATEGORIA DE CONSEQUNCIA

    Categoria Intervalos de Probabilidade Categoria Intervalos de Consequncia ($)

    1 POF 0,1 A COF $10.000

    2 0,1 < POF 0,2 B $10.000 < COF $50.000

    3 0,2 < POF 0,3 C $50.000 < COF $150.000

    4 0,3 < POF 0,5 D $150.000 < COF $1000.000

    5 0,5 < POF 1,0 E COF > $1.000.000

    Ref. API RP 581

    Dependendo do risco calculado antes de uma parada programada, pode ser necessria uma inspeo mais rigorosa

    dos feixes tubulares.

    1.2 Risco Alvo ($)

    Durante a operao dos equipamentos, os mecanismos de danos se acumulam e o risco tende a aumentar ao longo

    do tempo. O Risco Alvo o risco mximo aceitvel pela empresa em termos financeiros. Quando o Risco Alvo

    excedido, uma inspeo deve ser realizada com efetividade suficiente para quantificar o estado de dano do

    componente. Esta inspeo no reduz o risco, entretanto reduz as incertezas dos mecanismos de danos presentes

    no equipamento. A figura a seguir uma representao didtica do comportamento do risco. Esta curva

    apresentada apenas para demonstrar, de forma simplificada, o comportamento ascendente do risco ao longo do

    tempo e no se baseia em nenhuma distribuio estatstica.

    O Risco Alvo deve ser determinado baseado nos procedimentos de risco de cada empresa. Esses critrios de

    aceitabilidade de riscos devem considerar riscos de segurana, meio ambiente, ativos e financeiros. O critrio pode

    RISCO ALTO

    RISCO MDIO ALTO

    RISCO MDIO

    RISCO BAIXOPro

    bab

    ilid

    ade

    Consequncia

    Ris

    co ($

    )

    Tempo

    Risco Mximo Aceitvel (Risco Alvo)

    Risco Residual

    Inspeo

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    variar de empresa para empresa, pois os nveis de aceitabilidade de risco variam de acordo com o ramo de atividade

    e porte das empresas

    1.3 Probabilidade da Falha (no API RP 581, Probabilidade de Vazamento) - (%)

    A probabilidade de vazamento (perda de conteno) est diretamente relacionada com a quantidade de informao

    que foi coletada durante a inspeo para quantificar o mecanismo de dano presente no equipamento, ou seja, uma

    inspeo que disponibiliza poucas informaes menos eficaz na reduo da probabilidade da falha do que uma

    inspeo mais efetiva que disponibiliza mais informaes sobre o mecanismo de dano atuante no equipamento.

    A probabilidade de falha do feixe tubular de um trocador de calor, considerada na API RP 581, segue o

    comportamento da distribuio Weibull, cuja equao est apresentada a seguir.

    ( ) [ (

    ) ] ( [

    ])

    Os parmetros da distribuio Weibull de 2 parmetros (fator de forma e vida caracterstica ) podem ser

    calculados atravs de uma Anlise de Dados de Vida (LDA) ou fornecidos diretamente pela empresa (caso j

    existam).

    1.4 Consequncia da Falha - ($)

    As conseqncias financeiras incluem custos de manuteno da retirada do feixe tubular e preparao para

    inspeo/substituio, da parada de produo, dos impactos ambientais e da substituio do feixe tubular. A

    equao abaixo resume o clculo da conseqncia da falha.

    (

    )

    (

    )

    - custo da parada de produo ($/dia)

    - custo do impacto ambiental (padro de $100.000 para sistema de gua de resfriamento) ($) custo da substituio do feixe tubular ($)

    - custos de manuteno da retirada do feixe tubular e preparao para inspeo/substituio ($) produo diria da unidade ($/dia)

    - reduo da taxa de produo devido a parada do trocador (%) durao (em dias) do reparo do feixe tubular (manuteno corretiva), incluir durao para comprar e instalar o novo feixe tubular (dias) - dimetro interno do casco (mm) comprimento do tubo (m) - fator de custo do material

    fator de converso (1000)

    Material de Construo do Feixe Tubular Fator de custo do material

    Ao Carbono 1.0

    1-1/4 Cr 2.0

    5 Cr 4.0

    9 Cr 6.0

    304/309/310 SS 8.0

    304L/321/347 SS 10.0

    316 SS 14.0

    316L SS 14.0

    317 SS 18.0

    Ref. API RP 581

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    2 Planejamento da Inspeo baseado na Anlise de Risco

    A equao do risco pode ser rearranjada de forma que a probabilidade de falha mxima aceitvel seja obtida a partir

    do risco alvo e da conseqncia de falha do tubo conforme equao a seguir.

    =

    O risco em qualquer tempo deve ser calculado a partir da curva de probabilidade de falha que pode ser visualizada a

    seguir (exemplo).

    Ref. API RP 581

    2.1 Definio da Data da Primeira Inspeo (Planejamento da Inspeo SEM Histrico de Inspeo)

    A definio da data da primeira inspeo deve levar em considerao que no existem registros de inspeo e no se

    conhecem as condies do feixe tubular em anlise, pois o mesmo ainda novo. Conseqentemente, deve-se

    considerar uma curva com 50% de incerteza (ref. API RP 581). Esta considerao gera um risco calculado maior de

    um feixe tubular sem inspeo quando comparado com o risco calculado do mesmo equipamento com inspeo. Na

    curva apresentada acima, por exemplo, a curva para determinao da prxima inspeo seria deslocada para a

    esquerda conforme a figura a seguir.

    Ref. API RP 581

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    2.2 Definio das Prximas Inspees (Planejamento da Inspeo COM Histrico de Inspeo)

    O registro da inspeo pode ser utilizado para avaliar a atual condio do feixe tubular e conseqentemente realizar

    ajustes na curva de probabilidade falha.

    A inspeo fornece:

    Reduo das incertezas que proporcional a efetividade da inspeo, por exemplo, equipamentos sem

    registro de inspeo teriam incerteza de 50% e aps uma inspeo geralmente efetiva, a incerteza diminui

    para 20%. Os valores padres que demonstram a relao da efetividade da inspeo e respectivas incertezas

    esto apresentadas na tabela a seguir. Conforme o nvel de incerteza diminui, a curva Weibull se desloca

    para a direita. Note que a efetividade da inspeo est diretamente relacionada com o custo da inspeo,

    esses custos devem ser ajustados de acordo com o custo de inspeo determinado por cada empresa.

    Efetividade da Inspeo Custo da Inspeo ($) Incertezas (%)

    A Altamente Efetivo 5.000 5

    B Geralmente Efetivo 3.000 10

    C Moderadamente Efetivo 2.000 20

    D Geralmente No Efetivo 1.000 30

    E - Inefetivo 0 50

    Ref. API RP 581

    Conhecimento da condio real do feixe tubular, isto deslocaria a curva para esquerda ou direita.

    o Nos casos de corroso generalizada, os dados da espessura da parede podem ser utilizados para

    prever a falha do tubo. Para outros mecanismos de dano (vibrao, afinamento, etc) ou onde no h

    medida da espessura da parede, a previso da falha deve ser estimada.

    o Conhecendo-se a espessura da parede, a taxa de afinamento do feixe tubular pode ser determinada

    a partir da equao abaixo:

    - taxa de afinamento do feixe tubular (mm/ano)

    - espessura mdia da parede original (mm)

    espessura mdia da parede medida na ltima inspeo (mm)

    - tempo em servio (anos)

    o O tempo de vida previsto ajustado pela inspeo calculado a partir da equao abaixo:

    - Tempo de vida previsto ajustado pela inspeo (anos)

    Frao da espessura da parede remanescente que define o ponto de falha

    o J no caso onde a espessura da parede deva ser estimada, o tempo de vida previsto ajustado pela

    inspeo calculado a partir:

    ERL Tempo estimado remanescente do feixe tubular (anos)

    o Aps o clculo do PBLadj baseado na ltima inspeo, o parmetro deve ser determinado

    atravs da equao:

    (

    )

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    OBS: Parmetro beta permanece o mesmo (Weibayes).

    Normalmente, durante as inspees, so realizadas operaes mnimas de reparo e limpeza, conseqentemente os feixes no retornam para operao na condio de novo. Entretanto, alguns mtodos podem ser aplicados para estender a vida do feixe e o mesmo retornaria a operar num estado melhorado. Como seria muito conservativo considerar a data de vida do feixe como o de incio da operao, alguns ajustes dever ser realizados conforme tabela a seguir. Os ajustes dos efeitos dos esforos da extenso da vida dos feixes tubulares podem ser calculados de acordo com a equao abaixo.

    ( )

    durao do servio ajustado para atividades de extenso da vida (anos) LEF fator de extenso da vida do feixe tempo em operao desde data da instalao (anos)

    Mtodo de Extenso da Vida Fator de Extenso da Vida (LEF)

    Raqueteamento dos tubos 0,10

    Rotao dos Feixes em 180 graus 0,50

    Substituio parcial da tubulao 0,50

    Substituio total da tubulao 0,75

    Instalao de feixe redundante 0,50

    Ref. API RP 581

    Onde tdur calculado da seguinte forma:

    =Inspec Date Install Date

    New install date = Inspect Date - tadjdur

    2.3 Recomendao da Inspeo Futura

    Com os novos parmetros Weibull, a Data Alvo da nova inspeo pode ser determinada baseada no Risco Alvo. Deve-se definir qual o nvel de inspeo necessrio para no exceder o Risco Alvo durante a operao do equipamento. A figura a seguir exemplifica o impacto das inspees, onde ocorreram paradas programadas em Maro/2008 e Maro/2012. A inspeo do feixe deve ser realizada na parada de Maro/2008 porque o Risco Alvo

    (ou ) ser excedido em Fevereiro/2009. Se for realizada uma inspeo C na parada de Maro/2008, no

    necessariamente a curvatura da curva ser modificada a ponto de reduzir o risco para valores abaixo do Risco Alvo na parada de Maro/2012. Portanto, uma inspeo B recomendada.

    Ref. API RP 581

    A figura a seguir apresenta o impacto na curva caso seja realizada uma inspeo de efetividade B.

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    3 Anlise de Custo Benefcio para definir se o feixe dever ser Substitudo ou Inspecionado na prxima

    Parada

    O clculo do custo benefcio considera custos das aes mitigadoras de risco sobre inspeo ou substituio do feixe. A taxa de retorno (ROR) deve ser adicionada ao custo de substituio do feixe para encorajar atividades de inspeo ao invs de substituio do feixe. A deciso da inspeo ou substituio na prxima parada pode ser realizada comparando-se o Incremento do Risco ($) associado com o deferimento com o custo da prpria ao.

    O incremento do risco esperado, associado ao deferimento da inspeo ou substituio do feixe tubular numa

    prxima parada pode ser calculado de acordo com a equao abaixo:

    =

    ( [

    ( )

    ( )

    ])

    t1 durao do servio no feixe na prxima parada (Turnaround date 1) t2 durao do servio no feixe na parada subsequente (Turnaround date 2)

    Se > (Custoinsp + Customanut) * (1 + ROR) deve-se inspecionar o feixe

    Se > (Custofeixe + Customanut) * (1 + ROR) deve-se trocar o feixe

    O tipo de inspeo dever ser definido utilizando-se os diversos custos de inspeo e categorias apresentados anteriormente e comparando-se com a reduo de risco esperada para cada nvel de inspeo.

    3.1 Definio do Tempo timo de Substituio

    O tempo timo de substituio do feixe definido atravs da comparao dos custos associados a falha do feixe com os custos associados a substituio do feixe durante paradas programadas. O valor mnimo da curva mdia dos dois custos descritos o tempo timo da substituio.

    Aumentando Custo do Risco da Parada No Planejada

    ( )

    ( )

    tr varivel que define tempo de substituio planejado

    Reduzindo Custo da Substituio do Feixe

    ( ) [

    ( )]

    (

    )

    nmero de dias para uma parada planejada

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    Otimizao do Custo Total

    ( )

    ( ) ( )

    - tempo estimado de servio do feixe como funo do intervalo de tempo de substituio (anos)

    Vida mdia dos feixes que falhariam no intervalo do tempo de substituio (anos)

    Vida mdia dos feixes que no falhariam no intervalo de tempo de substituio (anos)

    (

    )

    - Vida mdia dos feixes que falhariam antes do tempo da substituio planejada.

    ( )

    - Vida mdia dos feixes que no falhariam antes do tempo da substituio planejada.

    O processo de otimizao dos custos totais se inicia com um intervalo de substituio baixo em que os custos so calculados. Este intervalo incrementado e os custos calculados para cada incremento (n=n + 1). Em algum momento, os custos sero mnimos, indicando o tempo timo da substituio. Os seguintes passos devero ser seguidos:

    1. Selecionar um passo de tempo adequado, ts (dias). Um valor ts= 7 deve ser suficiente. O clculo deve iniciar com n=1.

    2. Determinar o intervalo de substituio planejada, trn = n * ts.

    3. Calcular a Probabilidade de Falha no intervalo de substituio planejada no incremento n, ( ) e nos

    parmetros Weibull baseados na ltima inspeo do feixe. O valor de tempo a ser utilizado na equao de Weibull trn

    4. Calcular o ESLf,n 5. Calcular o ESLp,n 6. Calcular o ESLn. Para o incremento inicial n=1, quando tr=ts, , ESLf,n-1 = 0.0

    7. Calcular o ( )

    8. Calcular o ( )

    9. Calcular o ( ) 10. Aumentar o nmero de incremento em 1 (n=n+1) e repetir passos 2 ao 9 at se atingir o valor mnimo de

    ( ) no passo 9 11. O tempo timo de substituio do feixe, totimo ser o valor de trque minimiza ( ).

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    4 EXEMPLO

    Um novo trocador de calor, que no possui registros ser instalado na unidade, e para avaliar o desempenho

    aproximado do novo trocador, foram considerados alguns trocadores j existentes na unidade. Os registros de falha

    dos trocadores existentes e que so similares ao novo trocador esto apresentados na tabela a seguir.

    TAG Em operao (anos) Falha reportada?

    191-X-25A-T1 18 Sim

    191-X-25A-T2 22 Sim

    191-X-25A-T3 16 No

    E101-A-T1 10 Sim

    E322-A-T1 12 No

    E322-A-T2 13 No

    HE-115-T1 14 Sim

    HE-115-T2 25 No

    PR649-T1 8 Sim

    Ref. API RP 581

    Observe que so nove trocadores de calor que apresentaram juntos cinco falhas e quatro suspenses. Os primeiros

    trs registros so dados dos registros de inspeo do trocador 191-X-25A em trs diferentes momentos.

    4.1 Clculo da Probabilidade

    Os dados foram plotados considerando-se a distribuio Weibull e esto apresentados na figura a seguir.

    Os parmetros Weibull calculados foram e . O parmetro pve% de 99,9 indica que a

    distribuio Weibull adequada aos dados de falha. A probabilidade de falha do feixe, em funo do tempo, pode

    ser determinada a partir da equao a seguir.

    ( ) [ (

    )

    ] [ (

    )

    ]

    OBS: Caso exista histrico de inspeo do feixe tubular (pelo menos dois histricos), pode-se considerar que o

    parmetro permanece o mesmo (Weibayes) e o parmetro pode ser recalculado atravs da equao abaixo que

    para este exemplo foi recalculada.

    (

    )

    =[( ) ( ) ( )

    ]

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    Note que 22,16 anos um valor um pouco acima dos 20,45 anos que foi calculado utilizando-se os registros.

    Importante ressaltar que o perodo do histrico deve ser representativo de condies estveis, ou seja, sem

    mudanas nas condies de processo, reprojeto do feixe, metalurgia, etc.

    4.2 Clculo da Conseqncia

    Considerando-se que os seguintes dados foram fornecidos pela unidade para o clculo da conseqncia.

    Custos da Produo da Unidade: $100.000/dia

    Impacto na Produo: Bypass do feixe ocasiona 25% de reduo na taxa de produo

    Dias de Parada Programada para reparo: 1 dia

    Dias de Parada Corretiva para reparo: 4 dias

    Custos para substituio do feixe: $25.000

    Custo de manuteno associado com a substituio do feixe: $25.000

    Impacto ambiental: $0

    Risco Alvo Financeiro da Empresa: $75.000

    (

    ) (

    )

    (

    )

    4.3 Clculo da Probabilidade Mxima Aceitvel

    A partir do Risco Alvo Financeiro da Empresa de $75.000, calcula-se a probabilidade mxima aceitvel.

    =

    4.4 Incertezas e Planejamento da Primeira Inspeo

    Caso no exista uma amostra suficiente de dados de inspeo, ou pouca informao sobre o feixe, um valor de

    incerteza de 50% (API RP 581) utilizado para considerar as aproximaes e incertezas dos dados similares. A figura

    abaixo mostra a curva do exemplo considerando a incerteza de 50%.

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    A Probabilidade Mxima Aceitvel, , calculada anteriormente foi de 50% e baseada na curva de probabilidade,

    recomenda-se que a primeira inspeo seja realizada com 7,1 anos aps a instalao. Note que se fosse utilizado os

    dados sem considerar a incerteza, a primeira inspeo seria realizada com 14,7 anos aps a instalao. Esta aplicao

    demonstra o efeito direto das incertezas nas inspees sobre o clculo do risco e no plano de inspeo subseqente.

    4.5 Planejamento das Inspees Subseqentes

    No decorrer do tempo, as incertezas comeam a diminuir devido as inspees realizadas no feixe tubular e obteno

    de dados reais passam a ser utilizados. A tabela a seguir mostra intervalos de inspeo para a probabilidade de falha

    de 50% com diversos valores de incerteza.

    Distribuio Weibull ( =2,568 e =20,45) Incerteza Probabilidade Mxima Aceitvel de 50%

    0% 14,7

    5% 13,54

    10% 12,8

    20% 11,4

    30% 9,98

    50% 7,1

    4.6 Previso da data de falha do tubo baseado na Medio de Espessura (condio atual do feixe)

    A curva de probabilidade de falha pode ser modificada, com mais preciso, conhecendo-se a real condio do feixe

    tubular atravs dos registros de espessura do feixe.

    Suponha que no exemplo acima, o feixe tubular possui os dados abaixo:

    Data da instalao Janeiro/1992 com espessura da parede, torig, de 0,12 in.

    Junho/2000 Feixe tubular possuia corroso generalizada mnima no lado de fora do feixe, 10% dos tubos

    foram amostrados utilizando-se paqumetros digital, e foi encontrado uma espessura media de parede de

    0,11 in (8,5% perda de espessura). Foi realizado o hidro-teste do feixe sem vazamentos. Efetividade da

    Inspeo definida como C.

    Setembro/2003 Feixe demonstrou perda mnima de espessura da parede para 0,104 in mdia (13% perda

    de espessura). Foi realizado o hidro-teste do feixe sem vazamentos. Efetividade da Inspeo definida como

    C.

    Definio de falha como sendo 50% de espessura da parede sendo usada, i.e. RWTf = 0,5.

    O feixe foi inspecionado em Setembro/2013 aps 11,75 anos de servio, neste perodo a espessura da parede iniciou

    em 0,12 in e diminuiu para 0,104 in. A taxa de afinamento calculada a seguir.

    O tempo de vida previsto ajustado pela inspeo calculado a partir da equao abaixo:

    Nesta taxa, a espessura mdia da parede atingiria 50% em 44,1 anos ou em Setembro/2047. Observe que atravs

    dos dados reais, conclui-se que o feixe tubular est numa condio muito melhor do que do equipamento similar

    utilizado na curva de probabilidade de falha (falha estimada em 7,1 anos).

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    OBS: O clculo acima vlido quando o mecanismo de dano dominante corroso generalizada. Casos em que o

    mecanismo de dano atuante seja outro (por exemplo, vibrao), deve-se considerar a estimativa de vida

    remanescente .

    4.7 Ajuste na curva de falha baseado na condio atual do feixe

    O parmetro pode ser recalculado atravs da equao abaixo que considera a falha prevista de 44,1 anos

    adicionalmente aos dados originais.

    (

    )

    =[

    (( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ) ( ) )]

    A figura abaixo mostra a nova curva plotada. Note que o parmetro continua o mesmo e curva deslocada para a

    direita. A inspeo de Setembro/2003 provocou os seguintes ajustes:

    Reduo da incerteza de 50% (sem inspeo) para 30% (inspeo C), devido a utilizao do paqumetro

    digital.

    A base da curva contendo os dados do equipamento similar foi deslocada para a direito, pois o novo dado

    44,1 anos, demonstrou que o feixe estava numa condio superior ao do feixe similar utilizado para anlise.

    Com o novo dado da condio atual do feixe tubular o intervalo mximo para a probabilidade de falha de 50% pode

    ser recalculado.

    ( [ ])

    ( [ ])

    O intervalo de inspeo aumentou de 7,1 anos para 17,1 anos.

    4.8 Futura Inspeo Recomendada

    Com os novos parmetros Weibull e o Risco Alvo, a Data Alvo da nova inspeo pode ser determinada baseada. Deve-se definir agora, qual o nvel de inspeo necessrio para no exceder o Risco Alvo durante a operao do equipamento. A figura a seguir exemplifica o impacto das inspees, onde ocorreram paradas programadas no trocador deste exemplo em Maro/2008 e Maro/2012. A inspeo do feixe deve ser realizada na parada de

    Maro/2008 porque o Risco Alvo (ou ) ser excedido em Fevereiro/2009. Se for realizada uma inspeo C na

    parada de Maro/2008, no necessariamente a curvatura da curva ser modificada a ponto de reduzir o risco para valores abaixo do Risco Alvo na parada de Maro/2012. Portanto, uma inspeo B recomendada.

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    Ref. API RP 581

    A figura a seguir apresenta o impacto na curva caso seja realizada uma inspeo de efetividade B.

    4.9 Anlise de Custo Benefcio para definir se o feixe dever ser Substitudo ou Inspecionado na

    prxima Parada

    Calcular o incremento do risco esperado, associado ao deferimento da inspeo ou substituio do feixe

    tubular numa prxima parada pode ser calculado de acordo com a equao abaixo:

    =

    ( [

    ( )

    ( )

    ])

    t1 durao do servio no feixe na prxima parada (Turnaround date 1) t2 durao do servio no feixe na parada subsequente (Turnaround date 2)

    Se > (Custoinsp + Customanut) * (1 + ROR) deve-se inspecionar o feixe

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    Se > (Custofeixe + Customanut) * (1 + ROR) deve-se trocar o feixe

    Caso seja decidido que o tubo seja inspecionado, o tipo de inspeo dever ser definido utilizando-se os diversos custos de inspeo, apresentados na tabela a seguir, e comparando-se com a reduo de risco esperada para cada nvel de inspeo.

    Efetividade da Inspeo Custo da Inspeo ($) Incertezas (%)

    A Altamente Efetivo 5.000 5

    B Geralmente Efetivo 3.000 10

    C Moderadamente Efetivo 2.000 20

    D Geralmente No Efetivo 1.000 30

    E - Inefetivo 0 50

    Ref. API RP 581

    Caso seja decidido que o feixe seja substitudo, deve-se determinar o tempo timo de substituio do feixe

    atravs da curva de custos associados a falha do feixe com o custo da substituio associada a parada

    programada.

    o Aumentando Custo do Risco da Parada No Planejada

    ( )

    ( )

    tr varivel que define tempo de substituio planejado

    o Reduzindo Custo da Substituio do Feixe

    ( ) [

    ( )]

    (

    )

    nmero de dias para uma parada planejada

    o Otimizao do Custo Total

    ( )

    ( ) ( )

    - tempo estimado de servio do feixe como funo do intervalo de tempo de substituio (anos)

    vida mdia dos feixes que falhariam no intervalo do tempo de substituio (anos)

    vida mdia dos feixes que no falhariam no intervalo de tempo de substituio (anos)

    (

    )

    - vida mdia dos feixes que falhariam antes do tempo da substituio planejada.

    ( )

    - vida mdia dos feixes que no falhariam antes do tempo da substituio planejada.

    O processo de otimizao dos custos totais se inicia com um intervalo de substituio baixo em que os custos so calculados. Este intervalo incrementado e os custos calculados para cada incremento (n=n + 1). Em algum momento, os custos sero mnimos, indicando o tempo timo da substituio. Os seguintes passos devero ser seguidos:

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    1. Selecionar um passo de tempo adequado, ts (dias). Um valor ts= 7 deve ser suficiente. O clculo deve iniciar com n=1.

    2. Determinar o intervalo de substituio planejada, trn = n * ts.

    3. Calcular a Probabilidade de Falha no intervalo de substituio planejada no incremento n, ( ) e nos

    parmetros Weibull baseados na ltima inspeo do feixe. O valor de tempo a ser utilizado na equao de Weibull trn

    4. Calcular o ESLf,n 5. Calcular o ESLp,n 6. Calcular o ESLn. Para o incremento inicial n=1, quando tr=ts, , ESLf,n-1 = 0.0

    7. Calcular o ( )

    8. Calcular o ( ) 9. Calcular o ( ) 10. Aumentar o nmero de incremento em 1 (n=n+1) e repetir passos 2 ao 9 at se atingir o valor mnimo de

    ( ) no passo 9 11. O tempo timo de substituio do feixe, totimo ser o valor de trque minimiza ( ).

    Autor: Fbio Kazuo Oshiro

    Consultor de Risco e Confiabilidade

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