RBI - Foco na Inspeção Não Intrusiva e NR-13

Camila Pontes Pena

Graduação em Engenharia Química - UFMG

Mestrado em Engenharia Metalúrgica e Materiais - UFMG

Área de atuação (8 anos) no ISQ Brasil: RBI (Risk BasedInspection), corrosão, materiais, processos, planos de inspeção e treinamento em API 580 e 581

Certificação Internacional API 580

Metodologia RBI

RBI x NR-13

RBI x INI

Considerações Finais

RBI - Foco na Inspeção Não Intrusiva e NR-13

Metodologia RBIGeral

API 580 / API 581

Probabilidade de ocorrência de um determinado evento esuas consequências.

Quando a probabilidade e a consequência são expressasnumericamente, o risco é definido como o produto entreelas.

Risco = Probabilidade x Consequência

Risco de Falha

MetalurgiaCondições operacionais (T e P)

Contaminantes

Taxa de corrosãoSusceptibilidade ao Trincamento

Mecanismos de Corrosão

Probabilidade de Falha

Consequência de Falha

Condições operacionais (T e P)Fluido processual

ToxicidadeInflamabilidade

Dispersão

Metodologia RBIFilosofia

Conhecimento Profundo

de Processo e Corrosão

Probabilidade Falha

Consequência Falha

Planejamento daInspeção

Mitigação do Risco

Reavaliação do Risco

Ações inspeção

Recolha da Informação

Dados do equipamento

Condições operacionais

Metalurgia Instalada

Mecanismos Degradação

Histórico inspeção

Nível de risco admissível

Efetividade da inspeção

Condições de operação

Propriedades dos fluidos

Fluido que pode vazar

Sistemas segurança

Metodologia RBIFilosofia

Ris

co

TempoData

instalação

Perda de Espessura“Thinning”

Trincamento“SCC”

Fratura Frágil“Brittle Fracture”

1. Criação de planos de inspeção focados nos mecanismos de danos.

Th-A

SCC-B

Intrusiva– 50 a 100% IV

+ ME

Não intrusiva– 50 a

100% de Varredura por US

ou perfil radiográfico

Intrusiva– PM de 20 a

49% das soldas

Não intrusiva– Shear

wave automatizado de 20-

100% das soldas

Mecanismo

identificado

Inspeção

adequada

Fonte: API 581 (traduzido)

Metodologia RBICapacidades

1. Criação de planos de inspeção focados nos mecanismos de danos.

2. Classificação de acordo com o risco.

3. Otimização / gestão dos recursos de inspeção.

5

4

3

2

1

A B C D E

Pro

babilid

ade d

e f

alh

a

Consequência de falha

Baixo Risco

Alto Risco

Menores Recursos de Inspeção

Maiores Recursos de Inspeção

3

1

4

10

Metodologia RBICapacidades

Evolução do Risco utilizando programas típicos de inspeção

Evolução do Risco após otimização das inspeções Risco residual

Nível das atividades de inspeção

Ris

co

Fonte: API 580 (adaptado)

Mesmo nível de inspeçãoMenor

Risco de Falha

1. Criação de planos de inspeção focados nos mecanismos de danos.

2. Classificação das tubulações da unidade de acordo com o risco.

3. Otimização / gestão dos recursos de inspeção.

4. Aumento da confiabilidade e da segurança operacional.

Metodologia RBICapacidades

Metodologia RBINovidade

Prática Recomendada Européia (em desenvolvimento)

↓EN 16991 - Risk based inspection framework (RBIF)

• faz conexões com a Manutenção como uma metodologia de gestão integrada: RBI + RCM;

• escopo mais amplo (sai do campo restrito do refino): hydrocarbon and chemical process industries, power generation and other industries;

• introduz o conceito de KPI (Key Performance Indicators): muito prático e importante para controlar o resultado do RBI em cada vez que ele é reavaliado.

Aplicação RBI - EquipamentosEstudo de Caso - Escopo

Aplicação do RBI em uma petroquímica

Tipo de

EquipamentoQuantidade

Vaso 871

Filtro 74

Reator 27

Tanque 96

Torre 64

Trocador 774

TOTAL 1906

Plano macro da parada geral a partir dos históricos foirevisado com os resultados do RBI.

Eliminadas atividades desnecessárias para mecanismos dedano ativos.

Redução da quantidade de homem-hora:

8% nas colunas e torres

17% nos vasos de pressão

30% nas áreas de especialidades

Atividades reduzidas:

raqueteamento

desmontagem de internos

andaimes

inspeção

outras atividades de caldeiraria

Aplicação RBI - EquipamentosEstudo de Caso - Resultados

A aplicação do RBI permitiu uma otimização da inspeção com:

determinação correta dos mecanismos de dano;

redução da quantidade de ensaios e intervençõesconservadoras para mecanismos de dano não susceptíveis;

eliminação das atividades de inspeção desnecessárias e quenão trazem valor acrescentado;

redução significativa do custo total da parada em termos dehomem/hora trabalhada.

aumento da efetividade do plano de inspeção;

aumento da confiabilidade e disponibilidade dosequipamentos – minimização das paradas nãoprogramadas.

Aplicação RBI - EquipamentosEstudo de Caso - Resultados

RBI x NR-13Visão geral

Historicamente: dificuldades para se utilizar a técnica devido à NR-13

Alterações recentes: melhor aproveitamento –mudança do foco

Uso limitado à redução de risco e prêmios de seguro(impossibilidade de ampliar intervalos)

Classe de Fluido

Grupo de Potencial de Risco

1P.V 100

2P.V < 100P.V 30

3P.V < 30P.V 2,5

4P.V < 2,5P.V 1

5P.V < 1

Categorias

A- Fluidos inflamáveis, e fluidos

combustíveis com temperatura igual ou superior a 200°C

- Tóxico com limite de tolerância ≤ 20 ppm

- Hidrogênio e acetileno

I I II III III

B- Fluidos combustíveis com

temperatura menor que 200°C- Fluidos tóxicos com limite de

tolerância > 20 ppm

I II III IV IV

C- Vapor de água- Gases asfixiantes simples- Ar comprimido

I II III IV V

D- Outro fluido II III IV V V

RBI x NR-13Categorias NR-13

Leva em conta somente a CONSEQUÊNCIA!!!

• Potencial de risco: energia contida no vaso.

• Classe de fluido: risco intrínseco de uma falha provocar

incêndio, explosões ou intoxicação para a população.

CATEGORIA NR-13

POTENCIAL DE RISCO x TIPO DE FLUIDO

RBI x NR-13Categorias NR-13

NÃO são considerados os mecanismos de dano que atuam no

equipamento, nem se a taxa de acúmulo desses danos é

significativa → Risco é “estático”

NÃO leva em consideração na sua categoria de risco se está

ocorrendo deterioração dos equipamentos

NÃO considera a eficiência de Planos de Inspeção mais

criteriosos e define intervalos de inspeção independente da

avaliação da Integridade do Equipamento

RBI x NR-13Categorias NR-13

Item 13.5.4.7: Vasos de pressão com enchimento interno ou com catalisador podem ter a periodicidade de exame interno ampliada, de forma a coincidir com a época da

substituição de enchimentos ou de catalisador, desde que esta ampliação seja precedida de estudos conduzidos por PH ou por grupo multidisciplinar por ele coordenado, baseados em normas e códigos aplicáveis, onde sejam implementadas tecnologias alternativas para

a avaliação da sua integridade estrutural.

Permite prolongar o prazo de inspeção de equipamentos comrecheio interno desde que “sejam implementadas tecnologiasalternativas para a avaliação da sua integridade estrutural”

Exemplo: reatores com catalisadores especiais que se degradamna presença de ar e umidade, sendo que a cada parada geral sãodesperdiçados milhões de dólares para sua substituição devido àsua abertura para atender ao prazo de inspeção interna.

Uso do RBI para justificar a não abertura do equipamento éextremamente adequado => METODOLOGIA RECONHECIDAINTERNACIONALMENTE

Aplicação RBI - EquipamentosNR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014

RBIaplicável

Item 13.5.4.6: Vasos de pressão que não permitam acesso visual para o exame interno ou externo por impossibilidade física devem ser submetidos alternativamente a outros exames não destrutivos e metodologias de avaliação da integridade, a critério do PH,

baseados em normas e códigos aplicáveis à identificação de mecanismos de deterioração.

“metodologias de avaliação da integridade ... baseados em normase códigos aplicáveis à identificação de mecanismos dedeterioração”

RBI atende a todos estes requisitos

Auxilia na definição de qual exame alternativo à inspeção internaseria adequado para cada tipo de dano ao qual o equipamento estásubmetido → Tecnologias de Inspeção Não Intrusiva (INI).

NR-13 SUGERE

O USO DE INI + RBI

Aplicação RBI - EquipamentosNR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014

Um programa de avaliação de integridade estrutural deve assegurar:

Conhecimento do danoIdentificação e

dimensionamento do dano

Capacidade do equipamento resistir a este dano

Aplicação RBI - EquipamentosNR-13 - Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014

RBI!!!

10%

90%

Itens com risco acima do

limite estabelecido

Equipamentos

Tubulações

MOTIVOS

1. NR-13 exigia a inspeção rigorosa somente dos equipamentos.

2. Tubulações são numerosas.

3. Tubulações são pouco inspecionadas.

Tubulações Visão Geral - Inspeção

API 580 API 581

normatizam a metodologia

API 570 recomenda o uso

NR-13 passou a sugerir

RBI

Tubulações Visão Geral - Inspeção

inflamáveis

combustíveis

tóxicos

hidrogênio

acetileno

Tubulações e a nova NR-13O que mudou?

Passou a fazer parte do escopo as tubulações (ou sistemas)

interligadas caldeiras e vasos de pressão enquadrados com fluidos

das classes A e B:

Portaria N.º 594, de 28 de Abril de 2014 – NR-13

Tubulações enquadradas na nova NR-13 devem ter adocumentação atualizada, incluindo:

especificações aplicáveis;

fluxogramas de engenharia;

projetos de alteração e reparo;

dispositivos de segurança;

indicador de pressão;

relatórios de inspeção conforme com as exigências da norma.

Inspeção de segurança inicial

(tubulações a partir da data da publicação da Portaria)

Inspeções periódicas

Tubulações e a nova NR-13O que mudou?

+

Obrigatoriedade: plano e programa de inspeção que avalie:

os fluidos transportados;

a pressão e a temperatura de trabalho;

os mecanismos de danos previsíveis;

as consequências para os trabalhadores, instalações e meio

ambiente trazidas por possíveis falhas das tubulações.

Intervalo de inspeção

prazo máximo da IVI do vaso de interligação mais crítico

ou

prazo ampliado 100% por programa de inspeção baseado em

mecanismos de danos e criticidade (limite 10 anos)

Tubulações e a nova NR-13O que mudou?

Classificação das tubulações de acordo com o risco. Alto

Médio

Baixo

Definição dos planos de inspeção detalhando para cada tubulação:

Mecanismo de dano ativos

Técnica de inspeção a ser utilizada

Extensão da inspeção (onde inspecionar)

Data ideal para a realização da inspeção

Tubulações e a nova NR-13Aplicação RBI

ComponenteMecanismos de Degradação

AtivoRecomendação de Inspeção

Data para Realização

Tubulação-01A. Corrosão Sob Isolamento

B. Sulfetação

A. Remoção total de isolamento + inspeção visual externa em 100% da linha;

B. ME spot para registro de espessura.

12/12/2016

identificação dos mecanismos de degradação

ranking de risco

avaliação das consequências de falhas

minimização dos riscos de perda de contenção

RBI: possibilita a adequação das tubulações às

demandas da NR-13 e alargamento de 100%

em relação ao prazo de IVI do equipamento

Tubulações e a nova NR-13Aplicação RBI - Resultados

+

+

+

CUSTO: perda de produção + preparação + MO

SEGURANÇA: entrada

Inspeção Não Intrusiva

INSPEÇÃO NÃO INTRUSIVA

+

+

IVIInspeção

Visual Interna

AUMENTO DO RISCO: abertura

Evolução do Risco utilizando programas típicos de inspeção

Evolução do Risco após otimização das

inspeções Risco residual

Nível das atividades de inspeção

Ris

co

Aumento das ações de inspeção intrusivas

pode acarretar

maior Risco de Falha ao

equipamento

Avaliação RBI tem como premissa a otimização das

ações de inspeção. Mesmo nível de inspeção

garante menor Risco de Falha

RBI x INI

Fonte: API 580 (adaptado)

Probabilidade

Consequência

Risco de Falha

Planejamento de Inspeção

(Efetividade de Inspeção em função do Risco)

Inspeção

Intrusiva

Inspeção Não

IntrusivaOU

RBI x INI

Efetividade Mínima

Confiança

80-100%

60-80%

40-60%

20-40%

0-20%

RBI x INIEfetividade de Inspeção RBI

Categoria de Efetividade de Inspeção Qualitativa↓

Cada Método de Inspeção

Fonte: API 581

RBI x INIEfetividade de Inspeção RBI - Thinning

Fonte: API 581

RBI X INIEfetividade de Inspeção RBI – SCC Cáustico

Fonte: RP Practice DNV-RP-G103.

→ Também utiliza o princípio de selecionar um método com o requisito mínimo de efetividade para manter o

risco abaixo do mínimo

Category POD Sizing

LowLower probability of detecting

the flaw type than does IVI

Limited, generally qualitative

information regarding flaw size or wall

thickness

Medium

A probability of detecting the

flaw type broadly similar to that

of IVI

Semi-quantitative or comparative

information regarding flaw size or wall

loss

HighHigher probability of detecting

the flaw type than does IVI

Accurate, quantitative information

regarding flaw size or wall thickness

RBI X INIINI - Categorias

Considerações Finais

Critério NR-13 RBI

Probabilidade de Falha /

Mecanismos de DanoNÃO SIM

Consequência SIM SIM

Risco Estático Varia com tempo

Plano de Inspeção Estático Variável

INI Prevista Prevista (Efetividade)

Nível de Complexidade Baixo Alto

Investimento Baixo Alto

IVI: historicamente a mais utilizada por todos:

Detecta vários defeitos mesmo sem terem sido previamenteprevistos no procedimento de inspeção

Grande cobertura da superfície, muito boa para identificar danosisolados sem ter conhecimento prévio de onde este dano estava

INI: pode ser uma alternativa:

a capacidade de detecção está vinculada com a técnica específicautilizada

as técnicas empregadas tendem a ser bem mais específicas para oque se procura

Considerações Finais

NR 13Suporte de lei

(simples)

PASSADO:

IVI: END convencionais

PRESENTE:

INI: RBI + Novas

Tecnologias de END

Considerações Finais

INI Suporte técnico

(complexo)

RBI + Novas

Tecnologias de END

de alta efetividade

AGRADECIMENTOS

Uma Rede de Tecnologia e Qualidade

Camila Pontes PenaCoordenação – RBI

cppena@isqbrasil.com.br

instituto de soldadura www.isqbrasil.com.bre qualidade

Rua do Campo n° 80 - 34000 – 000 Bairro Vale do Sereno - Nova Lima (MG) - BrasilTel: +55 31 3263-3263- Fax: +55 31 3263-3264

MUITO OBRIGADA!!!