Avaliação da integridade estrutural de vasos de pressão com a utilização dos diagramas de análise de falhas

Abstract

Muito se discute atualmente, acerca da possibilidade da extensão da vida útil de componentes de plantas industriais motivados por fatores econômicos. Os vasos de pressão são os componentes de maior custo e a sua substituição pode impactar o funcionamento de toda a planta. Nesse contexto, várias metodologias de adequação ao serviço Fitness-For-Service (FFS) podem ser utilizadas para a avaliação da integridade estrutural (AIE), não somente visando a aspectos econômicos, mas também aumento da segurança. Os diagramas de análise de falhas "Failure Assessment Diagram" (FAD), são os mais empregados nas metodologias FFS para prevenção de uma falha a partir da consideração de um defeito do tipo trinca, estabelecendo um critério para aceitabilidade dos defeitos baseados na razão de tenacidade do material e razão de carregamento. As metodologias abordadas neste trabalho incluem a BS7910, API-579 e R6, além de disciplinas no campo da mecânica da fratura, propriedades dos materiais, e mecânica dos sólidos. O objetivo principal deste trabalho é a elaboração de programas computacionais utilizando a linguagem Matlab® referente ao estudo de caso de um vaso de pressão para determinar as dimensões críticas de trincas semielípticas, dispostas nos sentidos longitudinais e circunferencial da seção cilíndrica no nível 2 de avaliação das metodologias FFS. Os níveis de avaliação 1, 2 e 3 foram utilizados em planilhas elaboradas no software Excel® a título de verificação dos programas. Considerando a profundidade crítica da trinca de 10,16 mm, o comprimento crítico obtido na metodologia BS-7910 foi de 11,2 a 22 mm, referente a tenacidade do material de 58,8 MPa√m. Na metodologia API-579 a tenacidade do material adotada foi 84 MPa√m e obtidos os comprimentos críticos de 20,32 a 40,64 mm. Na metodologia R6, utilizando o fator de tenacidade do material de 84 MPa√m, o comprimento crítico foi 20,32 mm para avaliações convencionais, porém em avaliações de segurança da classe de serviço A, para equipamentos críticos quanto à segurança, foi obtida a profundidade crítica de 2,5 mm referente ao comprimento crítico de 5 mm.