testes de vazamento

ESPECIALIZAOEMINSPEODE EQUIPAMENTOSINDUSTRIAIS

TESTES DE VAZAMENTOTESTESDEVAZAMENTOEMEQUIPAMENTOSDEPRESSOQ

Prof.Msc.FabioTofoli

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadeA histria da localizao de vazamento e do ensaio de

estanqueidade longa, visto que os romanos j realizavam

i id d i d ina antiguidade estas inspees no destrutivas em seus

barris de vinho. Os barris, feitos com juntas vedadas com

resina, eram imersos em um tanque contendo gua. Se

fosse constatado o desprendimento de bolhas de ar atravsfosse constatado o desprendimento de bolhas de ar atravs

de uma junta de um determinado barril, ento era porque

ela no estava bem vedada. Neste caso, o vinho precioso

que viesse a ser armazenado neste barril poderia seque viesse a ser armazenado neste barril poderia se

transformar em vinagre.

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidade

Testes de Estanqueidade so utilizados para verificar se um

produto apresenta algum tipo de vazamento O produtoproduto apresenta algum tipo de vazamento. O produto

pode ser um recipiente plstico, uma vlvula, uma torneira,

o tanque de combustvel de um carro, o tanque subterrneo

do posto de gasolina etc. Existem vrios mtodos parado posto de gasolina etc. Existem vrios mtodos para

verificar o vazamento, cada um mais adequado s

caractersticas do produto em teste.


Podemoscitarosseguintesmtodosmaiscomuns:

Deteco por queda de presso simples; Detecoporquedadepressosimples;

Detecoporpressodiferencial;

Detecoporfluxodemassa;

Deteco por gs hlio;Detecoporgshlio;

Detecoporultrasom;

Detecoporvariaodovolumedelquido;

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadeA localizao do vazamento e do ensaio de estanqueidade jA localizao do vazamento e do ensaio de estanqueidade j

se encontram bem incorporados famlia dos ensaios no

destrutivos, ao lado da radiografia, das correntes parasitas,

do ultrasom e dos lquidos penetrantes para citar algunsdo ultra som e dos lquidos penetrantes, para citar alguns

dos ensaios mais importantes. A localizao de vazamento e

o ensaio de estanqueidade tm adquirido uma importncia

cada vez maior ao longo do tempo, visto que asg p , q

especificaes de estanqueidade para produtos fabricados

pela indstria esto se tornando cada vez mais severas.

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadeOs vazamentos que ocorrem atravs dos diferentes tipos deOs vazamentos que ocorrem atravs dos diferentes tipos de

descontinuidades podem serem classificados em :

Vazamento em junta que no pode ser desfeita (porexemplo junta soldada brasada ou colada);exemplo, junta soldada, brasada ou colada);

Vazamento em junta que pode ser desfeita (por exemplo,junta flangeada, aparafusada ou com tampa);

Vazamento em poro ou trinca (ocorre especialmentep ( paps a conformao mecnica ou a solicitao trmica do

material);

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidade Vazamento frio ou quente (que reversvel, visto que adescontinuidade por onde ele ocorre se abre e se fecha

f t t t di i i)conforme a temperatura aumenta ou diminui);

Vazamento virtual (devido liberao de gsproveniente, por exemplo, do interior de uma cavidade, de

uma fresta ou de um volume aprisionado bem como uma fresta ou de um volume aprisionado, bem como

vaporizao de resto de lquido);

Vazamento indireto (que ocorre em tubulao, de guaou de ar, por exemplo, em um sistema de vcuo ou de umou de ar, por exemplo, em um sistema de vcuo ou de um

forno).


Um fenmeno que faz com que um objeto seja considerado

como no sendo estanque, que, porm no constitui um

defeito, a permeao, ou seja, a passagem natural de gsdefeito, a permeao, ou seja, a passagem natural de gs

atravs dos diferentes materiais, como, por exemplo,

atravs de mangueira de borracha ou de um Oring de

elastmero.

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadePode ocorrer que uma descontinuidade seja estanquePode ocorrer que uma descontinuidade seja estanque

quando a presso for maior de um lado, mas que permita

que ocorra um vazamento se a presso maior for do outro

lado do objeto. Por isso, um objeto de ensaio deve ser

inspecionado segundo as mesmas condies de servio, isto

l d (i ) d i d, o lado (interno ou externo) de maior presso deste

objeto de ensaio deve ser aquele que se encontrar sob

maior presso quando ele estiver em servio.


Se for possvel e tecnicamente vivel, um objeto que

trabalha com presso interna maior que a atmosfrica devetrabalha com presso interna maior que a atmosfrica deve

ser inspecionado, ento, com uma presso interna maior

que 1 bar.

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadeOs mtodos de localizao de vazamento e de ensaio deOs mtodos de localizao de vazamento e de ensaio de

estanqueidade podem ser classificados em dois grupos.

Se a presso interna de um objeto a ser ensaiado formaior que a presso externa, ento a presso em seumaior que a presso externa, ento a presso em seu

interior far com que o fluido (gs ou lquido) que ele

contm escape para fora atravs de uma descontinuidade

relativamente grande que porventura possa existir.g q p p


Se a diferena entre a presso interna e externa for muito

grande a quantidade de fluido que escapar (taxa degrande, a quantidade de fluido que escapar (taxa de

vazamento) ser maior que aquela que escaparia caso esta

diferena fosse pequena.

A presso interna menor que a externa Neste caso o A presso interna menor que a externa. Neste caso, ofluido que se encontra no lado de fora do objeto de ensaio

ir penetrar nele atravs de uma descontinuidade at que a

presso externa e interna se igualem.p esso e te a e te a se gua e


Portanto:

1 Um objeto s pode ser ensaiado quando a regio (parede) a1. Um objeto s pode ser ensaiado quando a regio (parede) a

ser inspecionada estiver sujeita a uma diferena de presso;

2. Deve haver transporte de matria atravs de uma

descontinuidade sendo que este transporte de matria isto descontinuidade, sendo que este transporte de matria, isto ,

o vazamento, tem que poder ser detectado ou quantificado

atravs de um mtodo de inspeo adequado.


O simples fato de uma substncia passar por uma

descontinuidade de um recipiente, entretanto, no significa que

este recipiente no esteja em condies de ser utilizado pelo

i A d d d fi l id d d d usurio. A adequao para uma dada final idade depender,

naturalmente, a que o recipiente se destina. Uma pequena

descontinuidade pode no permitir a passagem de lquido,

porm pode deixar passar por ela uma quantidade enorme deporm pode deixar passar por ela uma quantidade enorme de

gs, visto que a viscosidade das molculas dos lquidos maior

que a das molculas ou tomos dos gases


A taxa de vazamento mxima admissvel que determinar se

um dado objeto com uma descontinuidade ou seja que no um dado objeto com uma descontinuidade, ou seja, que no

100 % estanque, ou no adequado para uma finalidade

especfica.


Existem diversas definies para o termo tecnicamente

ESTANQUE Este termo logicamente encontra se definido naESTANQUE . Este termo, logicamente, encontrase definido na

TRB 600. Segundo esta norma, um objeto dito ESTANQUE

quando a sua taxa de vazamento, medida com um mtodo de

ensaio adequado e com sensibilidade suficiente menor que aensaio adequado e com sensibilidade suficiente, menor que a

taxa de vazamento mxima admissvel.

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadeAntes de iniciar a inspeo o inspetor precisa saber qual aAntes de iniciar a inspeo, o inspetor precisa saber qual a

taxa de vazamento mxima admissvel para o objeto de ensaio

em questo, bem como para qual diferena de presso e para

qual meio de ensaio ela foi especificada. Uma taxa dequal meio de ensaio ela foi especificada. Uma taxa de

vazamento mxima admissvel que no esteja acompanhada

destas duas informaes relativas s condies de ensaio, no

tem significado algum.g g

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadeAlm disso o inspetor deve saber como proceder quando a taxaAlm disso, o inspetor deve saber como proceder quando a taxa

de vazamento do objeto de ensaio medida for maior que a taxa

de vazamento mxima admissvel, isto , se ou no preciso

localizar o vazamento e, caso isso seja necessrio, como realizarlocalizar o vazamento e, caso isso seja necessrio, como realizar

a localizao. Quando economicamente vantajoso ou existe o

perigo contaminar o meio ambiente, sempre necessrio

reparar o local por onde ocorre o vazamento. Com essep p

objetivo, fazse um ensaio de estanqueidade local ou, como

l di l linormalmente se diz, localizase o vazamento.

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadeSe no for necessrio reparar o objeto de ensaio, o queSe no for necessrio reparar o objeto de ensaio, o que

normalmente ocorre quando se inspeciona objetos baratos

fabricados em srie, como lmpadas incandescentes, pequenos

recipientes, latas, etc., ento o objetivo da inspeo somente

saber qual a taxa de vazamento do objeto de ensaio. Neste

f i d id d d d icaso, fazse um ensaio de estanqueidade adequado para o tipo

de inspeo desejada, sendo este ensaio conhecido tambm

como ensaio de estanqueidade integral. No ensaio de

estanqueidade integral medido o somatrio das taxas deestanqueidade integral medido o somatrio das taxas de

vazamento de objeto de ensaio.

Teste de EstanqueidadeTestedeEstanqueidadeO inspetor tem que conhecer uma srie de informaes antes

de decidir como ser feito o ensaio, como:

Q l dif d d i Qual a diferena de presso que ser empregada na inspeo;

Se o objeto de ensaio pode ser pressurizado ou evacuado;

Qual ser o meio de ensaio (gs ou lquido);

Se o objeto de ensaio resistente ao meio de ensaio; Se o objeto de ensaio resistente ao meio de ensaio;

Qual a taxa de vazamento mxima admissvel (com qual

meio de ensaio, com que diferena de presso e, se for o caso, a

que temperatura ela dever ser determinada);que temperatura ela dever ser determinada);

Se o ensaio a ser realizado local ou integral.

Queda de PressoQuedadePresso

A verificao da estanqueidade pela queda presso, baseia

se na alterao da presso interna do produto em teste numse na alterao da presso interna do produto em teste, num

perodo de tempo determinado. Esta variao pode ser

medida por um sensor simples ou um sensor diferencial. No

segundo caso, a presso de teste aplicada ao produto e asegundo caso, a presso de teste aplicada ao produto e a

um reservatrio de referncia com volume igual ao do

produto em teste.


O reservatrio de referncia deve ser estanque. Medese

ento a diferena de presso entre o produto em teste e oento a diferena de presso entre o produto em teste e o

reservatrio de referncia. Como medese diretamente a

diferena de presso, podese chegar a uma sensibilidade e

estabilidade muito maiores se comparado deteco porestabilidade muito maiores se comparado deteco por

sensor simples.


Um produto estanque aquele que permite a manuteno

da um determinado fluido em seu interior sem apresentarda um determinado fluido em seu interior sem apresentar

um vazamento para o meio externo. O nvel de

estanqueidade desejado depende da aplicao do produto.

Para tanto, necessrio verificar qual o grau de exigncia doPara tanto, necessrio verificar qual o grau de exigncia do

produto para se determinar o nvel de estaqueidade correto

sem encarecer demais o processo e por consequncia, o

produto.p


Teoricamente, no se pode falar em estanqueidade absoluta,

pois no dispomos de mtodos para verificar esta condiopois no dispomos de mtodos para verificar esta condio.

Se a estanqueidade de determinado elemento fosse

absoluta, ou seja, vazamento zero, teramos que esperar um

tempo infinito para a verificao desta condio. O que se faztempo infinito para a verificao desta condio. O que se faz

na prtica definir um limite mximo aceitvel para o

vazamento que no prejudica o desempenho do produto.


Uma unidade bastante utilizada para definir o nvel de

vazamento permitido o cm / min (centmetro cbico porvazamento permitido o cm / min (centmetro cbico por

minuto). Se o limite estabelecido para a tubulao do avio

for, por exemplo, 0,001 cm/min, significa que, se

recolhermos todo o combustvel que vazar durante 1.000.000recolhermos todo o combustvel que vazar durante 1.000.000

de minutos (694 dias) no poder passar de 1 litro.


O fluido utilizado no teste de estanqueidade, muitas vezes,

por questo de praticidade ou segurana no aquelepor questo de praticidade ou segurana, no aquele

utilizado pelo produto. No teste da tubulao do avio

normalmente ser utilizado um gs inerte em substituio ao

combustvel. Desta forma o limite mximo de vazamentocombustvel. Desta forma o limite mximo de vazamento

exigido, dever ser adequado ao fluido de teste utilizado.


Se for utilizado o gs hlio, por exemplo, que tem uma

molcula bem menor que a dos hidrocarbonetos quemolcula bem menor que a dos hidrocarbonetos que

compe o combustvel, devese esperar um nvel maior de

micro vazamento para o hlio.


Para normalizar a unidade de medio do vazamento, de

forma que ela possa ser comparada em experimentosforma que ela possa ser comparada em experimentos

diferentes, utilizaremos o esquema abaixo:


O frasco representa o produto em teste com um volume

interno V1 e uma presso de teste P1 O balo representa ointerno V1 e uma presso de teste P1. O balo representa o

volume que vazou (V2), medido na presso P2 (normalmente

a presso atmosfrica). Estamos considerando a utilizao de

um gs como fluido de teste. Se este gs apresentar umaum gs como fluido de teste. Se este gs apresentar uma

massa molecular pequena e no utilizarmos grandes

presses, poderemos considerar que se comportar como

um gs perfeitog p


Neste caso, pela lei dos gases, em qualquer instante vale a

seguinte equao:seguinte equao:

Onde R se manter constante desde que a quantidade de gsOnde R se manter constante desde que a quantidade de gs

dentro do volume V1 no se altere. Se por exemplo ns

injetarmos o dobro de molculas do gs dentro do volume

V1 mantendo a temperatura T constante a presso finalV1, mantendo a temperatura T constante, a presso final

ser 2P1.


Podemos concluir ento que a variao da presso P1 ser

diretamente proporcional variao da quantidade de gsdiretamente proporcional variao da quantidade de gs

dentro do volume V1 ( considerando V1 e T constantes), ou

seja:


P l l l l V2 t l R dPara calcularmos qual o volume V2 que esta parcela R de

gs ocupar na presso P2 (presso atmosfrica) temos:

Substituindo,

E se considerarmos que V2 = Patm:E se considerarmos que V2 Patm:


P t f l l l V1 t d lPara esta frmula valer, o volume V1 todo o volume

submetido presso P1, durante o teste. Ou seja,

deveremos acrescentar o volume do equipamento

(mangueiras conexes etc aps a vlvula estanque que(mangueiras, conexes etc aps a vlvula estanque que

aplica a presso de teste) ao volume V1 do produto em

teste.


P t d P1 itPara um vazamento pequeno, onde P1 muito menor

que P1, o volume V2 do gs vazado, ser proporcional ao

tempo de teste, ento podemos chegar frmula que

define o vazamento em funo do tempo de testedefine o vazamento em funo do tempo de teste.


V id i t d fi i Vamos considerar as seguintes definies:

Vz = vazamento total em cm/min;

Pt = variao da presso de teste durante o tempo de

teste em mBar;teste em mBar;

Ts = Tempo de teste em segundos;

Vp = Volume interno em cm do produto em teste;

Ve = Volume em cm acrescentado pelas conexes eVe Volume em cm acrescentado pelas conexes e

mangueiras do equipamento;


P d t h i t f l fi lPodemos ento chegar seguinte frmula final para

definir o vazamento em funo da queda de presso:

Vz = (Pt x (Vp + Ve)x 60) / (1000xTs)Vz =(Ptx(Vp +Ve)x60)/(1000xTs)

O fator 60 para transformar o resultado em cm/min e

o fator 1000 pela definio de Pt em mBar.o fator 1000 pela definio de Pt em mBar.


S d j l d lt d Se desejarmos o valor da alterao da presso em

funo do limite mximo de vazamento especificado,

podemos utilizar a frmula:

Pt = (Vz x Ts x 1000) / ((Ve + Vp) x 60)


E iExerccio:

Um frasco tem um volume interno de 2 litros e o volume

acrescentado pelo equipamento de 0,1litro. Com uma

presso de teste de 10 bar foi constatada uma variaopresso de teste de 10 bar, foi constatada uma variao

de presso de 1mBar em 5 minutos de teste. Qual o

valor do vazamento?


T 5 60 300Ts =5x60=300s

Pt =1mBar

V1=2Litros=2000cm

Ve = 0 1 Litro = 100 cmVe =0,1Litro=100cm

aplicandoafrmula:

Vz =(1x(2000+100)x60)/(1000x300)

Vz = 0,42 cm / minVz 0,42cm /min


Consideraes:

As demonstraes anteriores evidenciaram 2 pontos crticosAs demonstraes anteriores evidenciaram 2 pontos crticos

nos testes de estanqueidade por queda de presso:

A temperatura do fluido de teste e o volume do produtoem teste. Para que o resultado da medio seja correto, estesem teste. Para que o resultado da medio seja correto, estes

dois parmetros devem permanecer absolutamente

constantes durante o teste.


Na prtica isto no acontece, uma vez que, ao aplicarmos o

fluido de teste este normalmente no estar mesmafluido de teste, este normalmente no estar mesma

temperatura do produto, alm de sofre alterao de sua

temperatura inicial em funo do processo de compresso ao

ser injetado no produto.ser injetado no produto.

O volume tambm se altera, pois o produto poder seexpandir com a presso interna do fluido de teste.


Outros fatores importantes que causaro a alterao dovolume do produto so as foras exercidas pelos cilindros devolume do produto so as foras exercidas pelos cilindros de

fixao ou conexo, normalmente utilizados no equipamento

de teste. Neste ltimo caso, a alterao do volume s ser

crtica se as foras exercidas pelos cilindros se alteraremcrtica se as foras exercidas pelos cilindros se alterarem

durante o teste, submetendo o produto a deformaes

diferentes.


Para minimizar esta condio sempre bom prever que osfins de curso destes cilindros sejam providenciados porfins de curso destes cilindros sejam providenciados por

batente mecnico ao invs de serem definidos pela forma do

produto em teste.

Queda de PressoQuedadePressoA perda de 3 m de gs em um ano (qL = 108.mbar..s1)

atravs de uma descontinuidade de alguns dcimos de

il i d il t (0 4 ) d di t lmilsimo de milmetro (0,4 m) de dimetro, por exemplo,

pode dar a impresso de que por essa descontinuidade no

pode passar nada. Esta aparncia engana, visto que por

esta descontinuidade podem atravessar a cada segundoesta descontinuidade podem atravessar, a cada segundo,

250.000.000.000 de tomos de hlio. Apesar disso, a taxa de

vazamento mxima admissvel para a maior parte dos casos

de aplicao tcnica gira em torno de 106 a 108 mbar..s1, ode aplicao tcnica gira em torno de 10 a 10 mbar..s , o

que permite classificar o objeto como sendo ESTANQUE.


No se deve esquecer, todavia, que em um volume de um

litro (isto , em 1.000 cm3 ou em 1.000.000 mm3), presso

bi t i t d 25 000 000 000 000 000 000 000ambiente, existem cerca de 25.000.000.000.000.000.000.000

(ou 2,5x1022) de tomos.


d lCom isto, podese constatar claramente o quanto o termo

taxa de vazamento mxima admissvel importante para

um dado objeto. Um recipiente que tenha uma taxa de

vazamento de 1x104 mbar s1 por exemplo apresenta umavazamento de 1x10 4 mbar..s 1, por exemplo, apresenta uma

estanqueidade boa o suficiente para ser utilizado em uma

instalao que opera com gua, visto que ele no deixar em

hiptese alguma vazar guahiptese alguma vazar gua

Queda de PressoQuedadePressoContudo, se este mesmo recipiente for usado em uma

indstria qumica para a produo de gases txicos,

l t t il i ( ) d t tprovavelmente somente um milsimo (ou menos) desta taxa

de vazamento mxima, ou seja, 1x107 mbar..s1, pudesse

ser tolerado.


No caso deste recipiente ser usado em um equipamento de

ultraalto vcuo, como, por exemplo, em um ciclotron ou em

um equipamento de implantao de ons, at mesmo uma

t d t d t d d d (1 10 7taxa de vazamento desta ordem de grandeza (1x107

mbar..s1) seria intolervel, visto que atravs de uma

descontinuidade que apresentasse esta taxa de vazamento

passaria uma enorme quantidade de tomos para dentro dopassaria uma enorme quantidade de tomos para dentro do

recipiente.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaA deteco de vazamento e eventualmente o ensaio deA deteco de vazamento e, eventualmente, o ensaio de

estanqueidade realizados com o mtodo da bolha consistem,

basicamente, em tornar visvel o desprendimento de bolhas

em uma descontinuidade do objeto de ensaio, de maneiraem uma descontinuidade do objeto de ensaio, de maneira

que o local do vazamento possa ser identificado e a taxa de

vazamento determinada. A diferena de presso empregada

no ensaio com o mtodo da bolha feita de tal maneira queq

a presso no interior do objeto de ensaio seja maior que a

presso externa.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaA superfcie externa do objeto de ensaio molhada seja porA superfcie externa do objeto de ensaio molhada, seja por

imerso em um banho lquido ou atravs de borrifagem; e

caso exista uma descontinuidade atravs da qual escape uma

quantidade significativa de gs ou vapor, ento haver aquantidade significativa de gs ou vapor, ento haver a

formao de bolhas, que, dependendo do tamanho que

apresentam e da frequncia com que se formam, permitem

determinar o tamanho da descontinuidade.

Mtodo da BolhaMtododaBolha

Existem diversas maneiras de fazer ensaio de estanqueidade

ou detectar vazamento com o mtodo da bolha. A

pressurizao do objeto de ensaio pode ser realizada tanto

com gs (ar ou nitrognio) como com lquido que apresente

baixa temperatura de ebulio.


Mtodo da Bolha por Imerso

O mtodo da bolha por imerso consiste em insuflar gs (arp g (

ou nitrognio) em um objeto de ensaio e observar,

imediatamente aps o mesmo ter sido imerso em um

recipiente contendo gua, a formao e o desprendimento

de bolhas. A sensibilidade deste mtodo de ensaio pode ser

t d d d i i t t aumentada se as paredes do recipiente que contm gua

forem transparentes e se for feito vcuo acima da superfcie

do nvel da gua.


Mtodo da Bolha por Imerso

As bolhas de gs que se desprendem do objeto de ensaiog q p j

aumentam de tamanho, devido baixa presso reinante

dentro do recipiente que contm gua, o que permite que

sejam detectadas com maior facilidade.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaEm vez de se empregar gua o ensaio pode ser conduzidoEm vez de se empregar gua, o ensaio pode ser conduzido

utilizandose outro tipo de lquido, de preferncia um que

possua baixa densidade, como, por exemplo, lcool.

Caso se empregue gua, entretanto, interessanteCaso se empregue gua, entretanto, interessante

desgaseificla (evacuar) antes de se realizar o ensaio. O

emprego de substncias que diminuam a tenso superficial,

como algumas gotas de detergente na gua, tambmg g g g

constitui uma medida importante que permite aumentar a

ibilid d d isensibilidade do ensaio.

Mtodo da BolhaMtododaBolha possvel medir a taxa de vazamento de uma maneira muito possvel medir a taxa de vazamento de uma maneira muito

simples: atravs da imerso de uma proveta graduada pouco

acima do local onde ocorre o vazamento, podese capturar

todas as bolhas que escapam da descontinuidade. O gs quetodas as bolhas que escapam da descontinuidade. O gs que

se acumula no interior da proveta desloca para baixo o

lquido que se encontra dentro dela. O deslocamento do

lquido pode ser lido na graduao da proveta e, com base noq p g p

tempo de observao e na quantidade de gs recolhido,

l l dcalculase a taxa de vazamento.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaMtodo da Bolha por Imerso Modificado

O mtodo da bolha por imerso modificado consiste na

i d bj d i i i f h dimerso do objeto de ensaio em um recipiente fechado, que

contm um lquido inerte A temperatura ambiente e de

baixa temperatura de ebulio, como, por exemplo, o

fluoreto de carbono FC878 cuja temperatura de ebulio fluoreto de carbono FC878, cuja temperatura de ebulio

57C, e que se encontra pressurizado com uma presso

maior que a atmosfrica (5 bar a 10 bar). Se houver alguma

descontinuidade no objeto de ensaio o lquido passa por eladescontinuidade no objeto de ensaio, o lquido passa por ela

e atinge o seu interior.


A elevada presso de vapor e a grande quantidade de vapor

(cerca de 100 vezes o volume do lquido A que lhe deu

origem) que se forma rapidamente tornam o mtodo bolha

i difi d id l i d bj tpor imerso modificado ideal para a inspeo de objetos

muito pequenos, como, por exemplo, circuitos integrados.

Mtodo da BolhaMtododaBolha absolutamente necessria a secagem de preferncia em absolutamente necessria a secagem, de preferncia em

vcuo, do objeto de ensaio antes dele ser imerso no lquido,

visto que existe o perigo da descontinuidade existente no

objeto ser obstruda por resduos de umidade queobjeto ser obstruda por resduos de umidade que

porventura estejam presentes no seu interior, o que impede

a entrada do lquido A.


A presso empregada sobre o lquido A durante a fase inicial

do ensaio deve ser de 5 bar a 10 bar, visto que o tempo de

exposio (16 h, ou at mesmo um tempo mais longo ainda)

i l id A t bj t d inecessrio para o lquido A penetrar no objeto de ensaio

depende do volume do espao interno do mesmo.


A experincia tem demonstrado que fluoretos de carbono

no reagem com os componentes dos semicondutores, bem

como que o resduo destes gases presente no interior de um

i i i d j di i d dcircuito integrado no prejudica as suas propriedades

eltricas. Estes fatos permitem considerar estes gases como

sendo inertes.


Mtodo da Bolha com Soluo Formadora de Espuma

Segundo este mtodo, a presso no interior do objeto de

ensaio tambm maior que a presso externa, porm o local

i d lh dsuspeito de apresentar vazamento molhado com uma

soluo formadora de espuma de pequena tenso

superficial. No local onde se encontra uma descontinuidade

atravs da qual escapa gs ocorre a formao de espumaatravs da qual escapa gs ocorre a formao de espuma,

cuja quantidade depende, dentre outras coisas, do tamanho

da descontinuidade.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaMtodo da Bolha com Cmara de VcuoMtodo da Bolha com Cmara de Vcuo

O mtodo da bolha com cmara de vcuo constitui, na

realidade, uma variante do mtodo da bolha com soluo

formadora de espuma supramencionado.formadora de espuma supramencionado.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaQuando se emprega a cmara de vcuo, cuja tampa feita de

um material transparente, em vez do objeto de ensaio ser

b id i f i lsubmetido a uma presso maior que a atmosfrica, o volume

definido pela cmara de vcuo sobre um determinado trecho

do objeto de ensaio evacuado, com o auxlio de uma pequena

bomba at que a presso neste volume atinja um valor situadobomba, at que a presso neste volume atinja um valor situado

entre 200 mbar e 500 mbar. A presso no deve ser menor que

200 mbar, visto que a soluo formadora de bolha comea a

desgaseificar formando bolhas e dando a impresso dadesgaseificar, formando bolhas e dando a impresso da

existncia de um vazamento que na realidade no existe.


Antes de se posicionar a cmara de vcuo sobre um

h b l ldeterminado trecho do objeto de ensaio, porm, o local a ser

ensaiado molhado com uma soluo formadora de espuma.

No local onde existe uma descontinuidade, formase, sobre o

filme de soluo formadora de espuma uma espcie defilme de soluo formadora de espuma, uma espcie de

cogumelo de espuma, cujo tamanho depende da taxa de

vazamento.


A vantagem da utilizao desta tcnica na inspeo de tanques

ou vasos de presso que o objeto de ensaio no precisa serp q j p

pressurizado e, tambm, que basta ele permitir o acesso ao

l l d l dlocal de ensaio por um lado somente.


O mtodo da bolha com cmara de vcuo bastante

empregado na deteco de vazamento em fundo de tanque dep g q

armazenamento. As soldas de filete podem ser ensaiadas com

f l d d b d lh d dfacilidade, bastando para isso escolher uma dentre as diversas

cmaras de vcuo existentes no mercado e especialmente

desenvolvidas para esta finalidade.


Outros tipos de juntas soldadas, mesmo que sejam em

estruturas ou objetos de geometria complexa, tambm noj g p ,

constituem problema, desde que o reforo das soldas no seja

l f b f l dexcessivo, visto que possvel fabricar facilmente cmaras de

vcuo especficas para cada caso.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaAplicao

O ensaio da bolha empregado tanto na produo em srie

f b i d i bj Al di l como na fabricao de um nico objeto. Alm disso, ele

utilizado intensamente tambm na manuteno e no controle

de equipamento ou instalao de fabricao. Na rea de

caldeiraria o ensaio da bolha empregado especialmente nacaldeiraria, o ensaio da bolha empregado especialmente na

inspeo de junta soldada e de tubulao.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaComo exemplos de aplicao deste mtodo de ensaio podese

citar a inspeo de:

C l d d d b b Carcaas selo de vedao de bomba;

Tubo com e sem costura;

Flange de tubulao;

Junta tubular de topo soldada; Junta tubular de topo soldada;

Espelho de trocador de calor;

Junta Soldada Em Vaso De Presso.

Mtodo da BolhaMtododaBolhaO ensaio da bolha com imerso do objeto em um recipiente

contendo lquido empregado quase que exclusivamente na

i d bj l f b i d iinspeo de objeto pequeno, geralmente fabricado em srie,

como, por exemplo, na inspeo de junta soldada de extintor

de incndio, de cilindro de armazenamento ou de transporte

de gs sob presso de carcaa de compressor de equipamentode gs sob presso, de carcaa de compressor de equipamento

ou de instalao de refrigerao, etc.

Entretanto, tambm se pode ensaiar vaso de presso de grande

volume (de at 3 m de dimetro e 15 m de comprimento) comvolume (de at 3 m de dimetro e 15 m de comprimento) com

este mtodo.


A i t d d b lh l f d dA inspeo com o mtodo da bolha com soluo formadora de

espuma apresenta algumas dificuldades quando o objeto de

ensaio tem rosca ou sistema de selagem formando uma espcie

de labirinto como por exemplo selo com lingueta ou comde labirinto, como, por exemplo, selo com lingueta ou com

ranhura, visto que a soluo formadora de espuma no pode

ser passada diretamente sobre o local a ser ensaiado. Neste

caso, pode ser que haja formao de espuma em um localcaso, pode ser que haja formao de espuma em um local

longe daquele em que realmente ocorre o vazamento.


i i d Limite de Deteco

O limite de deteco do mtodo da bolha varia de 105

mbar..s1 a 104 mbar..s1, visto que ele depende do

procedimento de ensaio estipulado bem como da tcnica (comprocedimento de ensaio estipulado, bem como da tcnica (com

soluo formadora de bolha, cmara de vcuo, etc.) empregada

e dos recursos utilizados.


Equipamentos e Instrumentos

A grande vantagem do mtodo da bolha a sua simplicidade.

Equipamentos caros e dispositivos e instrumentos auxiliares

i d d i d bj tno so necessrios, podendo a inspeo de um objeto ser

realizada com um equipamento relativamente simples.

Dependendo da tcnica a ser utilizada, devese empregar

determinados dispositivos e instrumentos de ensaiodeterminados dispositivos e instrumentos de ensaio.


Regulamentos e Normas

O resultado do ensaio realizado, bem como o certificado de

ensaio especificado na norma DIN EN 10204, deve ser

d t d f lh d l t i E t l t i tdocumentado na folha de relatrio. Este relatrio, que contm

espao para o registro de todas as informaes importantes do

ensaio, deve ter, naturalmente, todos os seus campos

preenchidos corretamentepreenchidos corretamente.


A norma DIN 3230 parte 3 descreve como deve ser conduzida a

deteco de vazamento e realizado o ensaio de estanqueidade

em instalao e equipamento industrial. Alm desta norma,

i t t t b i l t i t t APIexistem outras, tambm igualmente importantes, como a API

598 (American Petrol lndustry) e a MSS 5P61 (USA).

Ultra SomUltraSomA energia sonora gerada quando um fluido passa por umA energia sonora gerada quando um fluido passa por um

vazamento utilizada na sua deteco. Esta energia sonora

produzida pela transio de escoamento laminar para

turbulento quando o fluido atravessa um vazamento, tanto emturbulento quando o fluido atravessa um vazamento, tanto em

sistemas sob vcuo quanto sob presso. A vibrao das

molculas dos fluidos na faixa de frequncia do ultrasom a

fonte dos sinais para a localizao do vazamento.p

Ultra SomUltraSom

Ultra SomUltraSomNa inspeo, o som gerado por um vazamento detectado por

um microfone, sendo ento o sinal filtrado eletronicamente de

d d i i d b i f i A modo a remover todos os sinais de baixa frequncia. Aps

filtrado e amplificado, o sinal remanescente convertido na

faixa audvel com o auxlio de um oscilador. Atravs destes

sinais audveis aps serem conduzidos a um alto falante ou asinais audveis, aps serem conduzidos a um altofalante ou a

um decibelmetro (dB), realizada a anlise dos ultrasons

provenientes do vazamento. A grande maioria dos detectores

de vazamentos por ultrasom opera numa faixa de frequnciade vazamentos por ultra som opera numa faixa de frequncia

ao redor dos 40 kHz.

Ultra SomUltraSomIsto porque os sons de alta frequncia tendem a se propagar na

forma de um feixe direcional, enquanto que os sons de baixa

f i f ifrequncia se propagam esfericamente.

Desta forma, a deteco e localizao dos locais que emitem

sons a altas frequncias muito mais fcil do que a localizao

daqueles que emitem sons a baixa frequnciasdaqueles que emitem sons a baixa frequncias.

Os sons gerados por escoamento turbulento incluem a faixa de

30 a 5OkHz.

Ultra SomUltraSom

Ultra SomUltraSomUm vazamento pode ser localizado com ultrasom de duas

maneiras: empregando ou uma sonda normal, que captura a

d l i d d Sonda ultrasnica no ar, ou uma sonda de contato. Se a

inspeo for realizada com a sonda normal, ento possvel

localizar um vazamento a uma distncia maior que at 10

metros No caso da localizao de vazamento com a sonda demetros. No caso da localizao de vazamento com a sonda de

contato, porm, h necessidade de encostla na superfcie do

objeto que est sendo inspecionado, de maneira que a sonda

possa conduzir as vibraes acsticas do objeto de ensaio aopossa conduzir as vibraes acsticas do objeto de ensaio ao

detector de ultrasom.

Ultra SomUltraSom

Ultra SomUltraSomA grande vantagem do emprego do mtodo da deteco de

vazamento pelos ultrasons que no existe limitao com

l i d fl id j l li l d drelao ao tipo de fluido, ou seja, ele aplicvel na deteco de

fugas de lquidos, gases ou vapores, eliminando a necessidade

do uso de substncias indicadoras, como nos outros mtodos. A

sensibilidade do instrumento de detecto de vazamentossensibilidade do instrumento de detecto de vazamentos

depende de vrios fatores associados, ou seja, da sensibilidade

do detector de vazamento, da viscosidade e da velocidade do

fluido do gradiente de presso e da geometria do vazamentofluido, do gradiente de presso e da geometria do vazamento.

Ultra SomUltraSom

A versatilidade deste mtodo permite a inspeo de extensas

estruturas tais como dutos suspensos em refinarias a partir deestruturas, tais como dutos suspensos em refinarias a partir de

uma varredura do solo.

Ultra SomUltraSomPossveis Fontes de Interferncia na Deteco de VazamentoPossveis Fontes de Interferncia na Deteco de Vazamento

Motores eltricos em funcionamento;

Zumbido de transformadores;

Barulho de vlvula eltrica;Barulho de vlvula eltrica;

Compressores;

Instrumentos de regulagem (bocal, chapa de choque);

Telefones;

Dutos de vapor e de ar comprimido;

Ultra SomUltraSom

Andar em cho de plstico;

Atrito de tecidos (por exemplo, roupa engomada);(p p , p g );

Descarga eletrosttica em roupas de material sinttico

Detector de Vazamento de HlioDetectordeVazamentodeHlio

O princpio da localizao de vazamento e do ensaio deO princpio da localizao de vazamento e do ensaio de

estanqueidade empregando hlio como gs rastreador

encontrase apresentado esquematicamente na Figura abaixo.

O sistema de ensaio como um todo denominado mtodo deO sistema de ensaio como um todo denominado mtodo de

ensaio de estanqueidade.

Este mtodo envolve, alm do detector de vazamento de hlio

o objeto de ensaio, o sistema de bombas de vcuo, osj

instrumentos auxiliares necessrios e o procedimento de

iensaio.


O l d d i dO resultado de uma inspeo, como a menor taxa de

vazamento que pode ser medida com um sistema de ensaio,

por exemplo, depende muito do mtodo de ensaio empregado.

Detector de Vazamento de HlioDetectordeVazamentodeHlioMtodos de Ensaio com Hlio

Os mtodos de ensaio com hlio so divididos em dois grupos

b ibsicos:

Mtodos com sobrepresso (sonda aspiradora);

Mtodos com vcuo.


O t d d i b ( bj t d iOs mtodos de ensaio com sobrepresso (objeto de ensaio com

presso maior que a atmosfrica) ou com vcuo tambm so

classificados como sendo integral ou local.


N t d d i bj t d i Nos mtodos de ensaio com vcuo, o objeto de ensaio

evacuado e sua superfcie externa colocada em contato com

hlio. O hlio que penetrar no objeto de ensaio atravs de uma

descontinuidade existente ser ento identificado pelodescontinuidade existente ser, ento, identificado pelo

detector de vazamento de hlio. Neste caso, entretanto, o

objeto de ensaio tem que ser resistente ao vcuo, isto , ele

deve ser capaz de suportar a presso exercida pelo ardeve ser capaz de suportar a presso exercida pelo ar

atmosfrico.


E i t t t d d i i dExistem trs mtodos de ensaio com vcuo nos quais se mede a

taxa de vazamento integral (mtodos integrais):

Objeto de ensaio evacuado e conectado com o detector de

vazamento de hlio;vazamento de hlio;

Objeto de ensaio se encontra no interior de uma cmara de

vcuo, conectada com o detector de vazamento de hlio, e

pressurizado com gs de ensaio;pressurizado com gs de ensaio;

E ensaio bombing.

TubulaesTubulaes

FIM PARTE 1

Ensaio BombingEnsaioBombingProcedimento de EnsaioProcedimento de Ensaio

Todos os mtodos de ensaio vistos at o momento partem da

premissa de que o objeto de ensaio possui um orifcio atravs

da qual pode ser introduzido gs de ensaio nele ou tem umda qual pode ser introduzido gs de ensaio nele, ou tem um

flange para a sua conexo com o detector de vazamento de

hlio. No caso de objeto hermeticamente fechado, porm, no

se tem nenhuma destas duas possibilidades. Este objeto , porse tem nenhuma destas duas possibilidades. Este objeto , por

isso, enchido com gs de ensaio durante o processo de

fabricao ou, dentro de uma cmara de pressurizao

Ensaio BombingEnsaioBombingN t lti hli t bj t d i t Neste ltimo caso, o hlio penetra no objeto de ensaio atravs

de uma descontinuidade que possivelmente possa existir. O

mtodo de ensaio que envolve o emprego de cmara de

pressurizao denominado ensaio bombing oupressurizao denominado ensaio bombing ou

backpressurising, e muito empregado na inspeo de

componentes eletrnicos, como transistores e comutadores

integrados.integrados.

Ensaio BombingEnsaioBombing

Ensaio BombingEnsaioBombingO i b bi di idid t dif t tO ensaio bombing dividido em trs diferentes etapas:

Uma inicial, na qual o hlio introduzido no objeto de ensaio

em uma cmara de pressurizao, com gs de ensaio sob

elevada presso (presso bombing p ) durante umelevada presso (presso bombing, pB), durante um

determinado tempo (tempo bombing, tB);

Uma intermediria, na qual o objeto de ensaio retirado da

cmara de pressurizao e fica exposto ao ar atmosfrico porcmara de pressurizao e fica exposto ao ar atmosfrico por

um determinado intervalo de tempo (tempo de espera, tesp)

antes de ser introduzido na cmara de vcuo;

Ensaio BombingEnsaioBombingE fi l l bj t d i i t d id E uma final, na qual o objeto de ensaio introduzido em uma

cmara de vcuo, conectada com um detector de vazamento de

hlio, quando submetido a um ensaio de estanqueidade

integralintegral.

Ensaio BombingEnsaioBombingEq ipamentos Instr mentos e AcessriosEquipamentos, Instrumentos e Acessrios

Para fazer o ensaio bombing, necessria uma cmara de

pressurizao resistente presso bombing, que geralmente

varia entre 5 bar e 30 bar e que possa acomodar um elevadovaria entre 5 bar e 30 bar, e que possa acomodar um elevado

nmero de objetos de ensaio. Em alguns casos preciso

tambm um aquecedor para acelerar a dessoro do hlio

absorvido pela superfcie externa do objeto de ensaio duranteabsorvido pela superfcie externa do objeto de ensaio durante

o tempo de espera entre as etapas de pressurizao e de

evacuao.

Ensaio BombingEnsaioBombingA t d t did d t t d tA taxa de vazamento medida com um detector de vazamento

de hlio normalmente encontrado no mercado, conectado a

um recipiente que possa ser evacuado (cmara de vcuo). Para

reduzir o tempo de ensaio interessante utilizar uma cmarareduzir o tempo de ensaio, interessante utilizar uma cmara

de vcuo que tenha a mesma geometria do objeto de ensaio e

um volume um pouco maior que o dele. Assim, possvel

reduzir bastante o tempo de evacuao e as constantes dereduzir bastante o tempo de evacuao e as constantes de

tempo.

Ensaio BombingEnsaioBombingDeterminao da Ta a de Va amentoDeterminao da Taxa de Vazamento

Muitos semicondutores apresentam uma taxa de vazamento

(qR) muito semelhante quela medida no ensaio bombing (qA),

sendo por isso este ensaio ideal para a inspeo destessendo por isso este ensaio ideal para a inspeo destes

componentes eletrnicos. A taxa de vazamento de um objeto

medida com o detector de vazamento de hlio durante o

ensaio bombing pode ser calculada utilizando a equao aensaio bombing pode ser calculada utilizando a equao a

seguir:

Ensaio BombingEnsaioBombingE t lid t d dEsta equao, porm, s valida se o escoamento do gs de

ensaio atravs da descontinuidade por onde ocorre o

vazamento for molecular, o que realmente o que ocorre

quando a taxa de vazamento real do objeto de ensaio menorquando a taxa de vazamento real do objeto de ensaio menor

que 106 mbar..s1.

Ensaio BombingEnsaioBombingA E t d t d d di i d dA Equao mostrada, contudo, no pode ser dissociada da

condutncia da descontinuidade por onde ocorre o vazamento

(CL da taxa de vazamento real), que determinada atravs de

iterao (por tentativa e clculo aproximado) Por isso noiterao (por tentativa e clculo aproximado). Por isso, no

procedimento de ensaio devem estar especificados a presso

bombing, o tempo bombing, o tempo de espera e a maior taxa

de vazamento que pode ser medida com o detector dede vazamento que pode ser medida com o detector de

vazamento de hlio empregado.

Ensaio BombingEnsaioBombingO d t d b bi l t b bi ( t )O produto da presso bombing pelo tempo bombing (pBtB),

denominado produto bombing calculado utilizando a equao

a seguir e um parmetro de ensaio muito importante.

Ensaio BombingEnsaioBombingA t d t d did d d A menor taxa de vazamento que pode ser medida depende no

somente do detector de vazamento de hlio empregado, como

tambm do rudo de fundo de gs de ensaio no local de

inspeo que por sua vez determinado pela quantidade deinspeo, que, por sua vez, determinado pela quantidade de

gs de ensaio dessorvida pela superfcie do objeto de ensaio.

Ensaio BombingEnsaioBombingExemplo:

A maior taxa de vazamento admissvel de um transistor de 1

cm3 de volume interno livre 3x108 mbar s1 Supondo quecm3 de volume interno livre 3x10 8 mbar..s 1.Supondo que

este transistor suporte uma presso de no mximo 8 bar, e que

a menor taxa de vazamento que se pode medir com o detector

de vazamento de hlio a ser utilizado 5x1010 mbar s1 qualde vazamento de hlio a ser utilizado 5x10 mbar..s ., qual

o tempo que este transistor dever permanecer na cmara de

pressurizao?

Ensaio BombingEnsaioBombingDados do Exemplo:

Sensibilidade do Detector de Vazamento de

He: q = 5x1010mbar s1He: qA,mn = 5x10 10mbar..s 1.

Volume do Objeto de Ensaio: V = 1 cm3

Taxa de Vazamento Real: qR = 3xl08 mbar..s1

pB tB = 154 bar h pB. tB 154 bar.h

Ensaio BombingEnsaioBombingSo conhecidos:

V = 1 cm3= 103;

q = 3 x108 mbar s1; qR = 3.x10 8 mbar..s 1;

PA,mn = 5x1010;

pamb = 1 bar = 103mbar;

t = 5 min;tesp 5 min;

E desejase calcular tB.

Primeiramente, o produto bombing pode ser calculado

utilizando a equao conforme mostrado a seguir.q g


Como a maior presso que o transistor suporta 8 bar ento:Como a maior presso que o transistor suporta 8 bar, ento:

Ensaio BombingEnsaioBombingO produto bombing varia linearmente com a menor taxa deO produto bombing varia linearmente com a menor taxa de

vazamento detectvel. Se a menor taxa de vazamento que

pode ser medida pelo detector de vazamento de hlio fosse

5x109 mbar s1 ao invs de 5x1010 mbar s1 ento o tempo5x10 mbar..s , ao invs de 5x10 mbar..s , ento o tempo

bombing seria de 8 dias, o que demonstra claramente a

importncia do emprego de um equipamento de elevada

sensibilidade na realizao do ensaio bombing. g

DIN EN 1779DINEN1779Classificao dos Mtodos de Localizao de Vazamento e deClassificao dos Mtodos de Localizao de Vazamento e de

Ensaio de Estanqueidade Segundo a Norma DIN EN 1779

A Norma DIN EN 1779 apresenta, sistematicamente

compilados em tabelas e levando em considerao ascompilados em tabelas, e levando em considerao as

condies de inspeo mencionadas anteriormente, todos os

mtodos de localizao de vazamento e de ensaio de

estanqueidade, sendo cada um destes mtodos caracterizadoq ,

por uma letra e um algarismo.

DIN EN 1779DINEN1779Alm da menor taxa de vazamento detectvel com cadaAlm da menor taxa de vazamento detectvel com cada

mtodo, so citados neste anexo detalhes importantes

relativos ao princpio de medio, os instrumentos e

equipamentos necessrios para a inspeo bem como asequipamentos necessrios para a inspeo, bem como as

limitaes e as restries relativas ao objeto de ensaio.

Exemplos de Teste de EstanqueidadeExemplosdeTestedeEstanqueidade

Testes HidrostticosTestesHidrostticosTestes hidrostticos (THs) ou testes de presso so aplicadosTestes hidrostticos (TH s) ou testes de presso so aplicados

em vasos de presso e outros equipamentos industriais

pressurizados como tanques ou tubulaes, com o objetivo de

aferir se haver ocorrncia de vazamentos ou se haveraferir se haver ocorrncia de vazamentos ou se haver

ruptura. So realizados com os equipamentos fora de servio,

atravs de sua pressurizao com gua (teste hidrosttico), ar

comprimido (teste pneumtico) ou outro fluido disponvel, emp ( p ) p ,

presses superiores s presses operacionais ou de projeto,

normalmente na ordem de 1,5 vezes a PMTA.

Testes HidrostticosTestesHidrostticosSimula se ento uma condio operacional mais rigorosaSimulase ento uma condio operacional mais rigorosa,

objetivando a garantia de que em servio normal (a presses

mais baixas) no ocorrero falhas ou vazamentos.

Na grande maioria das vezes utilizada a gua como fluido deNa grande maioria das vezes utilizada a gua como fluido de

teste de presso (teste hidrosttico, TH), em virtude de:

grande disponibilidade em indstrias de processamento;

pequena compressibilidade da gua, exige pouca energia ep q p g , g p g

tempo para a elevao da presso;

Testes HidrostticosTestesHidrostticosna possibilidade de propagao de uma fratura instvel no na possibilidade de propagao de uma fratura instvel no

decorrer da pressurizao com ar ou outro fluido compressvel,

pode ocorrer uma exploso com sbita liberao da energia

armazenada o que no ocorre com a gua j que um pequenoarmazenada, o que no ocorre com a gua, j que um pequeno

vazamento permite uma queda brusca do carregamento

aplicado.

Testes HidrostticosTestesHidrostticospode se citar trs aplicaes tpicas em diferentespodese citar trs aplicaes tpicas, em diferentes

oportunidades e com diferentes finalidades:

Aps a concluso da fabricao de equipamentos, antes de

seu uso;seu uso;

Periodicamente, como um meio de aferir a integridade fsica

e para atendimento da legislao;

Aps reparos estruturais em equipamentos, quando houvep p q p , q

aplicao de soldagem para recomposio de partes ou sua

substituio.

Testes HidrostticosTestesHidrostticosAs indstrias dos ramos de petrleo qumica e petroqumicaAs indstrias dos ramos de petrleo, qumica e petroqumica

so as maiores usurias da aplicao dos THs, em virtude dos

grandes inventrios de vasos de presso e tubulaes que

possuem Diferentemente das preocupaes existentes napossuem. Diferentemente das preocupaes existentes na

rea nuclear, usual a realizao de testes peridicos a

presses da ordem de 1,5 vezes a PMTA, mesma presso

utilizada no TH inicial realizado ao trmino da fabricao, sem ,

que haja preocupao com seus efeitos.

Testes HidrostticosTestesHidrostticos

Testes HidrostticosTestesHidrostticosA NR13 exige a aplicao de THs peridicos em todos os

equipamentos classificados como vasos de presso, sempre

d d i i l ( kP ) lque o produto da presso mxima operacional (em kPa) pelo

seu volume (em m3) seja igual ou superior a 8. Em funo da

classificao pelo produto da presso pelo volume, a

frequncia de THs definidafrequncia de TH s definida.

Entretanto, permitida a no realizao dos THs quando

houver a possibilidade de propagao de defeitos

(descontinuidades) subcriticamente ou seja de maneira(descontinuidades) subcriticamente, ou seja, de maneira

estvel.

Testes HidrostticosTestesHidrostticosEsta limitao no est bem definida na NR13, ficando a

critrio do Profissional Habilitado a determinao em fazlo

b d h i A d fi i dou no, baseada em seu conhecimento. A definio de

propagao subcrtica tambm no bem entendida. Sabese

que praticamente todos os equipamentos possuem defeitos,

que se no tem comportamento crtico podero terque se no tem comportamento crtico , podero ter

comportamento subcrtico. Isto por si s j permitiria a no

realizao dos THs na grande maioria dos casos, mas restanos

discutir a questo e avaliar o balano entre vantagens ediscutir a questo e avaliar o balano entre vantagens e

desvantagens dos THs, e por que devem ser realizados.


Alternativamente, a NR13 reconhece a realizao dos testes

pneumticos em substituio aos THs, mas aspectos

relacionados segurana e dificuldades de execuo inibem a

di i sua disseminao.

Testes HidrostticosTestesHidrostticosVANTAGENS DOS THSVANTAGENS DOS TH S

Importante ferramenta para confirmar a ausncia de

vazamentos;

Confirmao do estado de integridade e capacidade de

resistir s condies operacionais normais, no momento de

li sua realizao;

Alvio de tenses residuais de soldagem de modo a que a

estrutura testada funcione mais relaxada.

Testes HidrostticosTestesHidrostticosDESVANTAGENS DOS THSDESVANTAGENS DOS TH S

Possibilidade de crescimento crtico de descontinuidade e

destruio do equipamento, seja na fabricao ou aps ter

sido colocado em servio;

Possibilidade de crescimento subcrtico de descontinuidades

l j i d i d ifi d i d dpela sujeio de regies danificadas por mecanismos de danos

a solicitaes mecnicas muito superiores s operacionais

normais, e com isso a reduo das margens de segurana do

equipamento sem que isto seja percebido!equipamento, sem que isto seja percebido!

Testes HidrostticosTestesHidrostticos Elevada relao custo/benefcio da sua aplicao, pois o THElevada relao custo/benefcio da sua aplicao, pois o TH

apenas informa se houve vazamento ou no, no sendo uma

ferramenta de inspeo.

Testes HidrostticosTestesHidrostticosRecomendaes da NR13Recomendaes da NR13

13.9.4 Todas as intervenes que exijam soldagem em partes

que operem sob presso devem ser seguidas de teste

hidrosttico, com caractersticas definidas pelo "Profissional

Habilitado", citado no subitem 13.1.2, levando em conta o

di i 13 10 (113 055 2 / I4)disposto no item 13.10. (113.0552 / I4)

13.9.4.1 Pequenas intervenes superficiais podem ter o teste

hidrosttico dispensado, a critrio do "Profissional Habilitado",

citado no subitem 13 1 2citado no subitem 13.1.2.

Testes HidrostticosTestesHidrostticosRecomendaes da NR13

13.10.2. A inspeo de segurana inicial deve ser feita em

d d f i l lvasos novos, antes de sua entrada em funcionamento, no local

definitivo de instalao, devendo compreender exame externo,

interno e teste hidrosttico, considerando as limitaes

mencionadas no subitem 13 10 3 5 (113 058 7/ I4)mencionadas no subitem 13.10.3.5. (113.0587/ I4)

13.10.3 A inspeo de segurana peridica, constituda por

exame externo, interno e teste hidrosttico, deve obedecer aos

seguintes prazos mximos estabelecidos a seguir: (113 0595 /seguintes prazos mximos estabelecidos a seguir: (113.059 5 /

I4)


13.10.3.1 Vasos de presso que no permitam o exame

i i ibilid d f i dinterno ou externo por impossibilidade fsica devem ser

alternativamente submetidos a teste hidrosttico,

considerandose as limitaes previstas no subitem 13.10.3.5.

(113 060 9 / I4)(113.0609 / I4)


13.10.3.2 Vasos com enchimento interno ou com catalisador

d i di id d d i dpodem ter a periodicidade de exame interno ou de teste

hidrosttico ampliada, de forma a coincidir com a poca

da substituio de enchimentos ou de catalisador, desde que

esta ampliao no ultrapasse 20 (vinte) por cento do prazoesta ampliao no ultrapasse 20 (vinte) por cento do prazo

estabelecido no subitem 13.10.3 desta NR. (113.0617 / I4)


13.10.3.3 Vasos com revestimento interno higroscpico

d d hid i d li ddevem ser testados hidrostaticamente antes da aplicao do

mesmo, sendo os testes subsequentes substitudos por

tcnicas alternativas. (113.0625 / I4)


13.10.3.5 Considerase como razes tcnicas que inviabilizam

hid io teste hidrosttico:

a) resistncia estrutural da fundao ou da sustentao do

vaso incompatvel com o peso da gua que seria usada no

teste;teste;

b) efeito prejudicial do fluido de teste a elementos internos do

vaso;


c) impossibilidade tcnica de purga e secagem do sistema;

d) i i d i id) existncia de revestimento interno;

e) influncia prejudicial do teste sobre defeitos subcrticos.


13.10.3.6. Vasos com temperatura de operao inferior a 0C

( d ) di i(zero graus centgrados) e que operem em condies nas quais

a experincia mostre que no ocorre deteriorao, ficam

dispensados do teste hidrosttico peridico, sendo obrigatrio

exame interno a cada 20 (vinte) anos e exame externo a cada 2exame interno a cada 20 (vinte) anos e exame externo a cada 2

(dois) anos. (113.0641 / I4)

Testes PneumticoTestesPneumticoRecomendaes da NR13

13.10.3.7 Quando no houver outra alternativa, o teste

i d d d d i i dpneumtico pode ser executado, desde que supervisionado

pelo "Profissional Habilitado", citado no subitem 13.1.2, e

cercado de cuidados especiais por tratarse de atividade de

alto risco (113 065 0 / I4)alto risco. (113.0650 / I4)

Testes PneumticoTestesPneumtico

A grande compressibilidade e a excessiva capacidade de

expanso que compreendem as fundamentais caractersticasexpanso, que compreendem as fundamentais caractersticas

fsicas dos gases, contribuem para que, nestes testes, o

acmulo de energia no sistema seja bem superior do que

quando comparado ao teste hidrosttico Portanto em caso dequando comparado ao teste hidrosttico. Portanto, em caso de

falha durante execuo, os testes pneumticos apresentariam

maior potencial de danos do que os testes hidrostticos.

Testes PneumticoTestesPneumticoAcidentecomTestePneumticoemPlantadeGNL(2009).( )Shangai /China

Testes PneumticoTestesPneumticoCausas:Causas:

A causa da exploso foi atribuda a uma falha catastrfica de

um flange, localizado no final da seo de teste. Essa ruptura

ocorreu no corpo do flange e aparentemente com aspectos dep g p p

fratura frgil.


A fratura frgil aquela que ocorre de maneira catastrfica,

sem que haja tempo suficiente para a liberao de energia desem que haja tempo suficiente para a liberao de energia de

deformao plstica. Pode ser causada por fatores internos

(como a presena de incluses no metlicas fragilizantes

dentro do material) ou externos (como agentes ambientais) ( g

fragilizantes como hidrognio, gs sulfdrico, dixido de

)carbono e outros).

Testes PneumticoTestesPneumticoAcidentenaREFAP(2006)( )

Testes de AcumulaoTestesdeAcumulao

O Teste de Acumulao feito para verificar se a vlvula (ou

vlvulas) de segurana instaladas em caldeiras tem capacidadevlvulas) de segurana instaladas em caldeiras tem capacidade

de descarregar todo o vapor gerado, na mxima taxa de

queima, sem permitir que a presso interna suba para valores

acima dos valores considerados no projeto (no caso dep j (

caldeiras projetadas pelo ASME, Seo I, este valor

)corresponde a 6% acima da PMTA).


Este teste deve ser executado com base em procedimentos

estabelecidos pelo fabricante da caldeira e/ou do fabricanteestabelecidos pelo fabricante da caldeira e/ou do fabricante

das vlvulas de segurana.

Como este teste executado com todas as sadas de vapor

bloqueadas, a falta de circulao poder provocar danos emq , p p

caldeiras providas de superaquecedores ou em caldeiras para

aquecimento de gua, no sendo, portanto, recomendvel sua

execuo em caldeiras dessa configurao.


13.5.2. A Inspeo de Segurana Inicial deve ser feita em

caldeiras novas antes da entrada em funcionamento no localcaldeiras novas, antes da entrada em funcionamento, no local

de operao, devendo conter exame interno e externo, teste

hidrosttico e de acumulao.


O teste de acumulao deve ser executado em conformidade

com normas tcnicas vigentes recomendaes dos fabricantescom normas tcnicas vigentes, recomendaes dos fabricantes

da caldeira e dos fabricantes de vlvulas de segurana ou ainda

em conformidade com procedimentos estabelecidos por PH.


FIMFIM

testes de vazamento

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