Gerir a corrosão sob o isolamento com inspecções baseadas no risco

As indústrias que dependem de equipamento e infra-estruturas metálicas, tais como refinarias e instalações de processamento, enfrentam uma preocupação significativa: a corrosão. Embora a corrosão em si seja amplamente reconhecida, há um tipo específico que muitas vezes passa despercebido - a corrosão sob isolamento (CUI). Esta forma insidiosa de corrosão ocorre silenciosamente por baixo dos materiais de isolamento, tornando-a um adversário difícil de detetar e mitigar. De facto, sabia que, de acordo com um estudo realizado pela ExxonMobil em 2003, a CUI é responsável por uns impressionantes 40-60% dos custos de manutenção de tubagens?  

Neste blogue, vamos explorar os mecanismos subjacentes à CUI e considerar como as análises de Inspeção Baseada no Risco (RBI) devem ser conduzidas para estimar o risco associado à CUI para gerir eficazmente este mecanismo de degradação. 

Comecemos por definir exatamente o que é a Corrosão sob Isolamento (CUI). 

A corrosão sob isolamento (CUI) é um tipo grave de corrosão externa localizada que afecta o equipamento de aço carbono e de baixa liga. Ocorre quando a água entra no isolamento externo através de orifícios ou fendas no revestimento do isolamento, ou quando a humidade do ar se condensa na superfície metálica por baixo do isolamento (conhecida como transpiração). Por este motivo, a CUI é normalmente observada em refinarias e instalações de processamento onde as temperaturas elevadas provocam ciclos térmicos. 

Se não existir um revestimento protetor de boa qualidade, pode ocorrer uma perda significativa de paredes (corrosão).  

^{Figura 1: Na imagem pode ver-se o equipamento, o revestimento e o isolamento. As setas indicam como a água e o vapor entram através de fissuras no isolamento e causam CUI.}  

A natureza frequentemente aleatória e localizada do ataque, e o facto de estar escondido sob o isolamento, torna a CUI difícil de detetar. 

Mas, para começar, porque é que precisamos de isolamento, quando este provoca a ocorrência de CUI? 

Apesar do risco de CUI, o isolamento serve um objetivo crucial que ultrapassa os seus potenciais inconvenientes. O isolamento é necessário para proteger os materiais subjacentes, normalmente o aço, dos efeitos prejudiciais das condições ambientais. Os benefícios do isolamento em termos de eficiência térmica, conservação de energia e proteção do pessoal fazem dele um componente essencial em muitas aplicações industriais. A conceção adequada do isolamento, a seleção de materiais e as práticas de manutenção podem ajudar a minimizar a ocorrência de CUI e a garantir a eficácia global dos sistemas de isolamento. 

Portanto, já sabemos que o isolamento influencia a ocorrência de CUI, mas há mais mecanismos a desempenhar um papel... 

Javaherdashti identificou cinco factores-chave que têm um impacto significativo nas CUI:  

As inspecções desempenham um papel vital na deteção precoce e na gestão das CUI. Para garantir o êxito da gestão das inspecções, é importante ter uma compreensão abrangente dos mecanismos que influenciam as CUI, uma vez que este conhecimento orienta o calendário e a abordagem das inspecções.  

Vamos concentrar-nos um pouco mais na estratégia de inspeção e ver como cada um destes factores-chave pode influenciar as prioridades de inspeção com base no risco de falha. Para isso, precisamos primeiro de mergulhar nas inspecções baseadas no risco (RBI). 

As metodologias de Inspeção Baseada no Risco (RBI) podem ser utilizadas para mitigar eficazmente o risco de CUI. Basicamente, os componentes do equipamento têm barreiras de proteção, como o isolamento e o revestimento, que queremos inspecionar. A RBI é uma abordagem proactiva que dá prioridade às inspecções com base no risco de falha da barreira. Estas análises ocorrem ao nível dos componentes, centrando-se em mecanismos de degradação específicos como a CUI. Em termos simples, o processo RBI envolve: 

As classificações da suscetibilidade à falha e das consequências da falha são utilizadas para avaliar a criticidade ou o risco global. Esta criticidade, juntamente com a vida útil restante, é então utilizada para determinar a próxima data de inspeção e, em certos casos, uma estratégia de inspeção adequada. 

Consideremos agora os cinco factores-chave que influenciam a CUI e exploremos o seu impacto nas análises de Inspeção Baseada no Risco (IBR). 

O isolamento é frequentemente a barreira secundária contra a corrosão. Factores como a idade, o estado e o tipo de material são cruciais, pois afectam a sua capacidade de reter ou drenar a água.  

Em termos de RBI, deve ser tido em conta o impacto do material de isolamento na suscetibilidade à falha. 

Para garantir uma proteção adicional, recomenda-se vivamente a aplicação de revestimentos por baixo do isolamento. Para além de um revestimento resistente a CUI, especialmente a altas temperaturas, é aconselhada a proteção catódica (PC). O revestimento é a principal barreira contra a corrosão. 

É importante notar aqui que o RBI deve ter em conta a vida útil restante do revestimento, uma vez que isso pode permitir uma extensão da data da próxima inspeção do equipamento. 

A corrosão sob isolamento (CUI) pode afetar os aços carbono e de baixa liga no intervalo de temperaturas de -12°C a 175°C (10°F a 350°F). Também afecta os aços inoxidáveis austeníticos e os aços inoxidáveis duplex a temperaturas entre 60°C e 205°C (140°F e 400°F).  

A vida útil restante pode ser tipicamente determinada para aços carbono e de baixa liga. No entanto, quando se trata de aços inoxidáveis austeníticos e duplex, a CUI aparece como fissuração externa por corrosão sob tensão por cloreto (Cl-SCC) em temperaturas mais altas (além do limite de temperatura da parede metálica). Nesses casos, a determinação da vida útil restante dos componentes não é viável.  

Consequentemente, a abordagem da Inspeção Baseada no Risco (RBI) em relação às CUI varia em função do material do equipamento e da temperatura de funcionamento. 

A atmosfera desempenha um papel vital na CUI, fornecendo a água necessária para a corrosão. Esta pode provir de fontes naturais como a precipitação, a pulverização da água do mar e as águas subterrâneas, bem como de factores industriais como o desvio de torres de arrefecimento e o derrame de líquidos de processo. Além disso, substâncias corrosivas como cloretos e sulfatos encontrados na atmosfera contribuem para a CUI, particularmente em ambientes marinhos ou costeiros e em ambientes industriais como refinarias e fábricas de produtos químicos.  

O tipo de atmosfera deve, portanto, ser considerado durante o RBI, quando a suscetibilidade à falha é determinada. 

A conceção inclui tanto a conceção do equipamento como a disposição das instalações e tem o potencial de eliminar totalmente a necessidade de isolamento, fornecendo proteção contra ambientes agressivos e mantendo as temperaturas abaixo de um limiar crítico. No entanto, se o isolamento ainda for necessário, as complexidades do projeto, como a forma e as fixações, podem tornar difícil a aplicação eficaz do isolamento. 

Assim, a conceção desempenha um papel vital na prevenção total das CUI ou na redução dos seus efeitos resultantes dos quatro factores anteriormente mencionados. Consequentemente, a conceção influencia realmente o RBI indiretamente através destes outros quatro factores. 

Dada a complexidade envolvida na avaliação exacta do risco associado à CUI, ter uma orientação pode ser extremamente útil. O IMS PEI serve como um recurso valioso, fornecendo orientação passo a passo para a realização da análise de Inspeção Baseada no Risco (RBI). Considera factores como mecanismos de degradação, tipo de equipamento/componente e material para determinar a abordagem RBI mais adequada. 

O IMS PEI oferece uma gama de ferramentas adoptadas para a Corrosão sob Isolamento (CUI), incluindo um questionário de suscetibilidade à falha, calculadora da taxa de corrosão CUI, estimativa da vida útil do revestimento, pesquisa de criticidade com base na suscetibilidade à falha e consequências da falha, pesquisa de intervalo máximo de inspeção com base na criticidade e pesquisa de estratégia de inspeção com base na criticidade. A estratégia de inspeção define o âmbito da cobertura da inspeção. A seleção da abordagem CUI RBI adequada é influenciada pelo material do componente e pela temperatura de funcionamento. 

Da mesma forma, o IMS PEI será o seu companheiro de confiança, guiando-o através de análises RBI para todas as suas outras combinações de mecanismos de degradação de componentes. Com a sua ajuda, pode avaliar com confiança e precisão os riscos associados, sem se deixar dominar pelas complexidades.