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Inspeção de Tanques: Comparando Técnicas

Comentários (2) Aplicações, Inspeções

A integridade de tanques expostos e enterrados compõe uma importante parte da indústria global, que pode, algumas vezes, causar acidentes ambientais de proporções catastróficas, se a corrosão não for monitorada. Estes tanques são utilizados para armazenar vários tipos de líquidos, bem como combustíveis aeronáuticos, óleo combustível, querosene, até condensados como betume, nafta, etc. E, por isso, inspeções periódicas são essenciais.

A probabilidade de falha em um tanque de armazenamento pode ser baixa, mais as consequências podem ser devastadoras. Um vazamento de óleo pode não apenas causar sérios problemas ambientais, afetar a vida humana e animal em sua volta; pode, também, causar um grande impacto no lucro operacional pela a perda de produto, paradas não-programadas e reparos prolongados para manutenção corretiva; também, com indenizações e multas por violações legais. De acordo com estudo feito nos anos 90 pela API, o custo médio de reparo e vazamento gerados por corrosão chegou a USD 1,17 bilhão (R$ 2,6 bilhões). Um valor que, com certeza, já se elevou.

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Falhas em tanques de armazenamento, as quais não são mecânicas ou operacionais, são, geralmente, causadas por processo corrosivo no fundo do tanque e chapas anulares. Se não detectada, pode evoluir para furos e eventual falha. Como pode ser visto no diagrama, a corrosão pode afetar várias partes do tanque, das quais o fundo é o mais crítico.

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A corrosão em fundo de tanque pode ocorrer na superfície interna ou externa e é essencial que uma técnica de inspeção seja utilizada para localizar e discriminar qualquer corrosão oculta.

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Defeitos superficiais podem estar visíveis ou não, (dependendo da presença de revestimentos) e são causados, em geral, pela natureza corrosiva do próprio produto armazenado, impurezas, falha no revestimento, por onde o produto pode se infiltrar. Defeitos externos podem ser causados pela degradação das fundações, resíduos clorados, condições de solo, condições ambientais, resíduos estranhos remanescentes da montagem do tanque, etc.

Uma inspeção de fundo de tanque eficaz se baseia em uma combinação otimizada entre produtividade, área de cobertura e probabilidade de detecção (Probability Of Detection ou POD, em inglês). Algumas das várias técnicas de inspeção de fundo de tanque existentes hoje e utilizadas amplamente pela indústria são:

  1. Inspeção manual por Ultrassom
    1. Medição de espessura por dígitos
    2. Detecção por A-Scan
  2. MFL Manual
  3. MFL Automatizado
  4. Outras técnicas de Ultrassom, tais quais mapeamento de corrosão manual e automatizado, mapeamento de corrosão por phased array manual e detector de falhas convencional.

Medição de Espessura por Ultrassom Manual

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Esta técnica é normalmente aplicada utilizando um sistema de leiaute reticular para determinar regiões de coleta das medições, baseadas em um arranjo radial e anular em relação ao centro do tanque. Os encontros entre as marcações anulares e as radiais definem os pontos de inspeção. Um medidor de espessura por ultrassom ou um detector de falhas por ultrassom Pulso-Eco é geralmente utilizado em conjunto com um transdutor duplo cristal.

 

Uma variedade de equipamentos como estes estão disponíveis no mercado e podem ser utilizados para esta inspeção.

Limitações:

  • Probabilidade de detecção de corrosões avançadas ocultas é muito baixa, uma vez que a área de inspeção é limitada pelo diâmetro do transdutor para medição por pontos ou área de cobertura (tipicamente 9 a cada 100 x 100 mm; 0,01 m² = 0,125% de uma chapa de 4 x 2 m) com um transdutor de 10 mm, utilizando a técnica de A-Scan;
  • Uma grande área (fora do retículo) não é avaliada;
  • Corrosão superficial sob revestimento pode não ser detectada;
  • Alta carga horária de inspeção pode aumentar o tempo de parada e, assim, diminuir a lucratividade do operador do tanque;
  • Relatórios de inspeção são, geralmente, dependentes do operador, com indicações registradas manualmente. O que dificulta o armazenamento dos dados e torna a estratégia de Inspeção Baseada em Risco (Risk-Based Inspection ou RBI, em inglês) fraca.
  • Discriminação de descontinuidade por cima ou por baixo da chapa não é possível quando há revestimento;
  • Incapaz de inspecionar superfícies severamente corroídas sem uma boa preparação da região.

Inspeção Manual por MFL

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Trata-se de uma técnica de varredura rápida, que funciona com um alarme acionado pela detecção da descontinuidade. Os sistemas mais comuns são desenvolvidos para trabalhar com espessuras até 19 mm e revestimentos até 6 mm, detectando perdas de massa superiores a 20%. A técnica é normalmente respaldada por uma segunda inspeção – geralmente, baseada em ultrassom – para quantificar as indicações que possam estar acima da tolerância estabelecida pelo cliente (normalmente, 40%). Na linha Silverwing, os equipamentos MFL2000 ou Handscan são os mais indicados para este tipo de técnica.

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Limitações:

  • POD é significativamente maior que a inspeção manual por ultrassom, uma vez que uma maior porcentagem da área do tanque é coberta em menos tempo, entretanto, ainda é menor que a inspeção completa por MFL automatizado;
  • A produtividade é limitada ao fato de ter de utilizar a técnica de ultrassom para confirmação de todas as indicações – um alarme pode ser ajustado para perdas de parede entre 20% e 80%;
  • Longo período de inspeção, em se tratando de um tanque grande com corrosão generalizada;
  • Relatórios são, geralmente, feitos manualmente, dificultando o armazenamento dos dados, ainda que a Silverwing tenha desenvolvido um software para desenhar os tanques manualmente.

MFL Automatizado

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A Silverwing desenvolveu um novo scanner de mapeamento de fundo de tanque automatizado: o Floormap3Di ou, simplesmente, FM3Di.

Este sistema tem a capacidade única de não somente detectar descontinuidades no topo e no fundo da chapa, como também de distingui-las. O cliente tem, assim, um mapa completo das chapas de fundo e anulares, mostrando todos os defeitos acima de 20% de perda de parede ou indicações acima de limites especificados pelo cliente, nas regiões onde a inspeção não pode ser feita automaticamente – utilizando o Handscan, citado anteriormente. O Floormap3Di também traz ao operador recursos de validação como:

  1. Dynamic cursor (DC) defect sizing: ferramenta de software que permite ao operador estimar manualmente se um defeito foi sub ou superestimado, simplesmente movendo o cursor sobre uma descontinuidade de interesse;
  2. False defect detector system (FDDS), que auxilia na identificação de ruídos espúrios que, historicamente, tem resultado em críticas à precisão do MFL;
  3. Três visualizações distintas para classificar descontinuidades
  4. Vista calibrada MFL, que apresenta os dados tais quais em uma calibração tradicional do aparelho;
  5. Vista MFLi não-calibrada ajuda a identificar e classificar pittings isolados e outras descontinuidades de pouca extensão, utilizando uma paleta de cores como referência. As paletas selecionáveis MFLi proporcionam:
    1. um nível superior de confiança na avaliação, através da possibilidade de escolha de uma vista que destaque melhor as possíveis descontinuidade, uma vez que a vista de calibração não é a mais adequada;
    2. habilidade de identificar descontinuidades tais quais furos passantes causado por ataque bacteriano de diâmetros bem reduzidos;
    3. determinar as características reais do formato e tipo de descontinuidade;
    4. minimizar o número de falsas indicações;
    5. Reconfirmação de que a vista MFL com zero indicações é 100% válida;
  6. Vista STARS auxilia na classificação de defeitos na parte superior da chapa em
    • ondulações na chapa;
    • minimizando as zonas mortas para algo próximo de 10 mm da solda e aumentando a área de cobertura com 300 mm de largura.

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Limitações:

  • Mapeamento limitado a 12,5 mm de parede e espessura máxima de revestimento com 10% de comprovação por ultrassom para indicações acima dos limites tolerados pelo cliente e 18 mm de parede com 100% de
  • confirmação por ultrassom para chapas com indicações acima dos limites tolerados pelo cliente;
  • Zona morta ligeiramente maior, quando comparada com outras técnicas;
  • Incapaz de inspecionar sobre revestimento overlap com revestimento de fibra de vidro.

Outras Técnicas de Ultrassom

É importante ter em mente que apenas uma técnica de inspeção proverá 100% de área de cobertura. Pode-se depender das limitações do equipamento, zonas mortas, acessórios, serpentinas, etc. Para otimizar o POD e a produtividade, os clientes podem optar por utilizar técnicas complementares.  Como exemplos, o Silverwing Thetascan, – C-Scan manual para mapeamento de corrosão – phased array e sistema de ultrassom de curto alcance.

Tabela Comparativa - Inspeção Tanque

Estudo de Caso

Um grande operador de terminais presenciou um incidente, onde um de seus tanques de 10 m de diâmetro apresentou uma falha. Quando um vazamento foi descoberto na periferia do fundo do tanque, o qual era inspecionado apenas visualmente. O fundo do tanque havia sido inspecionado há aproximadamente 2 anos antes sem detecção de qualquer irregularidade maior.

Inspeção Fundo Tanque

Após investigação profunda, por firma de inspeção utilizando um Silverwing Thetascan e um ultrassom de curto alcance, outros furos foram identificados. Estes, passaram despercebidos na primeira inspeção, (que era apenas visual) próximas às soldas entre o costado e as anulares.

O incidente serve para exemplificar que, ao inspecionar fundos de tanque, uma variedade de técnicas de inspeção deve ser usada. Assim aumenta-se a cobertura da inspeção diminuir as chances de falha, otimizando a POD final.

THETASCAN

Inspeção feita com o Thetascan: C-Scan Manual

* – Artigo traduzido e adaptado de original “Comparing Inspections Techniques”, publicado na revista Tank Storage Supplement – Ed. Março/Abril -2014 -sob autorização da Silverwing Ltd.

2 Responses to Inspeção de Tanques: Comparando Técnicas

  1. Vicente P. De Marino disse:

    Boa tarde

    A inspeção de tanques pelo Thetascan pode ser realizada sobre superfícies pintadas sem prejuízo do POD?
    No caso de tanques enterrados, quais cuidados são necessários para uma perfeita avaliação do efeito da corrosão na integridade estrutural do tanque?

    Grato
    Vicente

    • Rafael Ornelas disse:

      Bom dia, Vicente!

      A inspeção sobre camada de tinta pode ser realizada aplicando a medição entre o eco de inteface entre a camada de tinta e o substrato e o eco fundo, retornado por este; o que chamamos de inspeção Eco-Eco. Entretanto, vale lembrar que se a corrosão for superficial – entre o revestimento e a superfície do material base – não haverá passagem da ondas ultrassônicas. Neste caso, o MFL é o mais indicado, já que não necessita de contato direto com a peça.

      No caso de tanques enterrados, geralmente possuem o formato cilíndrico e, por este motivo, o MFL automatizado não seria o caso. Pode-se então aplicar o MFL manual ou uma inspeção C-Scan automatizada, – veja o link de nosso equipamento RMS2 – dependendo do diâmetro do mesmo e da boca de visita.

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