caldeira paulo moura

PAULO MOURA

Curso de Inspeo

Maro 2006

Teoria da Gerao de Vapor

Tipos de Caldeiras

Detalhes de Fabricao

Caldeiras - Aplicaes

Componentes de uma Caldeira

Norma NR-13

Inspeo Externa

Mecanismo de Dano

Inspeo Interna

CALDEIRAS

Equipamentos projetados com a funEquipamentos projetados com a funo o bbsica de transformar sica de transformar gua lgua lquida em quida em vapor a presso acima da atmosfvapor a presso acima da atmosfrica, rica, numa temperatura igual ou maior que a numa temperatura igual ou maior que a de saturade saturao nessa presso.o nessa presso.

Gerador de Vapor / CaldeiraGerador de Vapor / Caldeira

ALGUNS CASOS DE

ACIDENTES COM

CALDEIRAS

Casa da caldeira (o que restou) Exaustor e chamin

Panorama do estrago

)

EXPLOSO DE CALDEIRA

ITAUBA - MATO GROSSODATA: DEZEMBRO DE 1998

VITIMAS FATAIS: QUATRO PESSOAS PREJUZO: $ 200.000 (Duzentos mil) dlares

Motivos: - Sobre presso - Falta de manuteno

- Operador sem treinamento

EXPLOSO DE CALDEIRASananduva - RS

DATA: 1986

VITIMAS FATAIS: UMA PESSOA

Motivos: - Operador sem treinamento - Falta de manuteno e inspeo

REFINARIA DUQUE DE CAIXIAS

DATA: 10 DE JULHO DE 1990

VITIMAS: TRS PESSOAS MORTAS E 8 FERIDAS

PREJUZO: $ 12.000.000 (Doze milhes) dlaresMotivos: - Falha na superviso

- No seguir os procedimentos padres

- Operador no habilitado

Ano Local Natureza N mortos/danos

1972 Rio de Janeiro Escape de GLP e consequenteBLEVE* do vaso 37

1974 Flisborough(Reino Unido)

Exploso de uma planta de caprolactama devido ruptura

de tubulao28

1976 Seveso (Itlia) Exploso seguida de liberao de dioxina desconhecido

1984 Cubato (Brasil)Rompimento de tubulao de

gasolina e consequente ignio cerca de 500

1984 Mexico City (Mxico)Vazamento de GLP seguido de

BLEVE* cerca de 550

1984 Bhopal (ndia)Liberao de isocianato de metila por exploso de um tanque de armazenamento

mais de 2500

1986 Basilia (Sua)

Contaminao do Rio Reno a partir de guas de extino de

incndio de um depsito de armazenamento

danos ambientais

GERAGERAO DE VAPORO DE VAPOR

A geraA gerao de Vapor o de Vapor um um processo fprocesso fsico que envolve o sico que envolve o aquecimento da fase aquecimento da fase llquidaquidaatat a fase de a fase de ebuliebulio,o, na na presso desejada.presso desejada.

CALDEIRASCALDEIRAS

P

r

e

s

s

o

Temperatura

GERAGERAO DE VAPORO DE VAPORCONCEITOS DE TERMODINMICACONCEITOS DE TERMODINMICA

A - Lquido Comprimido

C Mistura Liquido Saturado + Vapor SaturadoD - Vapor Saturado

B - Lquido Saturado

E - Vapor Superaquecido

A

30 C

B

99,6 C

C

100 C

D

100 C

E

105 C

Presso = 1 Presso = 1 atmatm = 0,1015 = 0,1015

VAPO

RIZA

O SATURAO

SUPERA

QUECI

MENTO

LLquido quido ComprimidoComprimido

LLquido quido Saturado e Saturado e Vapor SaturadoVapor Saturado

Vapor SuperaquecidoVapor Superaquecido

100 % Lquido Saturado100 % Vapor Saturado


MudanMudana de fase da a de fase da guagua

Mudana de Fase da gua (CNTP)

0

100

200

300

400

500

0,001

089

0,001

0,001

044

0,418

4

1,671

2,14

Volume Especifcico

T

e

m

p

(

C

)

Specific Internal Specific Specific

Temp Pressure Volume Energy Enthalpy Entropy

C MPa kg/cm2 m3/kg Incremento kJ/kg kJ/kg kJ/kg/K

100 0,1013 1,00 0,001044 1,000 418,9 419 1,307 0 Saturated Liquid

100 0,1013 2,00 1,673 1602,490 2506 2676 7,355 1 Saturated Vapor

120,6 0,2026 2,00 0,001061 1,000 506,2 506,4 1,534 0 Saturated Liquid

120,6 0,2026 2,00 0,8751 824,788 2530 2707 7,123 1 Saturated Vapor

152,3 0,5065 5,00 0,001093 1,000 641,8 642,3 1,866 0 Saturated Liquid

152,3 0,5065 5,00 0,3704 338,884 2562 2749 6,817 1 Saturated Vapor

330 12,8500 126,95 0,001561 1,000 1505 1525 3,551 0 Saturated Liquid

330 12,8500 126,95 0,013 8,328 2499 2666 5,442 1 Saturated Vapor

342,2 15,0000 148,08 0,001658 1,000 1586 1610 3,685 0 Saturated Liquid

342,2 15,0000 148,08 0,01034 6,236 2455 2610 5,31 1 Saturated Vapor


365,8 20,0000 197,43 0,005834 2,867 2293 2410 4,927 1 Saturated Vapor


374,1 22,0900 218,07 0,003155 1,000 2030 2099 4,43 1 Saturated Vapor

Quality(Ttulo)

Phase



FLAMOTUBULAR


A temperatura de saturaA temperatura de saturao aumenta com o aumenta com a pressoa presso

A transformaA transformao de fase ocorre a uma o de fase ocorre a uma temperatura constantetemperatura constante

O calor latente de vaporizaO calor latente de vaporizao diminui o diminui com a pressocom a presso

CONSTATAES


Porque se utiliza gua ?Baixo custo e Baixo custo e facilfacil obtenobtenoo

Vapor Vapor ddguagua limpo, inodoro e no limpo, inodoro e no toxicotoxico

Vapor Vapor ddguagua tem alto poder de armazenamento tem alto poder de armazenamento de calorde calor


o mais indicado para uso em o mais indicado para uso em aquecimento aquecimento

Problema : grande formao de condensado

Vapor SaturadoVapor Saturado


Alem do uso em aquecimento , Alem do uso em aquecimento , utilizado na obtenutilizado na obteno de trabalho o de trabalho mecnico (Turbinas , Geradores)mecnico (Turbinas , Geradores)

Problema : elevada temperatura e altas pressesPortanto seu uso s economicamente vivel sistemas mais complexos.

Vapor SuperaquecidoVapor Superaquecido


Equipamentos projetados com a Equipamentos projetados com a funfuno bo bsica de transformar sica de transformar gua gua llquida em vapor a presso acima quida em vapor a presso acima da atmosfda atmosfrica, numa temperatura rica, numa temperatura igual ou maior que a de saturaigual ou maior que a de saturao o nessa presso.nessa presso.


Tringulo do fogoTringulo do fogo

9 OxignioOxignio99 CombustCombustvelvel99 Fonte de IgniFonte de Ignioo

9 A combusto pode ser controlada atravs da dosagem de ar, proporcionando assim a perfeita mistura ar-combustvel. Caso ocorra um descontrole de ar pode surgi misturas pobres e ricas.

1-Mistura Pobre 3-Mistura Ideal2-Mistura Rica

Combustvel

Ar

9 Cada combustvel tem seu excesso de ar especfico para que ocorra uma queima completa. Realizando clculos de base estequiomtrica obtem-se as quantidades exatas de ar e combustvel para uma queima ideal. O ar de excesso justamente a soma de ar a mais em cima desta quantidade exata de ar/combustvel

C + O2 CO2 Combusto CompletaCombusto Completa

2C + O2 CO Combusto IncompletaCombusto Incompleta

9 Conduo: Transmisso de calor atravs da qual a energia passa de molcula para molcula sem que elas sejam deslocadas.

9 Conveco: Transmisso de calor devido o deslocamento de camadas aquecidas proveniente da diferena de densidade.

9Radiao: Propagao de calor que ocorre atravs de ondas eletromagnticas

Fluxograma de Combustveis

UA-2UA-1 UP-1FORNECEDORESEXTERNOS UT-E

UP-2

COMBUSTVEIS GASOSOS

COMBUSTVEIS LQUIDOS

A-200

GLP GS COMBUSTVEL GS NATURAL

METANO ETANO C4sGS DE FLARE

GASOLINA GASLEO DE PIRLISERAP

OC-1ARASF

QUEROSENE

RASF

Fora deoperao

Fluxograma de Combustveis Lquidos

RLAM

PetrobrsBACAM

Armazenagem

FB 969A

FB 969B

FB 1014

FB 1051

FB1013

UP-1

UA-1

A200

SAO II

OC-1A

UT-E

RASF

OC-1A

GAPleo

Recuperado

RAP

RAP

Combustvelnico *

* Combustvel nico = RAP + leo Recupedo + Gasleo + DCPD

UA-2

RAP +Gasleo

DCPD

GAPUP-2

GAP

TQ5301A/B

Fora deoperao

Fluxograma de Combustveis Gasosos

UP-2

UP-1

UA-1BAHIAGS

UT-E

GLP

GLP

GsCombustvel

GsNatural

Gs deFlare

GLP

GLP

UA-2

- Gs Combustvel- Metano- Etano- C4s

- Gs Combustvel- Metano- Etano

GsCombustvel

GLP


Equipamentos projetados com a Equipamentos projetados com a funfuno bo bsica de transformar sica de transformar gua gua llquida em vapor a presso acima quida em vapor a presso acima da atmosfda atmosfrica, numa temperatura rica, numa temperatura igual ou maior que a de saturaigual ou maior que a de saturao o nessa presso.nessa presso.


CALDEIRASCLASSIFICAO

FlamotubularesFlamotubulares

AquotubularesAquotubulares

Tipo : Circulao de gua

CALDEIRAS FLAMOTUBULAR

CALDEIRAS AQUOTUBULAR

CARACTERISTICAS OPERACIONAISCARACTERISTICAS OPERACIONAISFLUXO DE FLUXO DE GUA / VAPORGUA / VAPOR

Fluxograma Simplificado de uma Planta do Processo Petroqumico

PETROBRASRLAM

NAFTA

LEO COMBUST.

PETROBRASNAFTA NAFTA

DTBASE

LEOCOMBUSTIVEL

PIRLISE (UP) AROMTICOS (UA)

NAFTA

NAFTA

UTILIDADES (UT-E)

VAPOR / AR / ELETRICIDADE

ELETRICIDADEVAPOR

AR

UTILIDADES (UT-A)GUAS

RIOJOANES

POOARTESIANO

GUA (AD)GUA (AC)

CLIENTES

TRIKEM(AL)

GUA (AD)

GUA (AC)

C H E S F

TERMINALMARTIMO

PETROBRASRPBA

ETENO

PROPENO

PROPANO

ISOPRENO

BUTADIENO

BUTENO

P-XILENO

BENZENO

TOLUENO

O-XILENO

COPERAF I/II

GS

NATURAL

BAHIA GS

100 t/h

CEMAP

32 MW49 MVA 69 kV

SE LESTE SE SUL SE NORTE CHESF

400 t/h

AR

GSNATURAL

38 MW45 MVA

2 X 100 MVA

400 t/h400 t/h400 t/h400 t/h

480 t/h260 t/h

GSNATURAL

AIR

45 MW45 MVA

42 MW45 MVA

42 MW45 MVA

32 MW49 MVA

V120

V42

V15

V3.5

400 t/h

GV-A GV-B GV-C GV-D GV-E GV-H

200 MVA

TG-F

TG-ETG-UP

75 MVA

220 t/h

2 x 425 t/h

TG-A / C

2 x 300 t/h

2 x 325 t/h

480 t/h

400 t/h

220 t/h

TG-B TG-D

TUA DE ALIMENTAO DE CALDEIRA

2 x 66 MVA

230 t/h

80 t/h

FORNOS PIROLISE CEMAP

R-120/42A/B/.../E5x180 t/h

R-15/3.5-A/B2x150 t/h

R-42/15A/B/.../E5x100 t/h

ALVIO V3.52x150 t/h

ALVIO V154x125 t/h

TGsATUAIS

FLUXOGRAMA DE PROCESSO

SIMPLIFICADO DE UMA TERMOELETRICA

TurbinaTurbina

CaldeiraCaldeira


Natural

Forada

Circulao de gua


Frontal

Tangencial

Tipo de Queimador


VOLTARVOLTAR

CALDEIRASCALDEIRASFABRICAFABRICAO E MONTAGEMO E MONTAGEM

SELESELEO DE MATERIAISO DE MATERIAIS

nSA-178 -- AAo Carbono (ERW)o Carbono (ERW)nSA-192 -- AAo Carbono (S/ Costura)o Carbono (S/ Costura)nSA-209 -- AAo o CromoCromo--MolibdenioMolibdenio (S/ Costura)(S/ Costura)nSA-210 -- AAo Carbono (S/ Costura o Carbono (S/ Costura -- MMdio Carbono)dio Carbono)nSA-213 -- AAo o FerriticoFerritico / / AuteniticoAutenitico (S/ Costura)(S/ Costura)

ESPECIFICAESPECIFICAO ASMEO ASME

MECNISMO DE FALHAMECNISMO DE FALHAESTATESTATSTICA ( STICA ( MATERIALMATERIAL ))

nnAAO CARBONO O CARBONO -- 40,4 %40,4 %nnSA 209 T1 SA 209 T1 -- 9,5 %9,5 %nnSA 213 T11 SA 213 T11 -- 18,0 %18,0 %nnSA 213 T22 SA 213 T22 -- 24,0 %24,0 %nnSA 213 304 / 312H SA 213 304 / 312H -- 5,1 %5,1 %nnOUTROSOUTROS -- 3,0 %3,0 %

TENSO ADMISSTENSO ADMISSVELVEL

nn 1/4 DA TENSO DE RESISTNCIA1/4 DA TENSO DE RESISTNCIAnn 2/3 DA TENSO DE ESCOAMENTO2/3 DA TENSO DE ESCOAMENTOnn TENSO NECESSTENSO NECESSRIA PARA PRODUZIR RIA PARA PRODUZIR

UM CREEP 0,01 % EM 100.000 hUM CREEP 0,01 % EM 100.000 hnn 2/3 DA TENSO M2/3 DA TENSO MDIA CAPAZ DE DIA CAPAZ DE

PRODUZIR RUPTURA EM 100.OOO HPRODUZIR RUPTURA EM 100.OOO Hnn 4/5 DA MENOR TENSO CAPAZ DE 4/5 DA MENOR TENSO CAPAZ DE

PRODUZIR RUPTURA EM 100.000 HPRODUZIR RUPTURA EM 100.000 H

CCLCULO DA ESPESSURALCULO DA ESPESSURA

n T - ESPESSURA MNIMAn P - PRESSO DE PROJETOnD - DIMETRO EXTERNOn S - TENSO ADMISSVELn E - COEFICIENTE DE EXPANSO

T =T =P DP D

2 S + P2 S + P+ 0,005 D + E+ 0,005 D + E

CALDEIRA FLAMOTUBULARCALDEIRA FLAMOTUBULARMONTAGEMMONTAGEM

FISCALIZAO:

uma Norma Compulsria

Revisada em 1984 e 1994, ltima edio de abr/95

Descumprimento: Dolo ou Culpa

Implica em Multas

Pode Implicar em Interdio

TrabalhadorDRT/MTb

Gerais

SEGURANA E MEDICINA NO TRABALHO (1977)

MINISTRIO DO TRABALHO (1978)

MINISTRIO DO TRABALHO (1978)

LEI6514

PORTARIASMINISTERIAIS

NORMASREGULAMENTADORAS

Legislao Sobre Segurana no Trabalho

-TrabalhadoresSindipetro (CUT), Fora Sindical, Diesat Governo

DRT/SP, SSST/MTb e INMETRO Empresas

Abiquim, IBP, Reduc/Petrobrs

Quem revisou:NR13

Comisso Tripartite

USURIOS / EMPRESASLUIZ MOSCHINI ABIQUIM / PQUWELSIO MONTEIRO CNIMARCELO SALLES REDUC /

PETROBRSALDO C. DUTRA IBP / CEPEL

GOVERNOGOVERNORUI MAGRINI DRT/SPDRT/SPALMIR CHAVES SSST/SSST/MTbMTbFTIMA LEONE INMETROINMETRO

Grupo de TrabalhoTRABALHADORES

NILTON FREITAS DIESATODILON HORTA SINDIPETRO (CUT)JOS AUGUSTO F.SINDICAL

Escopo da NR13

uma Norma Regulamentadora do Ministrio do Trabalho e Emprego.

Tem por objetivo regulamentar as instalaes, manuteno e inspees de caldeiras e vasos de presso naquilo que tange a segurana destas instalaes.

Principais Aspectos da Norma

Riscos Graves e Iminentes

So No Conformidades com a Norma que podem implicar em interdio da planta.

Falta de SV ou SV ajustada abaixo da PMTA;

Falta de instrumento que indique a presso do vapor acumulado e controle de nvel;

Falta de iluminao de emergncia; Artifcios que neutralizem sistemas de

controle e segurana; Falta de operador de caldeira; Operao fora das condies de projeto; No atendimento aos prazos das inspees.

13.1.1 Caldeiras a vapor so equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob presso superior atmosfrica, utilizando

qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de processo.

13.1.213.1.2 Para efeito desta NR, consideraPara efeito desta NR, considera--se se Profissional Habilitado aquele que tem Profissional Habilitado aquele que tem competncia legal para o exerccompetncia legal para o exerccio da profisso cio da profisso de engenheiro nas atividades referentes a de engenheiro nas atividades referentes a projeto de construprojeto de construo, acompanhamento de o, acompanhamento de operaoperao e manuteno e manuteno, inspeo, inspeo e superviso o e superviso de inspede inspeo de caldeiras e vasos de presso, em o de caldeiras e vasos de presso, em conformidade com a regulamentaconformidade com a regulamentao o profissional vigente no Paprofissional vigente no Pas.s.

Obs:Obs: PH so os profissionais da PH so os profissionais da rea de Engenharia Mecnica e de rea de Engenharia Mecnica e de Engenharia Naval bem como os engenheiros civis com atribuiEngenharia Naval bem como os engenheiros civis com atribuies do es do artigo 28 do decreto federal 23.569/33 que tenham cursado as disartigo 28 do decreto federal 23.569/33 que tenham cursado as disciplinas ciplinas de de Termodinmica e suas AplicaTermodinmica e suas Aplicaeses e e Transferncia de CalorTransferncia de Calor ou ou equivalentes com denominaequivalentes com denominaes distintas, independente do nes distintas, independente do nmero de mero de anos transcorridos desde sua formatura;anos transcorridos desde sua formatura;

13.1.313.1.3 Presso MPresso Mxima de Trabalho xima de Trabalho Permitida Permitida -- PMTP, ou Presso MPMTP, ou Presso Mxima de xima de Trabalho AdmissTrabalho Admissvel vel -- PMTA, PMTA, o maior valor de o maior valor de presso compatpresso compatvel com o cvel com o cdigo de projeto, a digo de projeto, a resistncia dos materiais utilizados, as resistncia dos materiais utilizados, as dimenses do equipamento e seus parmetros dimenses do equipamento e seus parmetros operacionais.operacionais.

PMTA ou PMTP

13.1.9 Para os prop13.1.9 Para os propsitos desta NR, as sitos desta NR, as caldeiras so classificadas em 3 categorias caldeiras so classificadas em 3 categorias conforme segue:conforme segue: a) caldeiras da a) caldeiras da Categoria Categoria AA so aquelas so aquelas cuja presso de operacuja presso de operao o igual ou superior a igual ou superior a 1960 1960 kPakPa (19,98 kgf/cm2);(19,98 kgf/cm2);b) caldeiras b) caldeiras Categoria Categoria CC so aquelas cuja so aquelas cuja presso de operapresso de operao o igual ou inferior a 588 igual ou inferior a 588 kPakPa (5,99 kgf/cm2) e o volume (5,99 kgf/cm2) e o volume igual ou igual ou inferior a 100 litros;inferior a 100 litros;c) caldeiras c) caldeiras Categoria Categoria BB so todas as so todas as caldeiras que no se enquadram nas caldeiras que no se enquadram nas categorias anteriores.categorias anteriores.

CATEGORIZAO

13.5.313.5.3 Prazo mPrazo mximo para inspeximo para inspeo de o de seguransegurana peria peridicadicaa)a) 12 meses para caldeiras das categorias 12 meses para caldeiras das categorias BB e e CC;;b)b) 12 meses para caldeiras de recupera12 meses para caldeiras de recuperao o de de lcalis de qualquer categoria lcalis de qualquer categoria c)c) 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da 24 (vinte e quatro) meses para caldeiras da categoria categoria AA, desde que aos 12 (doze) meses , desde que aos 12 (doze) meses sejam testadas as presses de abertura das sejam testadas as presses de abertura das vvlvulas de seguranlvulas de segurana;a;d)d) 40 (quarenta) meses para caldeiras 40 (quarenta) meses para caldeiras especiais conforme definido no item 13.5.5.especiais conforme definido no item 13.5.5.

PRAZOS

PRAZOS13.5.613.5.6 Ao completar 25 (vinte e cinco) anos de Ao completar 25 (vinte e cinco) anos de uso, na sua inspeuso, na sua inspeo o subsequentesubsequente, as caldeiras , as caldeiras devem ser submetidas a rigorosa avaliadevem ser submetidas a rigorosa avaliao de o de

integridade para determinar a sua vida integridade para determinar a sua vida remanescente e novos prazos mremanescente e novos prazos mximos para ximos para

inspeinspeo, caso ainda estejam em condio, caso ainda estejam em condies de es de uso.uso.

13.5.11 Inspecionada a caldeira, deve ser emitido Relatrio de Inspeo, que passa a fazer

a parte da sua documentao.13.5.12 Uma cpia do Relatrio de Inspeo

deve ser encaminhada pelo Profissional Habilitado, citado no subitem 13.1.2, num prazo

mximo de 30 (trinta) dias a contar do trmino da inspeo, representao sindical da categoria profissional predominante no estabelecimento.

13.5.13 O Relatrio de Inspeo, mencionado no subitem 13.5.11, deve conter no mnimo:a) dados constantes na placa de

identificao da caldeira;b) categoria da caldeira;c) tipo da caldeira;d) tipo de inspeo executada;e) data de incio e trmino da inspeo;f) descrio das inspees e testes

executados;g) resultado das inspees e providncias;

13.5.13 O Relatrio de Inspeo, mencionado no subitem 13.5.11, deve conter no mnimo:h) relao dos itens desta NR ou de

outras exigncias legais que no esto sendo atendidas;i) concluses;j) recomendaes e providncias necessrias;k) data prevista para a nova inspeo da caldeira;l) nome legvel, assinatura e nmero do registro no conselho do Profissional Habilitado, citado no subitem 13.1.2, e nome legvel e assinatura de tcnicos que participaram da inspeo.

CALDEIRAS COMPONENTES

Duto de sada de Gases de combusto

Ar de combustoPRPR

Querosene

PDT

PDIC

AR

QUEIMADORESFRONTAIS

VaporAtomizao

PDT

PDIC

leo Combustvel

VENTILADOR PV PR

AR

GASES DECOMBUSTO

AR DECOMBUSTO

IHI

CBC

Caldeiras IHI

Rotina de Inspeo (Modlo / Tipo de Caldeira)

ALSTHOM

Recuperao

TUBULO

SADA DE GASES

DESSUPER

AQUECEDOR

QUEIMADORES

TANGENCIAIS

QUEIMADORES

TANGENCIAIS

ENT. DE ARENT. DE AR

ECO

SH-1

SH-2

SH-3

Voltar

1OBJETIVO

Padronizar os critrios utilizados na atividade de Inspeo de caldeiras.

Adequada a cada modelo / tipo: IHI - 400 t/h CBC - 400 t/h Alsthon (Confab) - 100 t/h

Caracteristicas construtivasMateriais aplicadosDomnio dos mecanismos de falhaEquipamentos auxiliaresTubulaes

Rotina de Inspeo

2Rotina de Inspeo (Modlo / Tipo de Caldeira)

IHI

CBC

3Rotina de Inspeo (Modlo / Tipo de Caldeira)

ALSTHOM

Recuperao

4Definidas para atender a NR-13 (mximo de 24 meses, com extenso possvel de mais 06 meses -caldeiras categoria A) e pelo estado atual da caldeira.

Adotamos 30 meses (Inp. Externa, interna e T.H.)

A freqncia tpica de reinspeo de pontos padro de a cada cinco anos.

A critrio do Profissional Habilitado os intervalos podem ser reduzidos ou ampliados em funo dos resultados das avaliaes j executadas na caldeira.Considerar os equipamentos auxiliares que possuam regime operacional semelhante ao da caldeira.

Freqncia de Inspeo

5Programa de Avaliao da integridade.

Aplicao: equipamentos que operam com temperatura igual ou superior a 400o C (sujeitos a danos por fluncia, grafitizao, etc), visando a sua extenso de vida (projeto = 30 anos).

Quando aplicar: a partir das 100.000 horas de operao (antes da falha nucleao de danos).

O que fazer: aplicar tcnicas de ENDs e ensaios destrutivos (remoo de amostras) em pontos padronizados a partir de anlise da engenharia (pontos de mxima tenso, perfil da perda da espessura, acompanhamento da alterao metalrgica, etc).

Subdividir o equipamento pelo mecanismo de dano.

Freqncia de Inspeo

6Programa de Avaliao da integridadeExemplos de sistemas: n.09 Coletor de sada do SH3

Freqncia de Inspeo

7Atividades de Pr-parada:Consiste no planejamento de todas as atividades de inspeo. So detalhadas em OSs e enviadas ao rgo de Planejamento. So elas:

Sistemtica de avaliao de integridade (ENDs), inclusive de repotencializao;

Relativas a alteraes e reparos previstos;

Retirada de amostras e ensaios;

Equipamentos auxiliares e linhas que so liberados em conjunto com a caldeira.

Rotina de Inspeo

8Finalidade Finalidade -- Registrar as condies fsicas, certificar (laudo) a integridade e identificar indcios de danos internos: verificao as condies operacionais (registrar

vazo, perfil de combustveis, etc);

Ocorrncias operacionais anormais (vibrao, rudo excessivo, aumento de temperatura, etc);

Presena de vazamentos (gua, vapor, gases ou combustveis);

Situao do isolamento trmico (exame com pirmetro tico).

Inspeo Externa (em operao)

9Inspeo Externa (em operao)

Caldeira- IHI400 t/h

10

Silenciosos (descarga) das Vlvulas de Segurana

Vlvulas de SeguranaEstrutura de sustentao da CaldeiraTirantes de sustentao da CaldeiraChaparia do tetoCaixa de vedao do grampo do Tubulo

Principais Partes / ComponentesPrincipais Partes / Componentes


11

Caixa dos coletoresCorrimos /guarda-corpoDegraus e grades de pisoIsolamento do costado Conexes (tomadas de amostra)visores de chamaVigas de conteno(buck-stay)


12

Juntas de expanso (ent./sada de Linhas)Bocas de visitaCaixa dos ramonadoresEstrutura de contraventamentoPorcas e parafusosChaparia do costadoChumbadores/base de concretoTubulaes


13

MaaricoCaixa dos maaricos e acessriosJuntas de expanso dos maaricosSistema de selagem (maaricos/ramonadores)Suportes de MolaPlaca de identificao

Atividade Final: Emisso de relatrio e OSs


14

Silenciosos das Svs


15

Vlvulas de Segurana


16

Estrutura de sustentao da Caldeira


17

Tirantes de sustentao da Caldeira


18

Chaparia do teto


19

Caixa de vedao do grampo do Tubulo


20

Caixa dos coletores


21

Corrimos /guarda-corpo


22

Degraus e grades de piso


23

Isolamento do costado


24

Conexes (tomadas de amostra)


25

visores de chama


26

Vigas de conteno(buck-stay)


27

Juntas de expanso (ent./sada de Linhas)


28

Bocas de visita


29

Estrutura de contraventamento


30

Porcas e parafusos


31

Chaparia do costado


32

Chumbadores/base de concreto


33

Tubulaes


34

Maarico


35

Caixa dos maaricos e acessrios


36

Juntas de expanso dos maaricos


37

Sistema de selagem (maaricos/ramonadores)


38

Suportes de Mola


39

Placa de identificao


MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHAESTATESTATSTICASTICA

RileyRiley StokerStoker MetallurgicalMetallurgical DepartamentsDepartaments

Causa das FalhasCausa das Falhas

Falha Mecnica = 81 %Falha Mecnica = 81 %

Falha por Corroso = 19 %Falha por Corroso = 19 %

%65,88,6

3,5

4,9

3,83,1

2,28,1

SUPERQUECIMENTO

FLUNCIA

EROSO

GRAFITIZAO

FADIGA

FALHA EM SOLDA

SOLDA DISSIMILAR

OUTROS

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHAFALHA MECNICAFALHA MECNICA

%37,2

20

9,2 1010,8

8,1

4,5 4

0

5

10

15

20

25

30

35

40

GUA DEALIMENTAO

HIDROGENIO DEP. LEO DEP. CINZAS PITES POROXIGENIO

CST CORROSOCAUTICA

OUTROS

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHAFALHA POR CORROSOFALHA POR CORROSO

n PAREDE D`AGUA - 29,4 %n SUPERAQUECEDOR - 44,8 %n REQUECEDOR - 13,5 %n ECONOMIZADOR - 4,8 %n OUTROS - 7,5 %

MECANISMOS DE DANOSMECANISMOS DE DANOSFALHA POR LOCALFALHA POR LOCAL

n AO CARBONO - 40,4 %n SA 209 T1 - 9,5 %n SA 213 T11 - 18,0 %n SA 213 T22 - 24,0 %n SA 213 304 / 312H - 5,1 %n OUTROS - 3,0 %

MECANISMO DE FALHAFALHA POR MATERIAL

MECNISMO DE FALHAMECNISMO DE FALHACLASSIFICACLASSIFICAOO

nRuptura por TensonCorroso Lado D`AguanCorroso Lado do FogonErosonFadiganControle de Qualidade Deficiente

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHARUPTURA POR TENSO

nSUPERAQUECIMENTO RPIDOnFLUNCIAnSOLDA DISSIMILAR


nTEMPERATURA DE OPERAO MUITO MAIOR QUE A DE PROJETO.n INTERVALO DE TEMPO PEQUENO

CARACTERISTICAS

SUPERQUECIMENTO RPIDO


n INCIDNCIA DE CHAMAnDEPSITOS EXTERNOS NO QUEMADOSnDEPOSIO INTERNA ALTAnNVEL BAIXO nOBSTRUO DO TUBO

CAUSAS :



nLBIOS FINOS

ASPECTO



nACMULO DE DANOS nLONGO TEMPO DE EXPOSIOnPODE OCORRER ABAIXO DA

TEMPERATURA DE PROJETO

CARACTERSTICAS

FLUNCIA


n INCIDNCIA DE CHAMAnDEPOSIO INTERNA ALTAn ZONAS DE TENSES ELEVADAS

CAUSAS :


AC

RE

SC

IMO

A

CR

ES

CIM

O S

OB

RE

A T

EM

PE

RA

TUR

A D

E P

RO

JETO

A T

EM

PE

RA

TUR

A D

E P

RO

JETO

TEMPO DA FALHA

DE

FOR

MA

DE

FOR

MA

O /

ALO

NG

AM

EN

TO

O

/ A

LON

GA

ME

NTO

EFEITO DA TEMPERATURA x TEMPO


nFERRITICO + AUSTENITICOnTEMPERATURA E TENSES ACIMA

DOS VALORES DE PROJETO

CARACTERCARACTERSTICASSTICAS

SOLDA DISSIMILAR


nTRINCA CIRCUNFERENCIAL AO LONGO DA MARGEM DA SOLDA, NO LADO DO FERRITICO..

ASPECTO

SOLDA DISSIMILAR

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHACORROSO LADO DAGUA

nEXISTNCIA DA PELCULA DE MAGNETITAnAGUA DESMINERALIZADA E

DESAERADA

CARACATERSTICAS

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHACORROSO LADO DAGUA

nCONTAMINAAO DA AGUAnTRATAMENTO DA AGUA DEFICIENTEnTECHO DE TUBO INSTALADO SEM A

LIMPEZA INTERNA ADEQUADA

CAUSAS

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHACORROSO LADA DAGUA

nPITEFORME

ASPECTO

CORROSO CUSTICA NO SUPERAQUECEDOR

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHACORROSO LADO DO FOGO

nBAIXA TEMPERATURAnALTA TEMPERATURA

TIPOS


nCOMPOSTOS DE ENXOFREnPONTO DE ORVALHOnDEPSITOS ALTAMENTE

HIGROSCPICOSnEXCESSO DE AR

CORROSAO EM BAIXA TEMPERATURACORROSAO EM BAIXA TEMPERATURA


nTEOR DE METAIS NO COMBUSTVEL (V - Ni - Na )nEUTTICOS DE BAIXO PONTO DE

FUSO

CORROSAO EM ALTA TEMPERATURACORROSAO EM ALTA TEMPERATURA

CONCEITO DE EUTCONCEITO DE EUTTICOTICO

SS

LL

GG

TEMPERATURA x TEMPOTEMPERATURA x TEMPO

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHAEROSO

n INCIDNCIA DE JATO DE AGUA OU VAPOR SATURADO

MECANISMO DE FALHAMECANISMO DE FALHAFADIGA

nMECNICA nTRMICAnFADIGA CORROSO

TIPOS


nVIBRAO POVOCADA PELA RESSONNCIA DO FLUXO DE GASES DE COMBUSTO

CAUSA

MECNICA


nTRINCA CIRCUNFRENCIAL, NOR-MALMENTE, PRXIMO AS SOLDAS DE SUPORTES

MECNICA

ASPECTO


nn FREQUENTES MUDANAS DE TEMPERATURA, DE MODO SEVERO E RPIDO, PROVOCAMDO CHOQUE TRMICO LOCALIZADO

TRMICA

CAUSA


nREGIO DOS QUEIMADORESnREGIO DOS RAMONADORES

LOCAIS DE OCORRNCIA MAIS PROVVEL

TRMICA

FADIGA TRMICA


nnASSOCIAASSOCIAO DE PROCESSO O DE PROCESSO CORROSIVO COM TENSES CORROSIVO COM TENSES CCCLICAS.CLICAS.

CORROSO FADIGA

FADIGA COROSO

FADIGA

FADIGA CORROSO FADIGA TRMICA

Ruptura - corroso sob-tenso-(presena de sais)

Defeito de Soldagem

Falhas em Caldeiras

Local do vazamento (aleta) na parede Oeste daFornalha . Vista EXTERNA

Solda da aleta de pssima qualidade , ao lado dovazamento. Lado EXTERNO

Vazamento (furo provocado por defeito desoldagem, aliado a reparo inadequado) . VistaINTERNA do tubo.

Detalhe da foto ao lado. Vista INTERNA do tubo.

Nesta foto verifica-se a espessura do tubo em bomestado (~ 6,0mm), prximo a falha.

Aspecto interno (interior da FORNALHA) da soldada aleta no mesmo ponto da falha, visualmente embom estado.

Vazamento

Vazamento

FORNALHA , parede OESTE , ponto dovazamento visto pela parte inferior da viga.

Mesmo ponto da foto ao lado.

FORNALHA , parede OESTE , ponto dovazamento visto pela parte superior da viga

Mesmo ponto da foto ao lado.

VigaSuporte

Vazamento

viga

viga

tubos

THE ENDTHE END

1OBJETIVO

Finalidade Finalidade -- Registrar as condies fsicas e certificar (laudo) a integridade das partes sobre presso da caldeira (inclusive das linhas at o bloqueio).

Principais exames/Testes executados:

Inspeo visual (IV);Medio de espessura (ME);Ultra-som (US);Lquidos penetrantes (LP)Partculas magnticas;IRIS;Metalografia por Rplicas;Manuteno/calibrao (TL=Teste em Linha) das vlvulas de Segurana;Teste Hidrosttico.

Inspeo interna (em parada)

2Rotina de Inspeo (Fluxo Caldeira IHI)

Duto de sada de Gases de combusto

Ar de combustoPRPR

Querosene

PDT

PDIC

AR

QUEIMADORESFRONTAIS

VaporAtomizao

PDT

PDIC

leo Combustvel

3Rotina de Inspeo (Fluxo Caldeira CBC)

TUBULO

SADA DE GASES

DESSUPER

AQUECEDOR

QUEIMADORES

TANGENCIAIS

QUEIMADORES

TANGENCIAIS

ENT. DE ARENT. DE AR

ECO

SH-1

SH-2

SH-3

4Economizador Tubulo/Vlvulas de seguranaFornalhaSuperaquecedorColetoresDessuperaquecedoresTubulaoQueimadores


Inspeo Interna (em parada)

5 Bvs /Refratrio Visores/Ramonadores Dutos/Juntas expanso Suportes/vigas Sopradores de Ar Preaquecedores (PRs e PVs) Zona Morta (regio no sujeita a chama)

Atividade Final: Emisso de relatrio e OSs



6FornalhaFornalha


7EconomizadorEconomizador


8TubuloTubuloInspeo Interna (em parada)

9TubuloTubulo


10

TubuloTubulo


11

TubuloTubulo


12

Vlvulas de Segurana


13

FornalhaFornalhaInspeo Interna (em parada)

Lado do Fogo

14

FornalhaFornalha


15

FornalhaFornalha


16

FornalhaFornalha


17

SuperaquecedoresSuperaquecedores


18

SuperaquecedorSuperaquecedorInspeo Interna (em parada)

19

Inspeo Interna (em parada) SuperaquecedorSuperaquecedor

20

SuperaquecedoresSuperaquecedores


21

Inspeo Interna (em parada) SuperaquecedorSuperaquecedor

22

ColetoresColetores


23

DessuperaquecedoresDessuperaquecedores


24

TubulaTubulaoo


25

TubulaTubulaoo


26

QueimadoresQueimadores


27

BVBVs / Refrats / Refratriorio


28

Visores / Visores / RamonadoresRamonadores


29

Dutos / Dutos / Juntas expanso


30

Suportes / vigasSuportes / vigas


31

Sopradores de Ar Sopradores de Ar


VENTILADOR PV PR

AR

GASES DECOMBUSTO

AR DECOMBUSTO

32

PreaquecedoresPreaquecedores (PR(PRs e PVs e PVs) s)


VENTILADOR PV PR

AR

GASES DECOMBUSTO

AR DECOMBUSTO

33

PreaquecedoresPreaquecedores (PR(PRs/PVs/PVs)s)


34

PreaquecedoresPreaquecedores (PR(PRs e PVs e PVs)s)


VENTILADOR PV PR

AR

GASES DECOMBUSTO

AR DECOMBUSTO

35



36



37

Zona Morta (regio no sujeita a chama)


EXERCCIO DE INSPEO DE CALDEIRAS 1 - Defina :

Gerao de Vapor Vapor Saturado Vapor Superaquecido Caldeira NR-13

2 - Responda com suas palavras :

Qual a classificao de caldeira quanto a circulao de gua ? Qual a classificao de caldeira quanto a posio dos queimadores ? Por que em alguns tipos de caldeiras necessrio a existncia de bombas entre o tubulo e coletor inferior no circuito gua e vapor ? Qual a regio da caldeira em qual mais se registrou falhas ? Qual a Classificao das falha possveis de ocorrer numa caldeira ? Quais as falhas associadas com as tenses atuantes em uma caldeira ? Quais as causas de corroso pelo lado da gua ? Quais as causas de corroso pelo lado do gases de combusto ? Quais Locais provveis de ocorrncia de fadiga trmica ? Qual o aspecto de uma falha por fluncia ? Por na falha por superaquecimento rpido a trinca longitudinal ao eixo do tubo ?

3 - Qual a funo principal ?

Tubulo Risers ou tubos de subida Down comer ou tubos de descida Superaquecedor Economizador Dessuperaqucedor

4 Marque a altenrantiva certa

Corroso por cido sulfrico pode ocorrer mais facilmente em que regio da caldeira: (a) Tubulo (b) Superaquecedor Primrio (c) Superaquecedor Secundrio (d) Pre aquecedor Regenerativo O mecanismo de dano Fluncia pode ocorrer mais facilmente em que regio da caldeira (a) Tubulo (b) Economizador (c) Superaquecedor Secundrio (d) Pre aquecedor Regenerativo uma aplicao de Caldeira flamotubular (a) Usina Nuclear (b) Aquecimento de gua em hotis (c) Na gerao de Energia de grandes Usinas Termo Eltricas (d) Na gerao de Energia de grandes Usinas Hidro Eltricas

uma causa do mecanismo de superaquecimento rpido na caldeira (a) formao de cido sulfrico

(b) baixo nvel de gua no tubulo (c) eroso provocada pelo tubo vizinho (d) existncia de tenso residual Na avaliao previa para detectar uma falha por superaquecimento rpido qual o melhor ensaio : (a) ultra som (b) no h como detectar. usa-se end's para investigar a falha. (c) radiografia (d) partcula magntica

4 Marque a altenrantiva falsa

Quanto a temperatura de saturao do vapor dagua, e falso afirmar que : (a) Temperatura do vapor utilizado para alimentao de turbinas (b) Varia com a presso, quanto maior a presso maior seu valor (c) Temperatura na qual a gua se transforma em vapor saturado (d) Temperatura em que a gua inicia o superaquecimento

GV.pdfcaldeiras.pdfGV.ppt01-GV_Acidentes.pptEXPLOSO DE CALDEIRAITAUBA - MATO GROSSOEXPLOSO DE CALDEIRASananduva - RSREFINARIA DUQUE DE CAIXIAS

02-GV_Conceitos.pptGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORCONCEITOS DE TERMODINMICAGERAO DE VAPORMudana de fase da guaGERAO DE VAPORCONCEITOS DE TERMODINMICAGERAO DE VAPORCONCEITOS DE TERMODINMICAGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPOR

03-GV_TIpo.pptGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORCALDEIRAS CLASSIFICAOCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS FLAMOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORGERAO DE VAPORCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULARCALDEIRAS AQUOTUBULAR

04-GV_FAB.ppt SELEO DE MATERIAISMECNISMO DE FALHAESTATSTICA ( MATERIAL )TENSO ADMISSVELCLCULO DA ESPESSURA

05-GV_NR13.pptNR-13Escopo da NR13Principais Aspectos da NormaRiscos Graves e Iminentes

06-GV_Componentes.ppt07-INSP_ EXTERNA.ppt08-GV_Mecanismo.PPT MECANISMO DE FALHA ESTATSTICA MECANISMO DE FALHA FALHA MECNICAMECANISMOS DE DANOSFALHA POR LOCALMECNISMO DE FALHACLASSIFICAOMECANISMO DE FALHARUPTURA POR TENSOMECANISMO DE FALHA RUPTURA POR TENSOMECANISMO DE FALHA RUPTURA POR TENSOMECANISMO DE FALHA RUPTURA POR TENSOMECANISMO DE FALHA RUPTURA POR TENSOMECANISMO DE FALHA RUPTURA POR TENSO MECANISMO DE FALHA RUPTURA POR TENSOMECANISMO DE FALHA RUPTURA POR TENSOMECANISMO DE FALHA RUPTURA POR TENSOMECANISMO DE FALHA CORROSO LADO DAGUAMECANISMO DE FALHA CORROSO LADO DAGUAMECANISMO DE FALHA CORROSO LADA DAGUAMECANISMO DE FALHA CORROSO LADO DO FOGOMECANISMO DE FALHA CORROSO LADO DO FOGOMECANISMO DE FALHA CORROSO LADO DO FOGOCONCEITO DE EUTTICOMECANISMO DE FALHA EROSOMECANISMO DE FALHA FADIGAMECANISMO DE FALHA FADIGAMECANISMO DE FALHA FADIGAMECANISMO DE FALHA FADIGAMECANISMO DE FALHA FADIGAMECANISMO DE FALHA FADIGA

09-INSP_ Interna.pptEXERCCIO DE INSPEO DE CALDEIRAS.doc

caldeira paulo moura

Documents