Mecanismo de Dano FMEA REV 2

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  • Mecanismo de Dano/ degradao 1- corroso- Consiste na deteriorao do material do meio eletroqumico com o corrosivo essa ao pode estar associada a esforos mecnicos. O metal quando sofre corroso tem a voltar ao seu estado encontrado na natureza, ou seja composto de minrio.

    a. Efeitos: i. Corroso por pites:

    Descrio do dano: uma forma de corroso localizada que consiste na formao de cavidades na superfcie metlica. Pode ser de difcil deteco, pois no implicam na reduo uniforme de espessura. A corroso por pites ocorrem em solues com ons de cloreto, fluoreto,brometo.

    Materiais afetados: Todos os metais. Tem como caracterstica atacar material que apresenta pelcula protetora. Fatores crticos: a)dano no filme passivo; b) incluses e microssegregaes na superfcie do metal podem causar corroso galvnica localizada e, consequentemente nucleao por pites de corroso; c) baixa velocidade de escoamento do fluido; d) aumento de temperatura e teor de cloreto geralmente aumenta a tendncia a corroso por pites; e)meio corrosivo que influenciam na corroso por pites, como teor de oxignio, pH. Equipamentos afetados: todos, principalmente aqueles fabricados em ao inoxidveis na presena de ons halogenados.

    Aparncia ou morfologia do dano: Cavidade localizada que pode se propagar rapidamente, enquanto o restante da superfcie permanece intacto, sendo assim o componente pode ser perfurado em poucos dias sem significativa perda de peso na estrutura como um todo. Preveno/Mitigao: Usar material adequado para cada servio; evitar zonos estagnadas e depsito; reduzir agressividade do meio;utilizar barreiras tais como pintura e revestimento. Inspeo e Monitorao: 1)monitorar para evitar pH muito cido e presena de cloretos; 2) Inspeo visual; 3)LP,radiografia e alguns END.

    ii. Corroso alveolar A corroso se processa na superfcie metlica produzindo sulcos ou escavaes semelhantes a alvolos apresentando fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu dimetro.

    iii. Corroso sob tenso-trincamento causado por corroso em que tenso de trao. Ocorrem em aos inoxidveis austenticos em meios contendo cloretos, em ao- carbono em meio castico, em liga de cobre em meio contendo amnia, em aos inoxidveis austenticos sensitizados em meios contendo cidos plitinicos e em ao- carbono em meio especfico com pH prximo ao neutro.

    iv. Corroso custica: Descrio do dano: trincamento iniciado apartir da superfcie de tubulaes e equipamentos expostos a meios custicos, principalmente em

  • regies adjacentes a soldas no tratadas termicamente. Materiais afetados:

    ao-carbono, baixa liga e inoxidveis srie 300 so suctveis .Ligas de niquel so mais resistentes.

    Fatores crticos: a) fragilizao caustica em solues de NaOH e KOH funo da concentrao destas , do nvel de tenso e temperatura; b) aumento a concentrao custica e temperatura, aumenta a probabilidade e severidade do trincamento; c)trincamento pode ocorrer em concentraes causticas baixa; d) tenses que promovem o trincamento provenientes de soldagem ou trabalho a frio; e) tratamento trmico de alvio de tenses costuma ser eficiente para a preveno do mecanismo; f)Propagao do trincamento aumenta bastante com a temperatura,especialmente se as condies promoverem concentraes custicas em determinadas regies. Equipamentos afetados: Tubos e serpentinas; equipamentos que tenha operado em servios custico e seja realizado limpeza com vapor; componentes custicos podem se concentrar em gua de alimentao de caldeira e resultar em fragilizao custica de tubos e caldeiras que alternam entre condies seca e mida devido ao descontrole na queima de combustvel.

    Aparncia ou morfologia do dano: Se propaga paralelamente solda no metal; rede de trinca de aranha iniciando-se ou se interligando com imperfeies de solda que funcionam como concentradores de tenso; em aos carbonos normalmente intergranular, j nos aos inoxidveis srie 300 transgranular. Preveno/ Mitigao: Tratamento trmico de alvio de tenses; Aos inoxidavies e ligas de nquel so mais resistente que o ao carbono; A limpeza com vapor em equipamentos de ao- carbono com soldas no tratadas termicamente deve ser evitada. Os equipamentos devem ser lavados com gua antes da limpeza com vapor ,sendo que apenas o vapor a baixa presso deve ser utilizado por curto perodo de tempo.

    v. Corroso sob depsito - A corroso se localiza em regies da superfcie metlica e no em toda sua extenso. Consequncia Perda de espessura Mecanismo de controle Ultrassom ME + visual Ondas Guiadas (tubulao) Aes de melhoria

    Tratamento do fluido; utilizao de inibidores, aplicao de revestimento, proteo catdica.

  • 2- Eroso: E uma remoo mecnica acelerada de material da superfcie como resultado do movimento relativo ou impacto de slidos , lquidos, vapor, ou alguma combinao destes no componente. Materiais afetados: todos metais ligas e refratrios Fatores crticos: Desgaste abrasivo ou corroso; a taxa de perda de material depende da velocidade e concentrao do meio (partculas, lquidos, gotculas, fluxo bifsico); ligas macias como cobre e alumnio em condies de velocidade elevada tem severa perda de material; fatores que contribuem para aumento da corrosividade do meio ,como temperatura, pH,podem aumentar a susceptibilidade perda de metal da liga. Equipamentos afetados: Todos os tipos de equipamentos exposto a fluidos em movimento( sistema de tubulaes, curvas, cotovelos, t de reduo,conexes de vlvulas, bombas,sopradores, propulsores, impelidores, agitadores, feixes tubulares de trocadores de calor; placas de orifcio; palhetas de turbina; bocais;dutos e linhas de vapor,raspadores. Aparncia ou morfologia do dano: Perda localizada de espessura em forma de pites, ranhuras, sulcos e cavidades arredondadas. Preveno/Mitigao: Melhoria no projeto(aumentar o dimetro do tubo para diminuir a velocidade, aumentar o raio de curvatura das curvas, aumentar a espessura da parede, e utilizar chapas de sacrifcio substituveis; Aumento da dureza do metal base, usando ligas mais duras, por revestimento duros ou pelo tratamento trmico de endurecimento superficial; Trocadores de calor utilizar chapa de

    sacrifcio;modificar o fluido de processo e usar material resistente a corroso. Inspeo e monitorao: Inspeo visual;ultrassom, radiografia,sondas de resistncia eltrica. Efeitos: eroso por partculas; internas; eroso por ao. 3- Fadiga A pea devem suportar sempre um esforo menor do que o mximo que um material pode aguentar ou seja menor que seu limite elstico. Fadiga a ruptura de componentes com uma carga bem abaixo da carga mxima suportada pelo material ,isso acontece por causa das solicitaes , cclicas repetidas. A ruptura comea por uma pequena trinca superficial que se propaga e vai crescendo com as solicitaes cclicas. Diferentes tipos de ensaio a fadiga: toro; trao-compresso; flexo e flexo rotativa. Na curva S-N a medida que a tenso diminui o corpo de prova resiste a uma tenso e o nmero de ciclos vira quase infinito chamado de limite de fadiga ou resistncia a fadiga a tenso que quase no provoca tenso por fadiga. FATORES QUE INFLUNCIAM A FADIGA: a) Superfcie mal acabada (irregularidades funcionam como um entalhe aumentam as concentraes de tenses, gerando tenses residuais) b)Defeitos superficiais c)Tratamentos superficiais (cromao;niquelao)

  • d)Forma(descontinuidades na pea tais como: canto vivo,encontro de parede, mudana brusca de sees) e) Tratamentos superficiais endurecedores; f) Tratamento trmico adequado; g)Evitar as concentraes de tenso; OBS.: Para baixas tenses ciclicas- usar ligas de alta ductilidade. Para altas tenses ciclicas- usar ligas de alta resistncia mecnica. Efeitos: origem a trincas que se propagam no interior do material. Consequncia: ruptura; Mecanismo de controle: ultrasom; radiografia, ENDs para detectar defeitos superficias tais como: LP, PM, ACFM e outros. Aes de melhoria: Mtodo do furo; esmerilhamento; monitoramento

    4-Fluncia e: A deformao plstica que ocorre no material que recebe uma tenso constante ou quase constante em funo do tempo, esse fenmeno muito influenciado pela temperatura. A deformao plstica ocorrem atravs das falhas que sempre existem nas estruturas cristalinas dos metais. Existem metais que tem fluncia mesmo em temperaturas ambientes, e outros que resistem a fluncia em altas temperaturas. Solicitaes ocorrem normalmente abaixo do limite elstico, quanto maior a temperatura, maior a velocidade de deformao. A verificao do material feita com um esforo de tenso . O ensaio de fluncia feita com uma carga constante e temperatura.

    Regime de fluncia - quando o material possui a temperatura homloga de aproximadamente 0,5. T homologa= T operao/ T fuso Objetivo: deslocaes planares; alteraes da estabilidade; metalurgia dos materiais consequncia: baixa temperatura- fratura transgranular; alta temperatura- fratura intergranular. tipo de controle: controle de temperatura Monitoramento: ultrasom, EA Aes de melhoria: correo do processo/ operao 5- Sobre aquecimento Agentes oxidantes podem ser compostos de enxofre, carbono, sendo oxignio mais comum, ocorrendo oxidao em altas temperaturas. Materiais afetados: Metais e ligas;aos inoxidveis serie 300 e 400

    e ligas de nquel. Fatores crticos: Teor do agente oxidante, temperatura e composio qumica da liga; taxa da perda de metal cresce com o aumento da temperatura; resistencia do ao determinada pelo teor de cromo do material(filme protetor). Equipamentos afetados: Fornos e caldeiras, equipamentos onde h combusto, equipamentos que operam em altas temperaturas. Aparncia ou morfologia do dano: Perda de espessura generalizada; Preveno/Mitigao: usar ligas mais resistentes a oxidao; aumento no teor de cromo;uso de outros elementos de liga: silcio e alumnio. Inspeo e monitorao: Condies do processo( evitar altas temperaturas);ultrassom.

  • 6- Dano por hidrognio As tenses responsveis pelos danos podem ser tenses externas aplicadas, tenses residuais ou tenso resultantes do prprio hidrognio. Hidrognio atmico difusvel pode ser gerado por reao catdica devida corroso, superproteo catdica, eletrodeposio ou contido em soluo no prprio metal resultante dos processos de aciaria ou solda. Descrio do dano: a) Empolamento por hidrgnio: Deformapo na superfcie interna e / ou externa de uma tubulao, causando elevao de presso e deformao localizada (empolamento). importante citar que empolamento ocorre devido ao hidrgnio atmico normalmente gerado pela corroso e no ao gs hidrognio de corrente de processo. b) Trincamento induzido por hidrognio: Interior da chapa e/ ou proximo a solda , empolamentos vizinhos que so de profundidades diferentes podem desenvolver trincas que os interligam. Trinca em forma de degraus. c) Trincamento induzido por hidrognio

    orientado por tenso: Forma mais perigosa de trincamento. Trincamento na seo transversal (atravs da espessura). d) Trincamento sob tenso por sulfeto: condies combinadas de tenso de trao, aplicadas, residuais, corroso na presena de agua e H2S. Zonas de alta dureza, podem algumas vezes ser encontradas em passes de corbetura e juntas de solda que no esto revenidas por passes subsequentes. Materiais afetados: Ao carbono; ao baixa liga; ao inoxidvel. Fatores crticos: condies do meio; propriedades do material; nvel de tenso e de trao; Ph; H2S; temperatura; dureza; fabricao do ao;

    tratamento trmico de alvio de tenses ps soldagem. Aparncia a morfologia do dano: Trincamento induzido por hidrognio, pode acorrer sempre que empolamentos ou duplas laminaes subsuperficiais estejam presentes. Trincamento induzido por hidrognio orientado por tenso, e tricamento sob tenso por sulfeto, tambm pode ocorrer em regies de alta dureza. Preveno: Revestimento que protege a superficie do ao contra H2S; mudana de processo que afetam o Ph; aos mais limpos; tratamento trmico ps soldagem, controle de carbono equivalente; tratamento trmico de alvio de tenso ps soldagem; inibidores de corroso. Inspeo e monitoramento: monitorar parmetros ; inspeo para danos por H2S geralmente foca as soldas e bocais; LP; correntes parasitais; radiografia; Ultrassom; EA.