Tubulações sob pressão

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Este tópico foi editado pela última vez por liuquan1100 em 15/12/2017, às 16:36. Os principais tópicos abordados são: I. Conceito de tubulações; II. Conceito de tubulações sob pressão; III. Escopo da inspeção de segurança das tubulações sob pressão; IV. Características das tubulações sob pressão; V. Requisitos estruturais das tubulações sob pressão; VI. Classificação e categorização das tubulações sob pressão; VII. Causas de falha nas tubulações sob pressão; VIII. Características da destruição das tubulações sob pressão; IX. Prevenção e relatórios sobre acidentes com tubulações sob pressão; X. Regras de segurança para sistemas de tubulações. I. Conceito de tubulações De acordo com as normas **“Padrões de Projeto para Tubulações Metálicas Industriais” GB50316-2000**, uma tubulação é composta por componentes como peças que compõem a tubulação, suportes e fixações, e serve para transportar, distribuir, misturar, separar, descartar, medir ou controlar o fluxo de fluidos. **A definição estabelecida na norma “Padrões para a construção e inspeção de tubulações de metais industriais” GB50235-97 é a seguinte: trata-se de um conjunto formado por componentes das tubulações e por elementos de suporte, utilizado para transportar, distribuir, misturar, separar, descartar, medir, controlar e impedir o fluxo de fluidos. Esse conjunto inclui tubos, conexões, flanges, parafusos, buchas, válvulas e outros componentes ou peças sob pressão. Um conjunto de tubos conectados entre si, classificados de acordo com o fluido e as condições de projeto, é denominado “sistema de tubulações” ou “rede de tubos”. A definição acima contém dois significados: (A) A função dos tubos é transportar, distribuir, misturar, separar, descartar, medir, controlar e impedir o fluxo de fluidos. 1) Fluido: em algumas normas, é chamado de meio. Os fluidos podem ser classificados de acordo com seu estado ou propriedades. a) Por estado: Gás ； Líquido ； Gás liquefeito: refere-se a um gás que se encontra no estado líquido sob determinada pressão ； Líquidos: referem-se a meios líquidos inflamáveis, explosivos, tóxicos e corrosivos. b) Por natureza: Risco de incêndio ； Refere-se ao risco de incêndio causado por meios inflamáveis, divididos em gases inflamáveis, gases liquefeitos e líquidos inflamáveis. Existem três categorias: A, B e C. Explosivo ； Meios combustíveis que podem explodir após misturarem-se com o ar, ou meios não combustíveis que podem causar explosões sob altas temperaturas e pressões. Toxicidade ； Classificado de acordo com a GB5044. Existem duas categorias principais: altamente tóxico (perigo extremo) e tóxico (perigo elevado, risco de envenenamento e risco leve), totalizando quatro níveis. Corrosividade. São substâncias capazes de queimar os tecidos humanos e causar danos aos materiais dos tubos. 2) Transporte de fluidos: O fluido é transportado do ponto de partida do tubo até o ponto final, seja por meio de força externa (utilizando máquinas de transporte de fluidos como compressores e bombas, que fornecem energia cinética), seja pela força própria do fluido (como a pressão do próprio meio). 3) Distribuição do fluido: O fluido é distribuído para vários dispositivos ou usuários pré-definidos, conforme especificado no projeto, por meio de tubulações secundárias. 4) Fluidos misturados: Misturar os fluidos provenientes de diferentes ramificações dentro do sistema de tubulações, como, por exemplo, para fins de diluição. 5) Separação de fluidos: separar os fluidos em diferentes estados dentro do tubo por meio de ramificações, como a separação de vapor e líquido, ou de óleo e água. 6) Emissão de fluidos: Descarregar o fluido presente dentro dos tubos por meio de ramais, como para alívio de superpressão ou para eliminar os fluidos que foram separados. 7) Medição de fluidos: Os fluidos que são transportados e distribuídos são medidos por meio de instrumentos de medição instalados no sistema de tubulações, como para determinar o fluxo, a pressão, a temperatura e a viscosidade. 8) Controle do fluido: O fluxo do fluido dentro dos tubos é controlado por meio de componentes de controle instalados no sistema de tubulações, como regulação da pressão, redução da temperatura, distribuição do fluido e interrupção do seu fluxo. (B) Composição do tubo: É composto por componentes do tubo, suportes e fixações para tubos, entre outros. Trata-se de um conjunto montado formado por tubos, conexões, flanges, parafusos, juntas, válvulas, além de outros componentes ou peças sob pressão e suportes. 1) Componentes de tubulações: referem-se aos elementos utilizados para conectar ou montar tubulações, incluindo tubos, conexões, flanges, juntas, parafusos, válvulas e componentes especiais para tubulações. Os chamados componentes especiais para tubulações são aqueles que não fazem parte das peças padrão comuns. São componentes de tubulações fabricados de forma especial, de acordo com as condições de projeto técnico, incluindo juntas de expansão, válvulas especiais, discos de ruptura, dispositivos de proteção contra incêndios, filtros, conexões flexíveis e mangueiras, entre outros. 2) Suportes e fixações para tubulações: Termo geral que se refere a todas as estruturas utilizadas para sustentar tubulações ou restringir seus deslocamentos, mas não inclui as estruturas de alvenaria. Existem suportes fixos, suportes deslizantes, suportes rígidos, suportes guia, suportes de limitação e suportes com molas, entre outros. Na **norma padrão GB50235-97 “Normas para a construção e inspeção de tubulações metálicas industriais”**, também são chamados de componentes de suporte para tubulações, incluindo os acessórios para instalação das tubulações e os elementos de fixação. a) Componentes de instalação de tubulações: referem-se aos elementos que transferem a carga das tubulações ou seus acessórios para as estruturas de suporte ou equipamentos, incluindo suportes pendentes, suportes elásticos, barras de tração, contrapesos, parafusos de ajuste, barras de apoio, correntes, guias, elementos de fixação, selins, placas de apoio, rolos, suportes e suportes deslizantes, entre outros. b) Acessórios: Peças que são fixadas aos tubos por meio de soldagem, conexão com parafusos ou métodos de aperto, incluindo suportes para tubos, orelhas de sustentação, anéis, grampos, abraçadeiras de fixação e assentos em forma de saia para tubos. Os componentes e suportes de tubulações também são denominados, nas normas atuais do nosso país relativas a tubulações sob pressão, como elementos de tubulações sob pressão. II. Conceito de tubulações sob pressão As tubulações sob pressão são uma parte das tubulações em geral. Em um sentido mais amplo, os chamados tubos sob pressão devem referir-se a todos os tubos que suportam pressão interna ou externa, independentemente do meio presente dentro deles. Mas, desde que nosso país emitiu as “Regras de Gestão e Supervisão da Segurança de Tubulações sob Pressão”, o termo “tubulações sob pressão” passou a ser o nome específico para essas tubulações que estão sujeitas a supervisão. No artigo 2º das “Regulações para a Gestão e Supervisão de Tubulações sob Pressão”, as tubulações sob pressão são definidas como “equipamentos especiais utilizados na produção e no dia a dia, que podem causar riscos como explosões ou intoxicações”. Já no “Regulamento de Supervisão da Segurança de Equipamentos Especiais”, emitido pelo Conselho de Estado em 1º de junho de 2003, as tubulações sob pressão são definidas mais detalhadamente como “equipamentos tubulares que utilizam determinada pressão para transportar gases ou líquidos. Esses equipamentos incluem tubulações cuja pressão máxima de operação é igual ou superior a 0,1 MPa (pressão absoluta), bem como tubulações que transportam gases liquefeitos, vapor, líquidos inflamáveis, explosivos, tóxicos ou corrosivos, cuja temperatura máxima de operação é igual ou superior ao ponto de ebulição padrão. Além disso, essas tubulações devem ter um diâmetro nominal maior que 25 mm”. Ou seja, o que se chama hoje de “tubulações sob pressão” refere-se não apenas às tubulações que suportam pressão dentro ou fora delas, mas também aos meios transportados em seu interior, que podem ser “gases, gases liquefeitos e vapor”, ou “líquidos que podem causar incêndios, explosões, intoxicações ou corrosão”. O que se entende por propriedades de inflamabilidade, toxicidade ou corrosividade aqui é o seguinte: a capacidade do meio de inflamar-se e explodir – ou seja, o meio possui propriedades inflamáveis e explosivas, podendo causar incêndios ou explosões sob certas condições, levando a danos e destruição. Esses meios incluem substâncias que representam risco de incêndio, como gases inflamáveis, hidrocarbonetos liquefeitos e líquidos inflamáveis. Também incluem meios que podem causar explosões devido a altas temperaturas e pressões, como vapor, água quente acima do ponto de ebulição padrão, ar comprimido e outros gases comprimidos. Dentre eles, o risco de incêndio dos meios combustíveis é classificado em três categorias: A, B e C, de acordo com as normas “Normas de Projeto para Prevenção de Incêndios em Empresas Petroquímicas” GB50160 e “Normas de Projeto Arquitetônico para Prevenção de Incêndios” GBJ16. Para os gases inflamáveis das categorias A e B, o limite inferior de explosividade da mistura com ar (em termos de volume) é definido da seguinte forma: para os gases inflamáveis da categoria A: <10% ； Gases inflamáveis de categoria B: ≥10%. A classificação dos líquidos inflamáveis das categorias A, B e C está apresentada na Tabela 1. Tabela 1: Classificação do risco de incêndio de hidrocarbonetos liquefeitos e líquidos inflamáveis

**Classe A**
– Hidrocarbonetos liquefeitos: Líquidos de hidrocarbonetos cuja pressão de vapor a 15°C é superior a 0,1 MPa, bem como outros líquidos semelhantes.

**Classe B**
– Líquidos inflamáveis: Líquidos inflamáveis que não se enquadram na Classe A, com ponto de inflamação inferior a 28°C.

**Classe C**
– **Subclasse C A**: Líquidos inflamáveis com ponto de inflamação entre 60°C e 120°C.
– **Subclasse C B**: Líquidos inflamáveis com ponto de inflamação superior a 120°C.

**Nota:** Líquidos com ponto de inflamação inferior a 45°C são considerados líquidos altamente inflamáveis ； Líquidos cujo ponto de inflamação é inferior à temperatura ambiente são chamados de líquidos explosivos. De acordo com as normas GBJ16, os meios inflamáveis (ou processos de produção) que pertencem à categoria de risco de incêndio A são também aqueles que podem se decompor espontaneamente em condições de temperatura ambiente, ou que podem sofrer oxidação no ar, o que pode causar autoinflamação ou explosão ； Substâncias que, à temperatura ambiente, ao entrarem em contato com água ou vapor, podem gerar gás e causar incêndio ou explosão ； É um oxidante muito forte que pode causar combustão ou explosão facilmente em contato com ácidos, calor, impactos, fricção, catalisadores, bem como com substâncias orgânicas ou inorgânicas inflamáveis como o enxofre ； Substâncias que podem causar combustão ou explosão quando submetidas a impactos, fricção ou em contato com oxidantes e substâncias orgânicas ； E também a produção em equipamentos fechados, onde a temperatura de operação é igual ou superior ao ponto de autoinflamação da própria substância. Os meios que pertencem à categoria de risco de incêndio tipo B são, principalmente, oxidantes e sólidos químicos inflamáveis que não pertencem à categoria de risco de incêndio tipo A, além de gases que contribuem para a propagação do fogo. (B) Toxicidade do meio: ou seja, a capacidade do meio de causar intoxicação nas pessoas. Quando esses agentes são inalados ou entram em contato com o corpo humano, podem causar danos ao organismo, chegando até a causar a morte. De acordo com as normas GB5044, relativas à classificação do grau de periculosidade dos agentes tóxicos em ambientes de trabalho, os agentes tóxicos são classificados em quatro níveis, conforme seis critérios: toxicidade aguda, condições de intoxicação aguda, condições de intoxicação crônica, consequências da intoxicação crônica, potencial carcinogênico e concentração máxima permitida. Esses níveis são: perigo extremo, perigo alto, perigo moderado e perigo baixo. Os meios extremamente perigosos são, às vezes, também chamados de “meios altamente tóxicos”. Já os meios perigosos em grau alto, médio e baixo são denominados coletivamente de “meios tóxicos”. Mediadores altamente tóxicos (fluidos), segundo a norma chinesa “Padrões para a construção e inspeção de tubulações de metais industriais” GB50235-97, são substâncias que, mesmo que uma pequena quantidade delas vaze para o meio ambiente e seja inalada ou entre em contato com o corpo humano, podem causar danos graves e difíceis de tratar, mesmo com tratamento rápido. Toxinas que correspondem ao nível de risco I da **norma atual “Classificação do grau de perigo decorrente da exposição ocupacional a toxinas” GB5044 (perigo extremo)**. Com base nisso, pode-se entender que os meios altamente tóxicos são, na verdade, meios extremamente perigosos. Já a definição de meios tóxicos nos padrões é a seguinte: são substâncias que, se vazarem para o meio ambiente, podem ser inaladas ou entrar em contato com o corpo humano. No entanto, se houver tratamento adequado a tempo, não causam danos irreversíveis ao organismo. No entanto, para substâncias tóxicas com o mesmo grau de toxicidade, existem diferenças entre os setores em relação à forma como elas devem ser tratadas. O benzeno é classificado como um meio extremamente perigoso na norma GB5044, que estabelece a classificação dos riscos associados à exposição profissional a substâncias tóxicas. Além disso, ele também é citado como exemplo de meio extremamente perigoso nas regulamentações relativas à gestão e supervisão de tubulações sob pressão. Já na classificação de tubulações estabelecida nas “Normas para a construção e inspeção de tubulações que transportam substâncias tóxicas e inflamáveis na indústria petroquímica” SH3501-2002, o benzeno é tratado da mesma forma que as substâncias de alto risco. Incluído na categoria SHB. Por outro lado, quatro substâncias extremamente perigosas, como acrilonitrila, gás fotogênico, carbono disulfeto e hidrogênio fluorídrico, são tratadas no SH3501-2002 da mesma forma que as substâncias de perigo extremo, sendo classificadas como tubulações de categoria SHA. Isso afeta não apenas os padrões de qualidade da construção e os requisitos de inspeção das tubulações em uso, mas também a classificação dos níveis de licença necessários para a execução das obras. Quando se trata da instalação de tubulações que contêm benzeno como meio de transporte, se o benzeno for considerado um meio extremamente perigoso, a empresa responsável pela instalação deve possuir uma licença de instalação de nível GC 1. Já se o benzeno for considerado um meio altamente perigoso, o nível da licença exigida dependerá da pressão de projeto e da temperatura de projeto das tubulações. A compreensão dessa questão pode ser explicada com base nos princípios de classificação do grau de periculosidade dos tóxicos: a norma “Classificação do Grau de Periculosidade dos Tóxicos Expostos em Ambientes Profissionais” GB5044-85 classifica os diferentes tóxicos com base na avaliação do grau de periculosidade de 56 tóxicos comuns em determinadas indústrias. No entanto, a norma também estipula que o grau de risco para outros setores que entram em contato com o mesmo veneno (aqueles não listados na Tabela 2 da norma) pode ser determinado com base na concentração do veneno no ar do local de trabalho, na taxa de casos de intoxicação e no período de tempo de exposição. Quando a concentração de substâncias tóxicas no ar das oficinas atinge frequentemente os valores máximos permitidos estabelecidos na norma TJ36—79 “Padrões de Saúde para o Projeto de Indústrias”, mas a taxa de doenças ou o número de casos sintomáticos permanece abaixo dos valores correspondentes nesses padrões, é possível reduzir o nível de risco em um grau. Portanto, para cada substância específica, é normal que **haja diferenças entre os padrões e as normas profissionais na classificação dos níveis de perigo.** Isso porque, além da carcinogenicidade e da concentração máxima permitida no ar, os outros quatro indicadores estão relacionados ao processo de produção e às características das operações realizadas. Em processos de produção como o petróleo, a indústria química e a petroquímica, em que os meios de transporte são tubulações, as substâncias tóxicas circulam em condições contínuas e fechadas. O grau de perigo depende da probabilidade de o veneno entrar em contato com o corpo humano devido a acidentes, ou de causar danos crônicos ocupacionais devido a vazamentos frequentes. Geralmente, esse risco é menor do que nos processos de produção abertos. Portanto, na concepção de tubulações sob pressão, a determinação do nível de perigo dos agentes tóxicos deve ser feita com base principalmente na concentração desses agentes no ar do ambiente de trabalho, na taxa de incidência de intoxicações e no período de tempo de exposição. Entre os indicadores de classificação do grau de periculosidade dos venenos mencionados acima, as concentrações máximas permitidas para os venenos presentes no ar das oficinas são as seguintes: Perigo extremo: a concentração máxima permitida é inferior a 0,1 mg/m3 ； Risco elevado: a concentração máxima permitida é de 0,1 mg/m3 a 1,0 mg/m3. De acordo com as normas de saúde no projeto de indústrias (TJ36—79), as concentrações máximas permitidas para cinco substâncias tóxicas, como benzeno, acrilonitrila, cloroformo, dióxido de enxofre e hidrogênio fluorídrico, no ar das oficinas e nas áreas residenciais estão indicadas na Tabela 2:

**Tabela 2 – Concentrações máximas permitidas para algumas substâncias tóxicas**

| Nome da substância | Benzeno | Acrilonitrila | Cloroformo | Dióxido de enxofre | Hidrogênio fluorídrico |
|-------------------|---------|---------------|------------|-------------------|----------------------|
| Concentração máxima permitida no ar das oficinas (mg/m³) | 40,0 | 2,0 | 0,5 | 10,0 | 1,0 |
| Concentração máxima permitida na atmosfera das áreas residenciais (média diária em mg/m³) | 0,8 | 0,05 | —— | 0,04 (por vez) | 0,007 (por vez; 0,02 em uma única aplicação) |

Como pode ser visto na Tabela 2, a concentração máxima permitida para o benzeno no ar das oficinas é muito maior do que a permitida para substâncias extremamente perigosas. Ao mesmo tempo, considerando a continuidade e a estanqueidade do transporte por tubulações na produção industrial, bem como o tempo de contato entre o benzeno e os operadores e a taxa de casos de intoxicação, o benzeno também não deve ser classificado como um meio extremamente perigoso. Portanto, na prática, para determinar o grau de toxicidade do meio em questão, deve-se seguir as propriedades tóxicas indicadas nos documentos de projeto ou as normas de aceitação da construção especificadas nesses mesmos documentos. Além disso, no que diz respeito à duração do contato, nosso país ainda não estabeleceu padrões relacionados a isso. Os três valores-limite de exposição recomendados pela **Reunião de Especialistas em Saúde Ocupacional dos EUA (ACGIH)** podem servir como referência: 1) O valor-limite é calculado com base na média ponderada das 8 horas diárias ou 40 horas semanais de trabalho. Nessa concentração, o contato repetido não causará efeitos negativos em nenhum indivíduo ； 2) O limite médio ponderado em função do tempo de exposição é utilizado como indicador: em cada exposição, o tempo não deve exceder 15 minutos, e o número de exposições por dia não deve passar de 4. Além disso, deve haver um intervalo de pelo menos 1 hora entre cada exposição. Nessa concentração, a exposição contínua por curtos períodos de tempo não causa irritação, nem alterações patológicas crônicas ou irreversíveis nos tecidos. Também não há aumento no risco de acidentes, diminuição da capacidade de autossalvamento ou redução significativa na eficiência no trabalho ； 3) O valor limite refere-se à maior concentração que não deve ser ultrapassada, nem mesmo por um instante. (C) Corrosividade do meio: refere-se a substâncias que podem causar queimaduras nos tecidos humanos e danificar os materiais utilizados em tubulações, como ácidos, álcalis e outros fluidos capazes de causar danos aos materiais, como hidrogênio e sulfeto de hidrogênio. III. Âmbito da inspeção de segurança dos tubos sob pressão De acordo com as “Regras de Gestão e Inspeção de Segurança de Tubos Sob Pressão”, os tubos sob pressão que estão sujeitos a inspeção de segurança são aqueles que atendem a uma das seguintes condições, bem como suas instalações auxiliares e dispositivos de proteção. 1) Meios com grau de toxicidade extremamente perigoso, independentemente da pressão, temperatura e estado ； 2) Meios com risco de incêndio nas categorias A e B, independentemente da pressão, temperatura e estado ； 3) Meios gasosos (vapores) ou de gás liquefeito com pressão de operação máxima maior ou igual a 0,1 MPa. Não são especificadas suas propriedades e temperatura, exceto nos casos em que, segundo as “Regras de Gestão e Supervisão de Tubulações sob Pressão”, tais meios não se enquadram no escopo da supervisão. 4) Meios líquidos inflamáveis, explosivos, tóxicos ou corrosivos, cuja pressão de operação máxima é maior ou igual a 0,1 MPa, ou meios líquidos cuja temperatura de operação máxima é maior ou igual ao ponto de ebulição padrão. As “Regras de Gestão e Supervisão de Tubulações sob Pressão” estipulam que os seguintes quatro tipos de tubulações não estão sujeitos à supervisão: a) as tubulações que fazem parte do próprio equipamento. b) **Tubulações em equipamentos, veículos e dispositivos nucleares.** c) Gases atóxicos, não inflamáveis e não corrosivos, em tubulações cujo diâmetro nominal é inferior a 150 mm e cuja pressão de operação máxima é inferior a 1,6 MPa. Aqui, a definição de instalações relacionadas aos tubos sob pressão e de dispositivos de proteção de segurança é a seguinte: a) As instalações auxiliares referem-se principalmente aos equipamentos utilizados nos tubos sob pressão, como suportes e fixações, bem como aos dispositivos de proteção catódica. b) Os dispositivos de proteção de segurança referem-se principalmente aos dispositivos de controle de temperatura e pressão excessivas, bem como aos dispositivos de alarme. Nota: As “Regras de Gestão do Registo de Utilização de Tubulações sob Pressão” (versão experimental), emitidas recentemente, definem claramente o que são tubulações sob pressão, instalações auxiliares e dispositivos de proteção: a) Tubulações sob pressão referem-se a um sistema composto por componentes das tubulações, suportes para tubulações, dispositivos de proteção e instalações auxiliares. Dispositivos tubulares usados para transportar gases ou líquidos ； b) As instalações auxiliares referem-se a dispositivos de proteção catódica, estações de compressão, estações de bombeamento, estações de válvulas, estações de regulação de pressão, sistemas de monitoramento, etc ； c) Os dispositivos de proteção de segurança referem-se às válvulas de segurança, manômetros, discos de ruptura e válvulas de corte de emergência conectados às tubulações sob pressão. IV. Características dos tubos de pressão: Um sistema de tubulações, para poder realizar as funções de transporte, distribuição, mistura, separação, descarga, medição ou controle do fluxo do fluido, precisa estar conectado a equipamentos de energia, equipamentos de reação, equipamentos de armazenamento, equipamentos de separação, equipamentos de troca de calor e equipamentos de controle. Dessa forma, forma-se um sistema que permite que o fluido dentro dos tubos tenha uma determinada pressão, temperatura e vazão, permitindo assim que as tarefas previstas no projeto sejam realizadas. Ao mesmo tempo, os tubos de pressão de diferentes categorias possuem características distintas, devido às diferenças nos materiais, na estrutura e na forma de instalação: (A) Características dos tubos industriais: 1) Grande número de tubos, sistemas complexos; os tubos estão dispostos de maneira interligada e compacta dentro das oficinas ； 2) Os materiais, tipos e especificações dos componentes e suportes das tubulações são complexos, e a uniformidade da qualidade é baixa ； 3) O processo de operação é afetado pelas flutuações no processo de produção; as condições de operação mudam frequentemente, como a expansão e contração térmica, cargas alternadas, flutuações de temperatura e pressão, entre outras ； 4) Os mecanismos de corrosão e destruição são complexos, e existem diversos modos de falha dos materiais. (B) Características dos tubulações de transporte de longa distância e das tubulações públicas: 1) O comprimento dos tubos é grande, eles atravessam muitas regiões, e o terreno e a geologia são complexos ； 2) Há muitas instalações subterrâneas, o que dificulta a detecção de defeitos ； 3) São suscetíveis a danos acidentais. V. Requisitos estruturais para tubulações sob pressão As tubulações sob pressão apresentam um alto grau de periculosidade, pois o fluido que elas transportam pode ser tóxico, inflamável ou corrosivo. Além disso, existem condições operacionais especiais, como altas e baixas temperaturas, que aumentam ainda mais o risco. Portanto, a estrutura de um sistema de tubulações sob pressão deve atender às seguintes condições: resistência à pressão: capacidade de suportar a pressão exercida pelos fluidos dentro das tubulações (pressão interna ou externa), as tensões causadas pela temperatura, bem como os efeitos a longo prazo e repetitivos, como a fluência e a fadiga ； Hermeticidade: Impede que o fluido em movimento dentro do tubo vaze para o espaço externo ao tubo ou para outro fluido ； Resistência à corrosão: resistir à ação corrosiva dos fluidos dentro do tubo sobre o material do mesmo. A classe de resistência à corrosão dos materiais para tubulações é dividida em 4 níveis, conforme a taxa anual de corrosão: resistência suficiente à corrosão ≤ 0,05 mm ； Resistência à corrosão > 0,05～0,1 mm ； Resistência à corrosão ainda > 0,1～0,5 mm ； Não resistente à corrosão > 0,5 mm ； Flexibilidade: A flexibilidade de um tubo é um conceito físico que reflete a facilidade com que o tubo se deforma. Quando os tubos operam nas condições de projeto, fatores como expansão e contração térmicas, deslocamentos adicionais nas extremidades dos tubos e instalação inadequada dos suportes podem causar tensões excessivas, deformações, vazamentos ou danos, afetando assim o funcionamento normal dos tubos. A flexibilidade do tubo consiste na capacidade dele de absorver, por meio de sua própria deformação, os deslocamentos causados por mudanças de temperatura ou por outros fatores. Isso permite que as tensões no tubo fiquem dentro dos limites permitidos pelo material. Para atender às condições acima, os componentes dos tubos do sistema de tubulações devem ser feitos de materiais resistentes à corrosão causada pelos fluidos, capazes de suportar a pressão exercida pelos fluidos nas temperaturas especificadas no projeto. Além disso, esses componentes devem ter espessura de parede e estruturas de vedação adequadas. Ao mesmo tempo, todo o sistema de tubulações deve ter suportes adequados. Em algumas normas padrão, o termo “condições de ciclo intenso” aparece com frequência. De acordo com a interpretação da “Norma de Projeto para Tubulações de Metais Industriais” GB50316-2000, condições de ciclo intenso referem-se às situações em que o intervalo de tensão de deslocamento máximo calculado para as tubulações excede 0,8 vezes o intervalo de tensão de deslocamento permitido, ou quando o número equivalente de ciclos é maior que 7000, ou ainda quando existem condições definidas pelo projeto que produzem um efeito semelhante. O chamado “intervalo de tensão de deslocamento” refere-se à tensão calculada a partir do deslocamento causado pela expansão térmica do tubo. A faixa máxima de tensão de deslocamento calculada é a tensão obtida a partir do valor total de compensação, desde a temperatura mais baixa até a temperatura mais alta. O projeto de tubulações que operam em condições de ciclos intensos exige especificações especiais quanto à seleção dos componentes das tubulações, à espessura mínima dos tubos e conexões, bem como aos requisitos para inspeções não destrutivas. VI. Classificação e graduação de tubulações sob pressão As tubulações têm aplicações diversas e existem em muitas variedades. Os métodos de classificação dos tubos utilizados em diferentes áreas também variam. Geralmente, podem ser classificados de acordo com as características de uso, o material principal, o estado de instalação e o meio de transporte, entre outras características dos tubos. As informações detalhadas podem ser vistas na Figura 1. Nos regulamentos, padrões e normas gerais, para facilitar o projeto, a inspeção durante a construção, bem como a gestão e inspeção em uso, costuma-se adotar métodos de classificação e categorização com base nas características do meio em questão e nos parâmetros de projeto. Além disso, existem diferenças na classificação ou categorização dos tubos entre as normas de projeto, as normas de inspeção durante a construção e os procedimentos de manutenção e inspeção em diferentes setores industriais. Por exemplo: **Nos padrões da norma “Especificações para o projeto de tubulações de metal industrial” GB50316, os fluidos são classificados em cinco categorias – A1, A2, B, C e D – de acordo com seu estado, propriedades e parâmetros de projeto.** A categoria A1 refere-se a substâncias extremamente tóxicas ； A categoria A2 refere-se a meios tóxicos, enquanto a categoria B refere-se a meios inflamáveis ； As categorias C e D correspondem a meios não inflamáveis e não tóxicos. Aqueles cuja pressão de projeto é igual ou inferior a 1 MPa, e cuja temperatura de projeto está entre -29 e 186 °C, pertencem à categoria D. As normas de construção e aceitação para setores como químico, petroquímico e elétrico classificam os tubos da seguinte maneira: a norma do setor químico “Normas de Construção e Aceitação de Instalações de Tubulações Metálicas em Indústrias Químicas” HG20225—95 divide os tubos em quatro categorias, A, B, C e D, com base nas características do fluido e nos parâmetros de projeto. Basicamente, está de acordo com os **padrões, mas os tubos que transportam substâncias tóxicas são classificados como tubos da categoria B. A norma da indústria petroquímica “Padrões para a construção e inspeção de tubulações que transportam substâncias tóxicas e inflamáveis na indústria petroquímica”, SH3501—2002, classifica os diferentes tipos de tubulações de acordo com as características dos fluidos e os parâmetros de projeto, em quatro categorias: SHA, SHB, SHC e SHD, conforme mostrado na Tabela 3. Tabela 3: Classificação dos tubos SH3501-2001
**Nível do tubo** | **Faixa de aplicação**
--- | ---
SHA (1) | Tubos que transportam substâncias extremamente perigosas (com exceção dos tubos que transportam benzeno).
(2) Tubos que transportam substâncias altamente perigosas, como acrilonitrila, gás cianídrico, dióxido de enxofre e hidrogênio fluorídico.
(3) Tubos cuja pressão de projeto é igual ou superior a 10,0 MPa.
SHB (1) | Tubos que transportam benzeno, que é uma substância extremamente perigosa.
(2) Tubos que transportam substâncias altamente perigosas (com exceção dos tubos que transportam acrilonitrila, gás cianídrico, dióxido de enxofre e hidrogênio fluorídico).
(3) Tubos que transportam gases inflamáveis das categorias A e B, bem como hidrocarbonetos liquefeitos das categorias A e B.
SHC (1) | Tubos que transportam substâncias com grau de periculosidade moderado ou leve.
(2) Tubos que transportam líquidos inflamáveis das categorias B e C.
SHD | Tubos para temperaturas abaixo de -29°C.
VII. Causas de falha em tubulações sob pressão
A “falha” em tubulações sob pressão geralmente se refere à incapacidade dessas tubulações de desempenhar sua função original. Essas falhas podem ser divididas em falhas naturais e falhas anormais. Como os tubos sob pressão operam sob a influência do meio interno e do ambiente ao seu redor, é inevitável que ocorram ciclos de temperatura e pressão, corrosão, vibrações, além de mudanças na estrutura microscópica do material. Tudo isso afeta as propriedades do material e a eficiência dos conexões entre os tubos. Portanto, todo tubo tem um determinado período de vida útil; a falha natural acontece quando o tubo atinge esse limite de vida útil. A falha natural pode ser controlada antecipadamente por meio de inspeções regulares ou análise de falhas, a fim de evitar o ocorrer de acidentes. No entanto, o uso de tubulações sob pressão pode levar a falhas anormais devido a diversos problemas na sua concepção, fabricação, instalação e operação, o que causa acidentes de destruição súbita. As principais causas são: (A) a baixa qualificação dos funcionários, que operam as máquinas de maneira inadequada, o que leva ao agravamento das condições de funcionamento, incluindo pressão excessiva, temperatura elevada, presença de substâncias corrosivas em níveis excessivos, além de flutuações anormais na pressão e na temperatura ； O uso da pressão e da temperatura é a base para o projeto, seleção dos materiais, fabricação e instalação de tubulações sob pressão. Pressões e temperaturas de operação acima dos valores especificados causam um aumento nos esforços nas paredes dos tubos ou uma diminuição nas propriedades mecânicas do material. Em particular, os esforços locais e os picos de esforço em pontos onde as estruturas geométricas são interrompidas, como soldas, flanges, curvas, válvulas, conexões de diâmetros diferentes e compensadores, aumentam significativamente, tornando-se a causa da degradação por creep. Temperaturas de operação muito baixas fazem com que a tenacidade do material diminua, reduzindo o tamanho crítico das fissuras permitidas, o que pode levar a uma ruptura frágil. Temperaturas e pressões excessivas também podem causar vazamentos nas conexões dos tubos. Os tubos costumam sofrer cargas alternadas devido aos seguintes motivos: 1) o transporte intermitente do meio, o que causa pressão e despressurização repetidas no tubo, além de aumento e diminuição de temperatura ； 2) Grandes flutuações de pressão durante a operação ； 3) As variações periódicas de temperatura durante a operação causam mudanças recorrentes nas tensões térmicas na parede do tubo ； 4) Devido a outras equipamentos, forças externas alternadas de suporte e vibrações forçadas. Sob a ação de cargas alternadas repetidas, o tubo sofrerá falha por fadiga. Trata-se, principalmente, da fadiga de baixa frequência em metais, caracterizada por esforços elevados e frequência de variação baixa. Existem concentrações de tensão nos locais onde a estrutura geométrica é descontínua e nas proximidades das soldas; isso pode levar ao atingimento ou até à superação do limite de resistência do material. Se essas tensões forem aplicadas e removidas de forma alternada, isso fará com que os grãos sob maior carga sofram deformação plástica e, gradualmente, desenvolvam pequenas rachaduras. À medida que o ciclo de tensão muda, as fissuras também se expandem gradualmente, até causar a destruição. Cargas alternadas também podem causar o aumento dos defeitos existentes nos componentes do tubo e nas soldas, além de vazamentos nas conexões entre os tubos. (B) Existem defeitos no projeto, na fabricação e na instalação: por exemplo, a flexibilidade dos tubos não atende aos requisitos, o material utilizado é inadequado ou houve erros na escolha do material; existem também defeitos relacionados à soldagem ou ao processo metalúrgico. Além disso, a soldagem ou montagem inadequada pode causar tensões excessivas, e o sistema de suporte dos tubos também pode ser inadequado ； Os defeitos iniciais presentes nos tubos antes de sua entrada em uso podem causar quebra frágil do material devido a baixas tensões. Agressões causadas por meios e ambientes hostis, operação inadequada, manutenção insuficiente, entre outros fatores, costumam levar à deterioração das propriedades dos materiais, a danos ou rupturas nos mesmos. Além disso, podem causar vazamentos nos conectores das tubulações, o que acaba fazendo com que as tubulações de pressão deixem de funcionar corretamente. Isso pode resultar em incêndios, explosões, intoxicações e outros acidentes fatais. (C) Erros na manutenção: defeitos ou danos graves nos tubos que não foram detectados, falta de avaliação científica adequada, além de métodos de manutenção inadequados que causam novos defeitos e danos ； (D) Danos causados por fatores externos, como terremotos, ventos fortes, inundações, raios, além de outros danos mecânicos e destruição causada pelo homem. Existem muitos tipos de falhas em tubulações sob pressão. De acordo com a deformação macroscópica na hora da ruptura, pode-se dividir a ruptura em duas categorias principais: ruptura ductílica (ruptura tenaz) e ruptura frágil. De acordo com o mecanismo de fratura microscópico do material no momento da destruição, podem-se distinguir tipos como fratura por cavitação, fratura por clivagem, fratura alongada aos grãos e fratura por fadiga. Geralmente, no local, utiliza-se um método que combina classificação macroscópica e características de fratura para fazer a classificação, como ruptura por tenacidade, ruptura por fragilidade, ruptura por corrosão, ruptura por fadiga e ruptura por fluência. (E) Danos causados pela corrosão: A corrosão dos tubos sob pressão ocorre devido às ações químicas ou eletroquímicas exercidas pelos meios internos e externos ao sistema. Também inclui o resultado da ação conjunta de fatores como mecânicos. Operações inadequadas podem causar mudanças na concentração do meio, agravando a corrosão e os danos. As formas de degradação por corrosão em tubulações sob pressão incluem corrosão generalizada, corrosão localizada, corrosão por esforço, fadiga por corrosão e danos causados pelo hidrogênio. A corrosão sob tensão costuma ocorrer de repente, sem nenhum sinal prévio, por isso é ainda mais perigosa. 1) Corrosão generalizada: A corrosão generalizada também é conhecida como corrosão uniforme. É uma corrosão que ocorre em áreas maiores dos tubos, com grau praticamente igual. A superfície interna dos tubos sofre principalmente a corrosão causada pela passagem de meios corrosivos, enquanto a superfície externa é afetada principalmente pela ferrugem causada pela atmosfera. A corrosão generalizada dos tubos costuma se agravar devido ao agravamento das condições de uso. A composição do meio corrosivo, o teor de umidade, as diferenças entre fase gasosa e líquida, a velocidade e o estado do fluxo, bem como o tamanho das partículas, todos influenciam o grau de corrosão e falha dos tubos. Um teor excessivo de agentes corrosivos ou a deterioração das propriedades das matérias-primas podem causar danos aos tubos sob pressão. A corrosão atmosférica pode causar danos na parte externa dos componentes dos tubos, afetando sua resistência e vedação. Se não for mantido em tempo hábil, também pode causar acidentes. 2) Corrosão local: A corrosão local é um fenômeno de corrosão que ocorre em áreas específicas do material dos tubos. a) Corrosão por pontos: corrosão de grande profundidade que se concentra em pequenos pontos na superfície do metal, também conhecida como corrosão por furos. O aço inoxidável austenítico é mais suscetível à corrosão pontual quando em contato com meios que contêm íons de cloro ou bromo. b) Corrosão por fendas: Quando o meio transportado pelo tubo é uma solução eletrolítica, ocorre corrosão por fendas nas superfícies internas do tubo, como nas juntas das flanges ou nas áreas onde a solda não foi feita corretamente. A corrosão por fenda geralmente é causada por diferenças na concentração de oxigênio ou em íons metálicos entre a solução dentro da fenda e a solução ao seu redor. c) Corrosão das juntas soldadas de aço inoxidável austenítico: ① Corrosão intergranular: A corrosão intergranular é um tipo de corrosão em que ela ocorre entre os grãos e nas proximidades deles, enquanto o próprio grão sofre pouca corrosão. O mecanismo de corrosão é a “teoria da baixa concentração de cromo”: como as regiões intergranulares com baixa concentração de cromo estão em estado ativo, elas atuam como ânodo, formando uma pilha eletroquímica com os grãos cristalinos. Isso resulta na desintegração dos grãos ou na redução da resistência mecânica do material. ②Corrosão seletiva do ferrita δ: em alguns meios corrosivos intensos, a fase de ferrita δ nas zonas de solda de aços inoxidáveis austeníticos é corroída ou decomposta em fase σ, resultando em uma estrutura esponjosa que danifica a junta de solda. ③Corrosão na borda da lâmina: Corrosão em forma de borda de lâmina que ocorre em aços inoxidáveis austeníticos estabilizados com Ni e Ti, em meios oxidantes. 3) Corrosão por esforço: A corrosão que ocorre em materiais metálicos sob a ação conjunta de esforços de tração e de um determinado meio corrosivo é chamada de corrosão por esforço. É causado principalmente por tensões residuais resultantes de soldagem, processos de usinagem a frio e instalação, além de meios corrosivos presentes dentro dos tubos. As fissuras causadas pela corrosão sob tensão têm formato semelhante aos galhos de uma árvore seca, desenvolvendo-se, em geral, na direção perpendicular à tensão aplicada. As formas microscópicas das fissuras incluem o tipo transgranular, o tipo intergranular e o tipo híbrido, que combina os dois. Tubulações de aço de alta resistência, quando o teor de H2S excede um certo valor e há presença de umidade, **aumentam a probabilidade de fissuração por corrosão sob tensão na parede do tubo**. Quando o valor de dureza da solda excede HB200, e há um nível excessivo de H2S, isso pode causar corrosão por estresse na solda. ①Fragilidade alcalina: é a corrosão sob tensão de metais em soluções alcalinas. Aços carbono, aços de baixa liga e aços inoxidáveis podem sofrer fragilidade alcalina. ②Corrosão por íons de cloro no aço inoxidável: A corrosão por estresse causada pelos íons de cloro no aço inoxidável. A concentração crítica de íons de cloro que causa a corrosão diminui à medida que a temperatura aumenta. Em altas temperaturas, basta que a concentração de íons de cloro atinja 10 ppm para que ocorra a ruptura. A presença de altos teores de íons de cloro em materiais como as buchas nas conexões de flange das tubulações, os materiais isolantes externos e os revestimentos utilizados nos suportes e fixações também pode causar corrosão por íons de cloro. ③Corrosão do aço inoxidável por polisulfúricos: No processo de refino de petróleo, o aço é corroído pelo sulfeto de hidrogênio, formando ferro sulfuroso. Após a parada das operações, o oxigênio e a água presentes no ar reagem com esses compostos, gerando polisulfúricos. Isso provoca corrosão sob tensão nos pontos do tubo de aço inoxidável onde há maiores tensões residuais. Tomando como exemplo os dispositivos de desulfuração por hidrogenação, a corrosão sob tensão do ácido polisulfúrico em aço inoxidável tem recebido atenção recente. ④Corrosão por estresse de sulfetos: Corrosão por estresse que ocorre em metais quando eles estão em contato com hidrogênio sulfídrico e água ao mesmo tempo. O aço carbono e o aço de baixa liga são os mais sensíveis ao ácido sulfúrico na faixa de temperatura de 20 a 40°C. A corrosão por estresse de sulfetos em aços inoxidáveis austeníticos ocorre, na maioria dos casos, em ambientes de alta temperatura. Em meios que contêm hidrogênio sulfídrico e água, a presença simultânea de ácido acético, ou dióxido de carbono e cloreto de sódio, ou hidrogênio fosfídrico, ou compostos de arsênio, selênio e telúrio, ou íons de cloro, pode contribuir para a corrosão. 4) Fadiga por corrosão: A fadiga por corrosão é a ocorrência de fissuras devido à ação combinada de tensões alternadas e meios químicos. As fontes de fadiga em tubulações sob pressão incluem excitação mecânica, surto de fluxo, tensões térmicas alternadas, ciclos de pressão, além de vibrações causadas pelo vento e terremotos. As fissuras de fadiga por corrosão costumam ser múltiplas, mas sem ramificações, o que as diferencia das fissuras de corrosão sob tensão. As fissuras de fadiga por corrosão são, geralmente, transgranulares. 5) Danos por hidrogênio: A penetração do hidrogênio no interior do metal, causando a deterioração de suas propriedades metálicas, é chamada de dano por hidrogênio. Incluindo formação de bolhas de hidrogênio, fragilidade por hidrogênio, descarbonatação e corrosão por hidrogênio. A formação de bolhas de hidrogênio ocorre principalmente em meios que contêm sulfeto de hidrogênio úmido. Quando os átomos de hidrogênio se difundem para dentro do aço, eles encontram defeitos como fissuras, camadas separadas, espaços vazios e inclusões, e se reúnem para formar moléculas de hidrogênio, o que causa o aumento do volume. Quando essas falhas estão na superfície do aço, formam-se bolhas. O hidrogênio, independentemente da forma como entra no aço, causa fragilidade por hidrogênio no material, fazendo com que a taxa de alongamento e a taxa de contração transversal do aço diminuam significativamente. O aço de alta resistência apresenta um desempenho ainda pior. O cementito presente no aço, em altas temperaturas, reage com o hidrogênio, formando metano. Como resultado dessa reação, diminui a quantidade de cementito na camada superficial do aço. O carbono, então, difunde-se gradualmente das camadas metálicas adjacentes que ainda não reagiram para essa área de reação. Assim, uma certa espessura do metal se transforma em ferrita devido à falta de carbono, o que resulta no fenômeno de descarbonatação. O resultado da descarbonização é a redução da resistência superficial e do limite de fadiga do aço. O efeito do hidrogênio em altas temperaturas e pressões sobre o aço faz com que suas propriedades mecânicas se deteriorem, com uma redução significativa na resistência e na tenacidade; isso é conhecido como corrosão por hidrogênio. Nessas condições, as moléculas de hidrogênio se difundem para a superfície do aço e sofrem adsorção. Parte dessas moléculas de hidrogênio adsorvidas se separa em átomos de hidrogênio e íons de hidrogênio. Por meio da adsorção química, esses átomos e íons de hidrogênio, de diâmetro muito pequeno, penetram no metal através da camada superficial. Devido à difusão dos átomos de hidrogênio pelo cristal e pelas fronteiras entre os cristais, dentro do aço, ocorrem reações químicas que resultam na formação de metano, que se acumula nos espaços microscópicos existentes nas fronteiras entre os cristais. Esse processo faz com que a concentração de carbono nessa área diminua, o que estimula a difusão de carbono de outras regiões para compensar essa perda. Assim, a quantidade de metano aumenta progressivamente, gerando uma pressão local, que, por sua vez, leva ao surgimento de fissuras. A acumulação na superfície do aço forma bolhas, causando descarbonização. (F) Danos por erosão: O fluxo contínuo e de alta velocidade do meio dentro do tubo pode fazer com que as paredes internas das peças que compõem o tubo se afinem, ou danificar os componentes de vedação, afetando assim sua resistência à pressão e seu desempenho de vedação. Com o aumento do tempo de uso, a redução da capacidade de resistência à pressão causada pelo afinamento da parede interna, ou os vazamentos decorrentes da deterioração dos componentes de vedação, podem se tornar a causa de acidentes. VIII. Características da destruição de tubulações sob pressão Devido às diferentes causas e formas de destruição das tubulações, as características dessa destruição também variam. (A) A ruptura por tenacidade ocorre quando o material não possui defeitos ou fragilidades evidentes, mas sim devido a uma pressão excessiva. Suas características são: 1) Ocorre uma deformação significativa, geralmente sem a formação de fragmentos. Durante a destruição, o diâmetro aumenta ou há inchaço local, e a parede do tubo fica mais fina. 2) A pressão real de detonação é semelhante ao valor teórico. 3) A superfície de ruptura é de cor cinza-escura e fibrosa, sem brilho metálico; além disso, existe uma borda de corte na superfície de ruptura. 4) Fora da área de fibras da fratura, existe um padrão radial ou em forma de “V”, com direção apontando para o ponto de detonação. (B) A ruptura frágil é um fenômeno de falha dos tubos em que não ocorre deformação macroscópica; além disso, a tensão na parede do tubo no momento da ruptura está longe de atingir o limite de resistência do material, sendo até mesmo inferior ao limite de yield. Geralmente, isso é causado pela fragilidade do material ou por defeitos graves, como processos inadequados de soldagem e tratamento térmico, defeitos nas soldas, bem como a fragilidade causada por baixas temperaturas. A ruptura frágil geralmente ocorre de forma instantânea e se propaga a uma velocidade extremamente alta. Como a destruição ocorre sob baixa tensão, também é chamada de destruição por baixa tensão. As características da ruptura frágil são: 1) ausência de deformação plástica significativa. 2) A tensão durante a destruição é baixa. 3) A ruptura frágil causada pelo embritamento do material, cuja superfície de ruptura é lisa e apresenta um estado cristalino com brilho metálico. 4) A ruptura frágil causada por defeitos nos materiais não apresenta uma superfície de fratura cristalina. Em vez disso, há áreas de defeitos originais, áreas de fibras que se expandem de maneira estável, padrões radiais e em forma de “V” que se formam rapidamente, além de áreas de cisalhamento nas bordas das superfícies internas e externas. Se a falha original for uma fissura na superfície, ocorrerá um estado de ferrugem escura; se a falha original for porosidade interna, inclusões ou falta de soldagem adequada, isso também poderá ser observado na área de ruptura. (C) A ruptura por fadiga é uma forma de degradação do material que ocorre quando este é submetido, por um longo período de tempo, a cargas alternadas cujo tamanho e direção mudam periodicamente com o tempo. Isso faz com que surjam fissuras no material, as quais se expandem gradualmente até causar a ruptura final. Suas características são: 1) Os pontos de destruição concentram-se em locais de descontinuidade geométrica ou em zonas de solda com defeitos originais, como fissuras; em geral, não há deformação plástica. 2) As formas básicas de falha por fadiga são a explosão ou o vazamento. O primeiro ocorre facilmente em materiais com alta resistência, mas baixa tenacidade; já o segundo acontece em materiais com menor resistência, mas maior tenacidade. 3) Na área de fratura, existem áreas claras de formação de fissuras, de expansão dessas fissuras e da fratura final. Na área de expansão, macroscopicamente, existem padrões em forma de concha nas superfícies das árvores; além disso, as superfícies de ruptura são planas e brilhantes. A área de ruptura final geralmente apresenta padrões radiais ou em forma de V. 4) Ao observar, sob microscópio eletrônico, a área de propagação das fissuras nas superfícies de fadiga, podem ser vistas estruturas únicas relacionadas à fadiga. (D) A destruição por creep é um fenômeno em que o aço sofre um alongamento lento e contínuo em altas temperaturas, quando a resistência à flexão do material é inferior, até que finalmente ocorra a destruição. O processo de deformação por fluência do material apresenta três fases: desaceleração, velocidade constante e aceleração. A fase de velocidade constante é a fase que controla a vida útil do material em altas temperaturas. A ruptura por creep é uma ruptura alongada aos grãos, caracterizada por: 1) uma superfície de fratura macroscópica áspera e granular, sem brilho metálico. 2) A superfície está coberta por uma camada de oxidação ou outros resíduos causados pela corrosão. 3) O tubo apresenta deformação macroscópica no seu diâmetro, além de pequenas rachaduras por creep na direção radial. Podem também ocorrer rachaduras na superfície ou até mesmo vazamentos devido à ruptura da parede do tubo. 4) A superfície de fratura é perpendicular à parede; a espessura da parede não diminui, e não há bordas cortadas. IX. Prevenção e notificação de acidentes em tubulações sob pressão Para prevenir ou reduzir acidentes causados por danos nas tubulações sob pressão, as unidades responsáveis pelo seu uso devem adotar as medidas necessárias, incluindo: — As tubulações devem ser projetadas por empresas qualificadas, de acordo com as normas de projeto estabelecidas ； ——O sistema de tubulações deve ser equipado com dispositivos de alívio de pressão, conforme as especificações, e esses dispositivos devem permanecer funcionais e eficazes ； ——Adotar medidas eficazes para evitar a corrosão dos tubos causada pela atmosfera e por outros meios ； ——Antes da entrada em operação dos tubos, devem ser realizadas inspeções e verificações pré-operacionais. Os aspectos cruciais, como a estrutura do sistema de tubulações, os materiais utilizados, o processo de soldagem, o tratamento térmico e os testes de pressão, devem atender aos requisitos estabelecidos ； ——As operações de funcionamento devem seguir rigorosamente as instruções de procedimento, controlando os parâmetros do processo, a fim de evitar operações em condições de temperatura ou pressão excessivas ； ——Ao realizar manutenção ou substituição parcial de tubulações, evite o uso incorreto ou a substituição inadequada, a fim de não reduzir a resistência máxima das tubulações ； ——Reforçar a inspeção de manutenção e os testes periódicos dos tubos ； ——Em tubulações que ficam paradas por longos períodos e não são devidamente mantidas, devido à corrosão generalizada, à redução da espessura e à diminuição da resistência, é necessário realizar inspeções completas antes de voltá-las a usar, conforme as normas estabelecidas. Quando ocorre um acidente em um tubo de pressão, a empresa responsável deve tomar medidas imediatas para lidar com a situação. Além disso, é necessário proteger rigorosamente o local do acidente, coletando informações e dados relevantes o mais rápido possível, como imagens gravadas no local, condições das partes danificadas, registros das operações realizadas e relatórios de investigação do acidente. Isso permite que haja uma análise objetiva e científica do acidente. Ao analisar as causas do acidente, deve-se realizar medições das deformações macroscópicas ； Verificar a composição química e as propriedades mecânicas dos materiais ； São utilizadas técnicas como análise macroscópica e microscópica da fratura. Em seguida, com base nas informações relevantes e nos resultados dos testes técnicos, são estabelecidas as regras de segurança para os sistemas de tubulações. (I) Proteção contra sobrepressão: (A) Todos os sistemas de tubulações que possam sofrer sobrepressão durante seu funcionamento devem ser equipados com válvulas de segurança, discos de ruptura e outros dispositivos de alívio de pressão. (B) Em situações em que não é adequado usar válvulas de segurança, podem ser utilizados discos de ruptura. A diferença entre a pressão de ruptura projetada para a válvula de segurança e a pressão máxima de operação normal deve ter um certo margem de segurança. (C) As válvulas de segurança devem ser escolhidas de acordo com se se trata de gases ou líquidos a serem descarregados, levando em consideração também o efeito da pressão contrária. A pressão de abertura da válvula de segurança (pressão de ajuste), salvo quando houver requisitos especiais no processo, é 1,1 vezes a pressão de operação normal; no mínimo, deve ser 1,05 vezes essa pressão, exceto quando estabelecido nas normas de projeto e nos documentos técnicos. (D) A perda de pressão no tubo de entrada da válvula de segurança deve ser menor que 3% da pressão de abertura, enquanto a perda de pressão no tubo de saída não deve exceder 10% da pressão de abertura. (E) A pressão máxima de alívio da válvula de segurança não deve exceder 1,1 vezes a pressão de projeto do tubo. Em caso de incêndio, a pressão máxima de alívio não deve ultrapassar 1,21 vezes a pressão de projeto. (F) Não é recomendado instalar válvulas de corte nos tubos de entrada e saída da válvula de segurança ou do disco de ruptura. Quando há requisitos especiais no processo que exigem sua instalação, também devem ser instaladas válvulas de derivação e manômetros locais. Em condições normais de operação, a válvula de segurança ou a válvula de corte localizada na entrada ou saída da membrana de ruptura deve ficar travada em posição aberta. A válvula de derivação deve ser travada quando está fechada. E adicionar os símbolos especificados no desenho. (G) Quando são instaladas válvulas de conversão tipo trevo nas entradas e saídas das válvulas de segurança duplas, as duas válvulas de conversão devem possuir um mecanismo de intertravamento confiável. Os tubos entre a válvula de segurança e a válvula de conversão devem ter medidas de esvaziamento. (H) A fábrica deve garantir que as características do produto estejam em conformidade com os dados detalhados dos dispositivos de alívio de pressão fornecidos no projeto. (II) Instalação de válvulas e placas de vedação (A) Devem ser instaladas válvulas antirretorno nos tubos que precisam ser protegidos contra o fluxo reverso. (B) Válvulas que devem ser rigorosamente controladas nas posições de aberto ou fechado durante o funcionamento normal; seu design deve incluir requisitos de bloqueio ou selagem, com a indicação dos códigos correspondentes. Esse tipo de válvula só pode ser utilizado durante manutenções, sob estrita supervisão e com a aprovação dos responsáveis competentes. (C) Quando o equipamento está em manutenção, nos tubulações que podem ou precisam continuar funcionando fora do equipamento, além da instalação de válvulas de isolamento na borda do equipamento, também deve-se colocar uma placa de vedação do lado do equipamento onde se encontram essas válvulas. (D) Durante a operação, quando for necessário desligar algum equipamento para manutenção, deve-se colocar uma placa de vedação entre o equipamento e as válvulas. Quando há válvulas de alívio pequenas instaladas entre tubulações de fluidos inflamáveis, válvulas e placas de vedação, o tubo que se encontra após a válvula de alívio deve ser direcionado para um local seguro. (E) Nas posições onde são necessários testes de pressão e de estanqueidade, devem ser instaladas placas de bloqueio. (F) Em situações em que a temperatura do líquido está abaixo de -5°C ou onde há corrosão severa causada pela atmosfera, é recomendado o uso de placas de bloqueio separadas, ou seja, placas intermutáveis e anéis de vedação. Não se deve usar a tampa cega em forma de “8”. As placas de inserção e os anéis de apoio devem ter marcas de identificação, sendo que essas marcas devem se estender para fora da flange. (III) Emissões (A) Os fluidos inflamáveis devem ser descartados em sistemas de coleta fechados; é estritamente proibido descartá-los diretamente no esgoto. (B) Gases inflamáveis com densidade maior que a do ar ambiente devem ser descarregados no sistema de tochas. Já os gases inflamáveis com densidade menor que a do ar ambiente podem ser liberados na atmosfera, desde que não haja necessidade de uso de tochas e desde que sejam cumpridos os padrões sanitários. (C) Líquidos não tóxicos, inflamáveis e sem ponto de ebulição, que, desde que atendam aos padrões de higiene, às condições de temperatura adequadas para uso em sistemas de água e não sejam corrosivos, podem ser descartados diretamente no esgoto. (D) O diâmetro do tubo de descarga deve ser determinado com base na quantidade de resíduos a serem descartados e na pressão de operação. A velocidade do fluxo na saída de emissão deve estar de acordo com as especificações de projeto. As saídas de alívio de pressão a pressão atmosférica, que não são utilizadas com frequência, devem ser equipadas com redes protetoras contra pássaros. (IV) Outros requisitos: (A) Em condições climáticas frias, devem ser instalados tubos de derivação antifrio ou outras medidas de proteção nos extremos dos tubos principais de água de resfriamento externos, bem como nos tubos de entrada e saída do resfriador. Quando há formação de condensado nos tubos de gás, ou quando existem áreas mortas nos tubos de líquido, além da possibilidade de congelamento dos tubos de drenagem, é aconselhável instalar tubos de aquecimento auxiliar. (B) Os componentes que constituem os pontos fracos dos tubulações de fluidos inflamáveis instalados em ambientes internos, como medidores de nível de líquido em vidro e visores, devem contar com medidas de proteção de segurança. (C) A eletricidade estática gerada pelo sistema de tubulações pode ser dissipada por meio da rede de aterramento dos equipamentos ou das estruturas civis. Os outros requisitos antiestáticos devem estar em conformidade com as especificações das normas correspondentes. (D) Em equipamentos importantes nos quais não é permitida interrupção do fluxo de fluido, devem ser adotadas medidas de segurança como o uso de dois tubos ou redes circulares equipadas com válvulas de isolamento. (E) Nos tubos de gás combustível, após a redução da pressão, que estão conectados a equipamentos com chama aberta (incluindo tubulações de queima), bem como nos tubos que podem pegar fogo facilmente (incluindo tubulações de alívio de pressão), devem ser instalados dispositivos de proteção contra incêndios para isolar esses tubos dos equipamentos aos quais estão conectados. (F) As tubulações de oxigênio devem atender às seguintes especificações: 1) As tubulações que transportam fluidos fortemente oxidantes (oxigênio ou flúor) devem ser desengorduradas, seja em seções separadas ou como um todo, após a sua fabricação, mas antes da instalação. Os componentes dos tubos, após a remoção da gordura, são sempre limpos e selados com nitrogênio ou ar. Deve-se também evitar que o meio desengordurante remanescente se misture com oxigênio, formando uma mistura perigosa. 2) Os componentes dos tubos de oxigênio devem ser selecionados de acordo com as especificações estabelecidas nas normas. Deve-se também optar por tubos e conexões sem costuras. Quando a pressão de projeto é superior a 3 MPa, é recomendado o uso de tubos de aço inoxidável austenítico. Quando válvulas de regulação de pressão são instaladas em tubulações de aço carbono e aço de baixa liga, é recomendado que, num raio de 1,5 m à frente e atrás da válvula, sejam utilizados tubos e conexões de aço inoxidável austenítico. As válvulas não devem ser do tipo de abertura e fechamento rápidos. Os selos e materiais de vedação presentes nas válvulas não devem ser feitos de materiais que possam se desfazer em pedaços ou fibras, nem de materiais inflamáveis. 3) A soldagem deve ser feita por solda por arco de argônio. 4) As restrições à velocidade do fluxo no tubo de oxigênio, a conexão à terra para evitar eletricidade estática e o arranjo dos tubos devem estar em conformidade com as especificações da “Norma de Projeto para Estações de Oxigênio” GB50030, bem como com os regulamentos técnicos de segurança relacionados ao oxigênio. A menos que o processo industrial tenha requisitos de projeto especiais e medidas de segurança confiáveis, é estritamente proibido conectar os tubos de oxigênio diretamente aos tubos de fluidos inflamáveis. (G) A estrutura do revestimento de isolamento deve ser escolhida de acordo com o ponto de congelamento do fluido, as condições de alteração de outras propriedades físicas e os requisitos do processo: revestimento completo, revestimento parcial ou estrutura de revestimento simplificada.